Устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления

Союз СоветскнкСоцнвлнстнческнкРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 887887(51)М. Кл. Р 24 0 3/02 Госуааретаеный коинтет СССР оо делан нзаоретеннй к открытий(72) Авторы изобретения И. ц. Михайлеико, В. Ф. Михеев и Ю, С. Берне Научно - исследовательский и проектно - технологический институтмеханизации и электрификации сельского. хозяйсгваНечерноземной зоны РСФСР Всесоюзной ордена Ленина академиисельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ТЕПЛА В СИСТЕМЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯИзобретение относится к устройствам, регуптрующим температуру внутри помещений сводяным прибором отопления и может бытьиспользовано в системах обогрева крупногабаритных жилых и производственных помещений,хранилищ, теплиц.Известно устройство для регулирования температуры в системах центрального отопления,содержащие питающий трубопровод, смеснтельныйклапан, регулирующий орган, датчики температотуры воздуха в помещении, температуры теплоносителя и температуры наружного воздуха 11.Однако устройство не обеспечивает учета тепловой энергии, запасенной всей системой вцелом,что приводит к ухудшению качества регулироваиния за счет колебания температуры в объектев широких пределах, а иногда к неустойчивостирежима регулирования,Известно устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления,содержащее нагревательные приборы, подключенные к прямому и обратному трубопроводам,бойпасный трубопровод с клапаном, трубопровод повторной циркуляции с насосом, смесительный клапан с исполнительным механизмом,соединенный с трубопроводами прямым, повторной циркуляции и бойпасным, датчик темпера.туры воздуха в помещении и регулятор, причемдатчик температуры воздуха в помещении подклю.чен к одному входу регулятора, выход которогосоединен с исполнительным механизмом смесительного клапана Ю.Однако известное устройство не обеспечива.ет учета тепловой энергии, запасенной отопительной системой, вследствие чего точность ре.тулирования низкая.Цель изобретения - повышение точностирегулирования,Поставленная цель достигается тем, что вустройство для регулирования расхода теплав системе центрального отопления введены дваимпульсных трубопровода четыре теплообмен.ника с установленными в них датчиками температуры, причем первый теплообменник установлен в номен;енин, второй - на нагреватель.ном приборе, третий - на первом импульсномтрубопроводе, который включен между прямыми обратным трубопроводами, четвертыйтеплообменник установлен на втором импульсномтрубопроводе, который включен между трубопроводом повторной циркуляции и обратнымтрубопроводом, а выходы датчиков температурыподключены к соответствующим входам регулятора.На фиг. 1 изображена принципиальнаясхема устройства; на фиг.2 - конструкция пер .вого теплообменника для измерения температуры отапливаемого помещения; на фиг. 3 - 1 вконструкция второго теплообменника для измерения температуры поверхности нагревательногоприбора; на фиг. 4 - конструкция третьего ичетвертого теплообменника для измерения температуры теплоносителя. 15Устройство состоит из отапливаемого ломе.щения 1 (см. фиг. 1), нагревательного прибора2, трехходового смесительного клапана 3, прямого 4 и обратного 5 трубопроводов. Перепадыдавлений на трехходовом смесительном клапане 3 стабилизируются с помощью перепуска теплоносителя по перепускному 6 и байпасному 7трубопроводам, где установлены регулирующиеклапаны 8 и 9, На подающем трубопроводе 10отопительной системы устанавливается дроссель- д 5ная шайба 11, снижающая давление в системе,Обратный трубопровод 5 соединен с трехходовымсмесительным клапаном 3, трубопроводом повторной циркуляции 12 с циркуляционным насосом 13,30Температура воздуха в отапливаемом помещении 1 измеряется датчиком температуры 14, подключенным к одному из входов регулятора 15,который управляет положением регулирующегооргана трехходового смесительного клапана 335через исполнительный механизм 16.Датчик температуры 17 помещен в первыйэталонный теплообменник 18, который выполненв виде емкости 19 с ребрами 20 (см, фиг. 2)из материала с большой теплопроводностью.40Емкость заполнена жидкостью 21.Температура поверхности отопительного прибора 2 измеряется датчиком 22, размещенномво втором теплообменнике 23, который выполнен в виде емкости 24 (см, фиг. 3), изготовлен 45ной из термоизоляционного материала и наполненной жидкостью 25, а сквозь нее пропущенатруба 26 отопительного прибора 2. Соприкосновение трубы 26 с жидкостью 25 осуществляетсячерез внутреннее кольцевое оребрение 27.Температура прямого теплоносителя измеряЯется датчиком 28, а обратного теплоносителя -датчиком 29. Оба датчика установлены в третьем и четвертом теплообменниках 30 и 31(см, фиг. 4), имеющих одинаковую конструкцию.Они выполнены в виде емкости 32, изготовленной из термоизоляционного материала и запол.пенной жидкостью 33. Внутри емкости имеетсянагревательный трубчатыйэлемент 34, который для измерения температуры прямого теплоносителя подключается между прямым 4 и обратным 5 трубопроводами с помощью импульсного трубопровода малого диаметра 35, а для измерения температуры обратного теплоносителя подключа. ется с помощью импульсного трубопровода 36 параллельно циркуляционному насосу 13.Устройство работает следующим образом,При отклонении температуры воздуха в помещении 1, измеряемой датчиком 14, в сторону меньших значений от заданной, на выходе регулятора 15 появляется сигнал, поступающий на исполнительный механизм 16, который увеличивает проходное сечение трехходового смеси. тельного клапана 3 для горячей воды и уменьшает для холодной обратной воды. Таким образом повышается температура прямого теплоносителя по трубопроводу 4 и, как следствие, возрастает температура, воздуха внутри помещения 1. При увеличении температуры воздуха в помещении 1 регулятор 15 вырабатывает такой сигнал, что исполнительный механизм 16 умень - шит проходное сечение трехходового смеситель,ного клапана 3 для горячей воды и увеличит для обратной, а так как температура обратной воды значительно ниже температуры прямой воды, то температура прямого теплоносителя по трубопроводу 4 снизится, а следовательно, снизится температура воздуха в объекте 1,Кроме основного сигнала с датчика 14, на регулятор 15 подаются дополнительные сигналы с датчиков температуры 17, 22, 28, 29, пропорциональные запасенной тепловой энергии, распределенной между тепловым объектом 1, отопительным прибором 2, прямым и обратным теплоносителями по трубопроводам 4 и 5, Изменение энергетического состояния системы, например, увеличение или уменьшение температуры поверхности нагревательного прибора 2, измеряемой датчиком 22, приведет к медленному изменению выходного сигнала регулятора 15 так, чтобы с помощью положения регулирующего органа трехходового смесительного клапана 3 компенсировать эти изменения, Аналогичный корректирующий сигнал подается на вход регулятора 15 с других датчиков температуры 17, 28, 29. В этих сигналах содержится информация о ранее запасенной тепловой энергии в каждом из контролируемых датчиками температуры эле. ментов системы (отапливаемое помещение, отопительный прибор, теплоноситель в прямоми обратном трубопроводе). Кроме того, эти сигналы содержат информацию о перераспределении в процессе работы тепловой энергии межцу вышеперечисленными элементами системы.Таким образом, регулирование расхода теплаосуществляется с помощью датчика температуры 14, быстро реагирующего на изменение887887 температуры объекта 1, и с помощью датчиков17, 22, 28, 29, реагирующих на изменениеэнергетического состояния системы с большойинерционностью (динамическим запаздыванием)Поэтому процесс регулирования температурыобъекта носит монотонный быстрозатухающийхарактер, В связи с этим существенно снижает.ся расход тепловой энергии. Формула изобретения Устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления, содержащее нагревательные приборы, подключенные к прямому и обратному трубопроводам, байпасный трубопровод с клапаном, трубопровод повторной циркуляции с насосом, смесительный клапан с исполнительным механизмом, соединенный с трубопроводами прямым, повторной циркуляции и байпасным, датчик температуры воздуха в помещении и регулятор, причем датчик температуры воздуха в помещении под. ключен к одному входу регулятора, выход 4которого соединен с йсполнительным механизмом смесительного клапана, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияточности регулирования, в него введены дваимпульсных трубопровода, четырех теплообмен.ника с установленными в них датчиками температуры, причем первый теплообменник уста.новлен в помещении, второй - на нагреватель.ном приборе, третий - на первом импульс 4. ном трубопроводе, который включен междупрямым и обратным трубопроводами, четвертыйтеплообменник установлен на втором импульсном трубопроводе, который включен междутрубопроводом повторной циркуляции и обрат. ф ным трубопроводом а выходы датчиков температуры подключены к соответствующим входамрегулятора,Источники информации,щ принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 433323,кл. Р 24 О 3/02, 1971.2, Авторское свидетельство СССР по заявкеЯф 2495304, кл, Р 24 О 3/02, 1977., Козлова аказ 1070 б/8 Тираж 827 ВНИИПЙ Государственного комитет по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб