Система управления тепловым режимом помещения

Полезная модель относится к средствам автоматического регулирования теплового режима и может быть использована в системах теплоснабжения производственных помещений, в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ), муниципальных учреждениях, а также отдельно на каждом стояке либо индивидуально в квартире.

Система управления тепловым режимом помещения, содержит обратный трубопровод, обводной П-образный трубопровод меньшего диаметра, приваренный к короткому участку обратного трубопровода, таймер, подключенный к электрической розетке (напряжением 220 В) квартиры или производственного здания, при этом на коротком участке обратного трубопровода установлен быстродействующий запорный клапан, на обводном П-образном трубопроводе установлен балансировочный (регулирующий) клапан, а таймер соединен электрическим проводом (напряжением 220 В) с быстродействующим запорным клапаном. В качестве таймера может быть использован электронный суточный таймер или механический суточный таймер. В качестве быстродействующего запорного клапана применен соленоидный клапан типа EV220B НО. На обратном или подающем трубопроводе системы установлен теплосчетчик. 6 н.з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к средствам автоматического регулирования теплового режима и может быть использована в системах теплоснабжения производственных помещений, в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ), муниципальных учреждениях, а также отдельно на каждом стояке либо индивидуально в квартире.

Обеспечение жизнедеятельности человека всегда связано с созданием необходимых тепловых режимов. Летом - это охлаждение и кондиционирование, зимой - отопление и вентиляция. В структуре городского хозяйства отопление занимает важное место. Уже сегодня, не смотря на дотации в оплате жилья, стоимость коммунальных услуг довольно высока, а отопление составляет больше половины. В связи с этим и для сотрудников коммунального хозяйства, и для жителей, еще более актуальным становится вопрос снижения тепловых потерь, напрямую ведущих к финансовым затратам. Существенные потери тепла происходят в подъездах, квартирах и различных помещениях не только из-за плохой теплоизоляции, но и из-за не рациональной установки тепловых режимов и невозможности индивидуальной регулировки температуры в каждом помещении.

Мы уже привыкли платить за отопление и во время отопительного сезона каждый месяц отдаем определенную сумму за то, чтобы в домах было тепло и уютно. Во время оттепелей, когда в квартире становится жарко, мы просто открываем форточки, не задумываясь, что драгоценное тепло уходит в пустоту. Открывать форточки для снижения температуры в помещении расточительно. Необходимо создать условия, чтобы поток тепловой энергии можно было регулировать по собственным потребностям за счет понижения температуры подаваемого тепла или полного его отключения, тем самым значительно экономя тепло потребляемое зданием. Это относится и к жилым помещениям, жильцы которых чувствуют себя неуютно от интенсивной подачи тепла в период оттепелей, и к учреждениям, сотрудники которых также ощущают дискомфорт во время работы в сильно нагретом помещении, где возможно было бы обеспечить снижение температуры в нерабочее время (ночные часы, выходные и праздничные дни). Особенно актуальна экономия теплоносителя в теплое время отопительного сезона (осенью и весной).

Известно устройство для регулирования расхода тепла на отопление в системах теплоснабжения (патент RU 49605 U1 F24D 3/00, опубл. 27.11.2005), содержащее подающий и обратный трубопроводы, перемычку, соединяющую подающий и обратный трубопроводы с насосом смешения, регулятор расхода тепла на отопление с датчиком температуры воды на отопление и температуры наружного воздуха, регулирующий клапан с приводом в подающем трубопроводе и регулирующий клапан в перемычке после насоса, два реле и два конечных выключателя с источниками питания, выходы регулятора расхода соединены с переключающим контактом соответствующих реле, имеющих размыкающие контакты, соединенные с приводом регулирующего клапана в подающем трубопроводе и замыкающие контакты, отличающееся тем, что насос смешения снабжен приводом с регулятором скорости в виде порошковых электромагнитных муфт, электрически соединенным с электромагнитным усилителем, при этом замыкающие контакты соединены с электромагнитным усилителем.

Однако данное устройство имеет следующие недостатки:

- сложность конструкции устройства, требующего регулярной настройки;

- устройство не обеспечивает регулировку подачи теплоносителя индивидуальным потребителем по желаемому временному циклу.

В настоящее время для регулирования теплового режима индивидуальным потребителем в жилых домах используют термостатические вентили, устанавливаемые на радиаторах или радиаторных трубах в отдельно взятой квартире. Они выполняют функцию поддержания оптимального температурного режима в отдельно взятой квартире с помощью уменьшения или полного перекрытия подачи теплоносителя. Термостатические вентили применены в известной интегрированной системе индивидуального учета и регулирования потребления энергоресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве (патенты RU 2296305 C1 G01K 17/00, опубл. 27.03.2007 и RU 2378655 С1 G01R 11/00, опубл. 10.01.2010).

Однако использование системы термостатических вентилей в каждой квартире жилого дома имеет следующие недостатки:

- необходимость большого количества термостатических вентилей для одного здания;

- не исключено замораживание системы отопления при забывчивости индивидуального квартиросъемщика вовремя открыть вентиль для подачи теплоносителя в систему.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание системы, обеспечивающей регулирование подачи теплоносителя в каждой квартире и отдельном учреждении.

Указанная задача решается тем, что система управления тепловым режимом помещения содержит обратный трубопровод, обводной П-образный трубопровод меньшего диаметра, приваренный к короткому участку обратного трубопровода, таймер, подключенный к электрической розетке квартиры или производственного здания, при этом на коротком участке обратного трубопровода установлен быстродействующий запорный клапан, на обводном П-образном трубопроводе установлен балансировочный (регулирующий) клапан, а таймер соединен электрическим проводом с быстродействующим запорным клапаном. В качестве таймера может быть использован электронный суточный таймер или механический суточный таймер. Для подключения таймера используют электрическую розетку напряжением 220 В. В качестве быстродействующего запорного клапана применен соленоидный клапан типа EV220B НО. Для соединения таймера с быстродействующим запорным клапаном используют электрический провод напряжением 220 В. На обратном трубопроводе может быть установлен теплосчетчик.

Известно, что основными факторами экономии являются:

- Снижение расхода теплоносителя;

- Понижение температуры обратного теплоносителя.

Эти два фактора можно достигнуть временным прекращением основной циркуляции за счет быстродействующей запорной арматуры, работающей от таймера. При этом наличие теплосчетчика обязательно.

Технический результат - снижение энергозатрат за счет управления интенсивностью расхода теплоносителя по установленному индивидуальным потребителем временному циклу, низкая себестоимость системы.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

На фигуре представлена принципиальная схема системы управления тепловым режимом помещения.

Система управления тепловым режимом помещения содержит обратный трубопровод 1, к короткому участку которого приварен обводной П-образный трубопровод 2 меньшего диаметра, таймер 3, подключенный к электрической розетке (напряжением 220 В) квартиры или производственного здания (офиса) (на фигуре не показана), быстродействующий запорный клапан 4 и балансировочный (регулирующий) клапан 5. Обводной П-образный трубопровод 2 служит для сохранения гидравлики. Быстродействующий запорный клапан 4, в качестве которого применен соленоидный клапан типа EV220B НО, установлен на коротком участке обратного трубопровода 1. Балансировочный клапан 5 установлен на обводном П-образном трубопроводе 2 и предназначен для настройки минимальной циркуляции теплоносителя, а также для стабильной работы теплосчетчика 7, который может быть установлен как на обратном трубопроводе 1, так и на подающем трубопроводе. На фигуре показан теплосчетчик 7, установленный на подающем трубопроводе. В доме может быть установлен как общедомовой, так и поквартирный теплосчетчик. Теплосчетчик может быть также установлен постоячно. В офисном здании при установке одного таймера на здание - может быть установлен один теплосчетчик. Таймер 3 соединен электрическим проводом 6 (напряжением 220 В) с быстродействующим запорным клапаном 4. В качестве таймера 3 может быть использован электронный суточный таймер или механический суточный таймер с интервалом 15 минут (вкл./выкл.). Суточный таймер рассчитан на установку времени включения/отключения от 1 минуты до 24 часов. Таймер (или реле времени), установленный, например, в квартире, в офисе или в специально отведенном месте учреждения, позволяет включать и выключать быстродействующий запорный клапан 4, с которым он соединен, по заданному времени. Например, при установке таймера на 1 час - подача тепла в помещении будет отключена на 1 час. Произвести настройку таймера 3 можно на любое время суток по заданным циклам (расписанию), которые позволяют потребителю получать тепло по своему усмотрению, не заходя при этом в тепловой пункт. Перекрытие обратного трубопровода 1 на определенное время обеспечивает понижение температуры теплоносителя и снижение его расхода.

Поскольку объем и масса чугунных радиаторов достаточно велики, то температура радиаторов будет понижаться очень медленно, причем подача тепла не будет отключена полностью. Минимальная циркуляция теплоносителя будет продолжаться благодаря балансировочному клапану, установленному на П-образном трубопроводе, что исключит замораживание системы отопления.

Система управления тепловым режимом помещения работает следующим образом.

В отдельной квартире жилого дома работу системы используют, в основном, в теплый период отопительного сезона осенью или весной, когда нет необходимости в получении большого объема теплоносителя. В предприятиях и учреждениях работу системы используют в теплый период отопительного сезона осенью или весной, а также в ночное время, в выходные и праздничные дни, то есть в период отсутствия основной массы сотрудников. Для этого на таймере 3, включенном в электрическую розетку (220 В) помещения, выставляют текущее время и выбирают рабочую программу с установкой ее по времени на включение или выключение быстродействующего запорного клапана 4 в течение 24 часов. Таймер 3 подает напряжение на катушку быстродействующего запорного клапана 4, закрывая его. Температура радиатора и обратного трубопровода 1 начинает падать. Во избежание гидравлических ударов циркуляция происходит через балансировочный клапан 5, который настроен для минимальной циркуляции теплоносителя и для стабильной работы теплосчетчика 7. При работе таймера с циклом 15 мин./15 мин. температура радиатора или всех радиаторов в здании (при установке одного таймера на здание) за 15 минут упадет примерно на 10°С (интенсивность падения температуры зависит от объема и материала радиатора и трубопровода). Теплосчетчик 7 фиксирует все изменения температуры теплоносителя. Далее, в зависимости от заданного цикла, таймер 3 отключает напряжение на катушке быстродействующего запорного клапана 4, открывая его. Обратный нагрев радиатора и обратного трубопровода 1 происходит также за 15 минут, при этом потребитель получает теплоноситель в полном объеме.

При теплой погоде и солнечной активности теплоноситель можно получать в минимальном объеме или полностью отказаться от его получения. Благодаря простоте настройке таймера экономия тепловой энергии может составлять от 25% до 80%.

При отсутствии напряжения в электрических сетях в период морозов предлагаемая система возобновит циркуляцию теплоносителя в полном объеме в отличие от погодозависимых и других дорогих систем.

Таким образом, заявленная система управления тепловым режимом помещения имеет широкий спектр технологических возможностей, поскольку позволяет управлять тепловым режимом помещения практически любой сложности, обеспечивает экономию расхода тепла и исключает замораживание отопительной системы. Кроме того, система легко настраивается, ее можно в любой момент отключить от режима экономии, не заходя, при этом, в тепловой пункт.

1. Система управления тепловым режимом помещения содержит обратный трубопровод, обводной П-образный трубопровод меньшего диаметра, приваренный к короткому участку обратного трубопровода, таймер, подключенный к электрической розетке квартиры или производственного здания, при этом на коротком участке обратного трубопровода установлен быстродействующий запорный клапан, на обводном П-образном трубопроводе установлен балансировочный (регулирующий) клапан, а таймер соединен электрическим проводом с быстродействующим запорным клапаном.

2. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой в качестве таймера использован электронный суточный таймер.

3. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой в качестве таймера использован механический суточный таймер.

4. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой для подключения таймера используют электрическую розетку напряжением 220 В.

5. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой в качестве быстродействующего запорного клапана применен соленоидный клапан типа EV220B НО.

6. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой для соединения таймера с быстродействующим запорным клапаном используют электрический провод напряжением 220 В.

7. Система управления тепловым режимом помещения по п.1, в которой на обратном или на подающем трубопроводе установлен теплосчетчик.