Устройство для регулирования подачи тепла на отопление
Полезная модель относится к системам теплоснабжения зданий, а конкретно к системам автоматического регулирования теплоснабжения зданий.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности регулирования энергозатрат на отопление за счет улучшения качества измерения поступления тепла солнечной радиации, влияющей на тепловой баланс здания, что в конечном итоге и снижает количество используемого топлива на отопление.
Технический результат по снижению энергозатрат на отопление здания достигается тем, что устройство для регулирования подачи тепла на отопление, содержащее датчики температуры воздуха и резисторы, регулятор с исполнительным механизмом регулирующим клапаном, датчик расхода теплоносителя, соединенный с одним из входов регулятора, терморезистор, причем датчики температуры воздуха подключены к одним выводам соответствующих резисторов, другие выводы которых объединены и соединены через терморезистор с другим входом регулятора, при этом датчики температуры воздуха укреплены в зоне турбулентного движения пограничного слоя воздуха по поверхности ограждения отапливаемого помещения, которая образована, например, локальным выполнением криволинейных канавок на поверхности ограждения в месте укрепления датчиков температуры воздуха. Ф.п.м. 1 п., 1 ил.
Полезная модель относится к системам теплоснабжения зданий, а конкретно к системам автоматического регулирования теплоснабжения зданий.
Известно устройство для регулирования подачи тепла на отопление (см. а.с. СССР №164955 Мкл G 01 F 15/075. 1962), содержащее датчик температуры воздуха, регулятор с исполнительным механизмом и регулирующим клапаном, и датчик расхода теплоносителя, соединенный с одним из входов регулятора.
Недостатком данного устройства является отсутствие учета тепла солнечной радиации и внутренних тепловыделений, что снижает точность регулирования температуры воздуха внутри помещения и уменьшается возможность экономии тепла и топлива на отопление.
Известно устройство для регулирования подачи тепла на отопление (см. а.с. СССР №702219 Мкл F 24 D 3/00, С 05 D 23/01, 1979, Бюлл. 45), содержащее датчики температуры воздуха и резисторы, и регулятор с исполнительным механизмом и регулирующим клапаном, датчик расхода теплоносителя, соединенный с одним из входов регулятора, терморезистор, причем датчики температуры воздуха подключены к одним выводам соответствующих резисторов, другие выводы которых объединены и соединены через терморезистор с другим входом регулятора.
Недостатком известного устройства является неточность измерения влияния величины поступления тепла солнечной радиации на тепловой баланс здания, что снижает качество регулирования температуры воздуха внутри отапливаемого помещения, а это уменьшает возможность энергосбережения в целом здании.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности регулирования энергозатрат на отопление за счет улучшения качества
измерения поступления тепла солнечной радиации, влияющей на тепловой баланс здания, что в конечном итоге и снижает количество используемого топлива на отопление.
Технический результат по снижению энергозатрат на отопление здания достигается тем, что устройство для регулирования подачи тепла на отопление, содержащее датчики температуры воздуха и резисторы, регулятор с исполнительным механизмом регулирующим клапаном, датчик расхода теплоносителя, соединенный с одним из входов регулятора, терморезистор, причем датчики температуры воздуха подключены к одним выводам соответствующих резисторов, другие выводы которых объединены и соединены через терморезистор с другим входом регулятора, при этом датчики температуры воздуха укреплены в зоне турбулентного движения пограничного слоя воздуха по поверхности ограждения отапливаемого помещения, которая образована, например, локальным выполнением криволинейных канавок на поверхности ограждения в месте укрепления датчиков температуры воздуха.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для регулирования подачи тепла на отопление.
Устройство содержит регулятор 1 с исполнительным механизмом 2 и регулирующим клапаном 3, датчики температуры воздуха 4, датчик расхода теплоносителя 5, терморезистор 6 и резисторы 7. На поверхности ограждения отапливаемого помещения в месте установки датчиков температуры 4 выполнены криволинейные канавки 8.
Устройство для регулирования подачи тепла на отопление работает следующим образом.
При повышении температуры воздуха непосредственно на внутренней поверхности отапливаемого помещения за счет солнечной радиации наблюдается ламинарное движение воздуха в пограничном слое, но температура воздуха по всему объему отапливаемого помещения продолжает оставаться без изменения, т.е. соответствует заданной, при этом все датчики температуры воздуха 4 разомкнуты, в измерительный блок регулятора 1 поступает
сигнал только от датчика расхода теплоносителя 5 и регулятор 1 поддерживает заданный расчетный расход теплоносителя на отопление.
По мере нагрева воздуха под воздействием солнечной радиации в пограничном слое толщина его увеличивается и движение потока из ламинарного переходит в локонообразное с увеличением термического сопротивления и, соответственно, уменьшается коэффициент теплоотдачи (см., например, стр.389 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача», - M. 1980 - 469 с., ил.). Дальнейшее воздействие солнечной радиации приводит к увеличению температуры воздуха в отапливаемом помещении, а датчики температуры воздуха 4 остаются разомкнутыми и в измерительный блок регулятора 1 продолжает поступать сигнал только от датчика расхода теплоносителя 5, и регулятор 1 поддерживает заданный расход теплоносителя на отоление, что приводит к перегреву и, как следствие, к неоправданным энергозатратам, т.е. перерасходу топлива.
Выполнение в местах установки датчиков температуры воздуха 4 углублений, например, криволинейных канавок 8, приводит к разрушению ламинарного движения воздуха в пограничном слое (возникающему за счет тепла солнечной радиации), и переводу его в турбулентный, практически исключая локонообразный характер движения потока воздуха. Известно, что при турбулентном движении воздуха толщина пограничного слоя уменьшается (см. стр.378, там же), интенсифицируется прогрев воздуха в отапливаемом помещении, его температура повышается, замыкаются контакты датчиков температуры воздуха 4 и в измерительный блок регулятора 1 поступает сигнал, уровень которого зависит от количества замкнутых датчиков температуры воздуха 4 и соответствующих резисторов 7, проходит через терморезистор 6, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры наружного воздуха, уменьшаясь с увеличением температуры и увеличиваясь с уменьшением температуры воздуха. В этом случае регулятор 1 будет сокращать расход теплоносителя, а значит, и тепла на отопление пропорционально количеству замкнувшихся датчиков температуры воздуха 4.
Оригинальность технического решения по снижению энергозатрат на отопление здания при заданной температуре воздуха в отапливаемом помещении с учетом поступления тепла солнечной радиации заключается в повышении чувствительности датчиков температуры воздуха на изменения температуры его в пограничном слое на поверхности ограждения отапливаемого помещения. Это осуществляется путем турбулизации движущегося потока пограничного слоя в месте укрепления датчиков температуры воздуха, под действием тепла солнечной радиации, что достигается выполнением в местах установки датчиков температуры воздуха углублений, например, криволинейных канавок, которые и приводят к разрушению ламинарного движения потока воздуха в пограничном слое и переводу его в турбулентный, в результате повышается качество измерений тепловой энергии, что в конечном итоге и приводит к оптимизации количества используемого топлива на отопление.
Устройство для регулирования подачи тепла на отопление, содержащее датчики температуры воздуха с резисторами, регулятор с исполнительным механизмом и регулирующим клапаном, датчик расхода теплоносителя, соединенный с одним из входов регулятора, терморезистор, причем датчики температуры воздуха подключены к одним выводам соответствующих резисторов, другие выводы которых объединены и соединены через терморезистор с другим входом резистора, отличающееся тем, что датчики температуры воздуха укреплены в зоне турбулентного движения пограничного слоя воздуха по поверхности ограждения отапливаемого помещения, которая образована, например, локальным выполнением криволинейных канавок на поверхности ограждения в месте укрепления датчиков температуры воздуха.
