Устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении

Полезная модель относится к автоматическим устройствам для регулирования температуры воздуха в жилых помещениях. Заявляемое устройство решает задачу создания устройства для регулирования температуры воздуха в жилом помещении.

Для решения этой задачи предложено устройство, состоящее из корпуса с патрубками: патрубка для приема горячей воды из тепловой сети, патрубка отвода горячей воды на тепловую сеть и патрубка для отвода горячей воды на теплообменник. Кроме того, это устройство содержит электронное устройство, которое для обеспечения заданной температуры воздуха в жилом помещении распределяет требуемую порцию горячей воды на тепловую сеть или на теплообменник. Электронное устройство включает в себя твердый наполнитель, электронагревательный элемент, электрический датчик температуры, задатчик с переключателем режимов температуры воздуха и электронный блок управления. Электронагревательный элемент через твердый наполнитель и шток связан с регулирующим клапаном.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Во время отопительного сезона при выключенном электронном устройстве отопление помещения работает в обычном режиме, т.е. горячая вода проходит через патрубки подвода и отвода на теплообменник. В теплообменнике происходит теплообмен горячей воды с воздухом жилого помещения и в нем достигается неопределенная температура. Если пользователя эта температура воздуха помещения не устраивает, то он поворотом переключателя режимов температуры устанавливает на требуемую температуру, включает электронное устройство. При этом включается электронагревательный элемент, который выделяет теплоту. В результате теплообмена происходит расширение твердого наполнителя, который в свою очередь приводит в действие регулирующий клапан и происходит распределение требуемой порции горячей воды на тепловую сеть и на теплообменник и получение заданной температуры воздуха в жилом помещении.

Таким образом, устройство для регулирования температуры воздуха жилого помещения поддерживает заданную температуру воздуха в жилом помещении во время отопительного сезона, что позволяет создать комфортные условия эксплуатации жилых помещений, сберечь энергоресурсы и получить экономический эффект.

Полезная модель относится к автоматическим устройствам для регулирования температуры воздуха в жилых помещениях.

Известен регулятор температуры [1], содержащий датчик температуры, расположенный в помещении. Датчик температуры связан через шток с рабочим элементом регулирующего органа; кроме того, регулятор температуры имеет узел настройки.

Недостатком данного изобретения является его сложная конструкция регулирующего органа, и устройство не может обеспечить надежную работу при длительной его эксплуатации. Так подвижный стакан с окнами, который перемещается внутри неподвижного закрепленного стакана во время эксплуатации под действием образовавшейся накипи и твердых частиц, содержащихся, в теплоносителе засорится, и регулятор температуры перестает выполнять свои функции.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является электрический термостат [2], содержащий твердый наполнитель, корпус с патрубками подвода охлаждающей жидкости из двигателя, отвода на перепуск и на радиатор, два клапана, установленные внутри корпуса на штоке, датчики температуры и нагрузки, блок сравнения, блок управления.

Данный термостат служит для охлаждения охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и поэтому не может быть использован в устройствах для регулирования воздуха в жилых помещениях.

Заявляемая полезная модель решает задачу создания быстродействующего устройства для регулирования температуры воздуха в жилом помещении во время отопительного сезона, т.е. в зимнее время года.

Техническим результатом при этом является поддержание требуемого температурного режима воздуха в жилом помещении во время отопительного сезона, что создает комфорт во время эксплуатации жилого помещения и позволяет сберечь энергоресурсы.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры воздуха, содержащем тепловую сеть, теплообменник, твердый наполнитель, регулирующий клапан, установленный на штоке; блок сравнения; блок управления, упомянутое устройство содержит задатчик с переключателем и электрический датчик температуры, вход которого связан с воздухом жилого помещения, выход электрически подключен через блок сравнения к блоку управления; распределитель горячей воды, вход которого связан с тепловой сетью, выход подключен к тепловой сети с возможностью теплообмена с теплообменником. Кроме того, распределитель горячей воды содержит электронагревательный элемент, установленный вне горячей воды, вход которого подключен к блоку управления, выход через твердый наполнитель, шток связан с регулирующим клапаном.

На приведенном чертеже (см. фиг.1) представлено устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении. Устройство содержит распределитель горячей воды 1 с тремя патрубками: патрубок 2 для приема горячей воды из тепловой сети, патрубок 3 для отвода горячей воды через канал 6 в теплообменник 20, патрубок 4 для отвода горячей воды через канал 7 в тепловую сеть 21; шток 8; регулирующий клапан 9; резиновую втулку 10; твердый наполнитель 11; стакан 12; теплоизоляционный цилиндр 13; теплообменник 14; электронагревательный элемент 15; пружину 16; уплотнительную кольцо 17; уплотнительную прокладку 18; крепежные винты 19; теплообменник 20; канал тепловой сети 21; блок управления 22; блок сравнения 23; датчик температуры 24; задатчик 25; блок питания 26; замыкающий контакт 27; канал подачи электроэнергии 28; каналы подачи сигналов 29, 30, 31, 32 и переключатель режимов температуры воздуха помещения 33.

Электронагревательный элемент 15 (черт.1) встроен в теплообменник 14, который прижат к стакану 12 с помощью крепежных винтов 19. Уплотнительное кольцо 17 и уплотнительная прокладка 18 создают герметичность данного устройства. Электрический датчик температуры 24 и задатчик 25 с переключателем режима температуры воздуха 33 устанавливают в помещении, например на стенке помещения. Задатчик 25 имеет шкалу деления и поворотом переключателя 33 пользователь имеет возможность задавать любую желаемую температуру воздуха помещения. Блок питания 26 отсоединен от устройства замыкающим контактом 27. Регулирующий клапан 9 в зависимости от температуры воздуха жилого помещения позволяет изменять количество потока горячей воды на теплообменник 20.

Твердый наполнитель 11, установленный в данном устройстве в случае расширения имеет большие перемещения на единицу массы наполнителя [3, стр.201], так что вполне сможет регулировать открытие и закрытие регулирующего клапана 9. Кроме того, для привода в действие 2-3 г. наполнителя требуется небольшая мощность, поэтому в конструкции переключателя для привода твердого наполнителя используется электронагревательный элемент 15, и он устанавливается вне водной среды. Такая конструкция позволяет удобство монтажа и эксплуатации электронагревательного элемента 15 и возможность автоматического регулирования предложенного устройства

Заявляемое устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении работает следующим образом.

При отсутствии необходимости регулирования температуры воздуха в жилом помещении замыкающий контакт 27 выключен и питание в данное устройство не поступает. В этом случае регулирующий клапан 9 под действием пружины 16 закрывает патрубок отвода 4 в тепловую сеть 7, а патрубок отвода 3 горячей воды в теплообменник 20 открывается. При этом теплоноситель в виде горячей воды из общей тепловой сети 5 через патрубки 2, 3 распределителя горячей воды 1; и канал 6 поступает в теплообменник 20, где происходит теплообмен между горячей водой и воздухом жилого помещения.

В случае повышения температуры воздуха в помещении выше допустимого значения пользователь устанавливает в задатчике 25 поворотом переключателя режимов температуры 33 на желаемый параметр, включает электрическую цепь питания замыкающим контактом 27. В результате этого электрические сигналы от датчика температуры 24 по каналу 29 и задатчика 25 по каналу 31 подаются в блок сравнения 23. Сопоставляя сигналы, поступающие от датчика температуры 24 и задатчика 25, в блоке сравнения 23 происходит вычисление регулирующего сигнала, и сигнал рассогласования по каналу 30 поступает в блок управления 22. В блоке управления 22 формируется сигнал управления, который по каналу 32 подается в электронагревательный элемент 15.

Электронагревательный элемент 15 начинает работать, при этом свою теплоту через теплообменник 14 и стакан 12 передает твердому наполнителю 11, происходит его расширение и перемещение штока 8 с регулирующим клапаном 9. При этом распределитель горячей воды 1 часть потока через патрубок 4, и канал 7 направляет в общую тепловую сеть 21, другая часть уже в меньшем объеме через патрубок 3, и канал 6 продолжает поступать в теплообменник 20. В результате теплообмена горячей воды в теплообменнике 20 в уменьшенном объеме с воздухом помещения происходит его снижение температуры.

При дальнейшей работе электронагревательного элемента 15 в результате расширения твердого наполнителя 11 и перемещения штока 8 с регулирующим клапаном 9 происходит полное закрытие патрубка 3 и достигается заданная температура воздуха в жилом помещении.

При уменьшении температуры воздуха ниже заданного значения происходит обратное явление, т.е. блок управления 22 перестает подачу электроэнергии на электронагревательный элемент 15, в результате чего твердый наполнитель 11, шток 8 и регулирующий клапан 9 под действием пружины 16 возвращаются в исходное положение. Патрубок 4 закрывается, а патрубок 3 открывается, и весь поток горячей воды направляется на теплообменник 20, при этом в результате теплообмена горячей воды с воздухом помещения происходит достижение заданной температуры.

Таким образом, устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении позволяет поддерживать его заданную температуру во время отопительного сезона, что позволяет создать комфортные условия эксплуатации жилых помещений, сберечь энергоресурсы и получить экономический эффект.

Источники информации

1. Патент РФ 2297023 С1. Регулятор температуры / Петров С.П., Суздальцев А.И., Петрова О.С. Опубл. 10.04.2007 г.

2. Патент РФ 2270923 С2. Электрический термостат /Тимофеев В.Н., Кузин Н.П., Краснов А.Н. Опубл. 27.02.2006 Бюл.6.

3. Петриченко P.M. Системы жидкостного охлаждения быстроходных двигателей внутреннего сгорания. Л. «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975.

1. Устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении, содержащее тепловую сеть, теплообменник, твердый наполнитель, регулирующий клапан, установленный на штоке; блок сравнения; блок управления, упомянутое устройство содержит задатчик с переключателем и электрический датчик температуры, вход которого связан с воздухом жилого помещения, выход электрически подключен через блок сравнения к блоку управления; распределитель горячей воды, вход которого связан с тепловой сетью, выход подключен к тепловой сети с возможностью теплообмена с теплообменником.

2. Устройство для регулирования температуры воздуха по п.1, отличающееся тем, что распределитель горячей воды содержит электронагревательный элемент, установленный вне горячей воды, вход которого подключен к блоку управления, выход через твердый наполнитель и шток связан с регулирующим клапаном.