Патент на изобретение №2296272

(54) СПОСОБ ПОДАЧИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАЛОРИФЕРНУЮ УСТАНОВКУ И ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Способ и устройство предназначены для подогрева проходящего через них наружного воздуха, предназначенного для подачи в системы вентиляции. Способ заключается в подключении калориферной установки к магистралям теплосети таким образом, что при выключении вентилятора, подающего нагреваемый воздух на калориферную установку, производят переключение подачи теплоносителя в калориферную установку из подающей магистрали теплосети на подачу теплоносителя из обратной магистрали. Устройство содержит калориферную установку с подающим и отводящим трубопроводами, присоединенными соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети, трубопровод-перемычку между подающим трубопроводом к калориферной установке и обратной магистралью тепловой сети, дросселирующее устройство на обратной магистрали тепловой сети, вентилятор с электродвигателем, трехфазную цепь питания электродвигателя. Дополнительно данное устройство содержит первый концевой выключатель с нормально замыкающими и второй концевой выключатель с нормально размыкающими контактами, промежуточное реле, трехходовой шаровой кран, установленный в разрыве подающего трубопровода калориферной установки. При этом первый из патрубков шарового крана подключен к первому концу разрыва подающего трубопровода, а второй из патрубков шарового крана подключен ко второму концу трубопровода-перемычки. Третий патрубок шарового крана подключен ко второму концу разрыва подающего трубопровода калориферной установки. На первом патрубке шарового крана установлен первый концевой выключатель, на втором патрубке шарового крана установлен второй концевой выключатель. Ручка шарового крана снабжена выступом, выполненным с возможностью замыкания контактов первого концевого выключателя и размыкания контактов второго концевого выключателя. Концевые выключатели, промежуточное реле соединены последовательно и соединены электрической связью с цепью питания электродвигателя с возможностью подключения электродвигателя вентилятора к цепи питания или его отключения от цепи питания при повороте ручки шарового крана соответственно в первое или второе крайнее положение. Технический результат – полное прекращение расходования теплофикационной воды из подающей магистрали на теплоснабжение калориферной установки в периоды времени, когда вентилятор с электродвигателем отключены, и воздух на калориферную установку не подается. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области теплоснабжения калориферных установок, используемых для подогрева проходящего через них наружного воздуха, предназначенного для подачи в системы вентиляции.

Известен способ подачи теплоносителя (теплофикационной воды) в калориферную установку, используемую для подогрева воздуха, который периодически подается на нее вентиляционным агрегатом («Правила учета тепловой энергии и теплоносителя», «Министерство топлива и энергетики РФ», Москва, 1995 г., стр.23), содержащим вентилятор с электродвигателем, цепь питания электродвигателя, калориферную установку с подающим и отводящим трубопроводами, подключенными, соответственно, к подающей и обратной магистралям теплосети. При этом в процессе эксплуатации данной установки в нее постоянно поступает теплоноситель из подающей магистрали теплосети. В периоды времени, когда воздух на калориферную установку не подается (например, ночью), но имеется опасность заморозить калориферную установку, теплоноситель в калориферную установку продолжает поступать из подающей магистрали, но в меньшем количестве (достаточном для того, чтобы предупредить замораживание воды в калориферной установке).

Известен способ, выбранный в качестве прототипа, описанный в «Установке для подогрева воздуха», подаваемого в помещение, а.с. СССР №369347, МПК F 24 F 3/06, опубл. 08.02.73, Бюл. №10, заключающийся в подключении теплообменника (калориферной установки) с подающим и отводящим трубопроводами соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети.

Недостаток указанных способов заключается в том, что теплоноситель на калориферную установку продолжает расходоваться из подающей магистрали в периоды времени, когда воздух на калориферную установку не подается (теплоноситель в эти периоды времени используется только для предупреждения замораживания воды в трубках калорифера).

Известна вентиляционная установка, описанная а.с. СССР №928141, МПК 3 F 24 F 11/08, опубл. 15.05.82, Бюл. №18 «Устройство управления отопительно-вентиляционной установкой», содержащая калориферную установку с подающим и отводящим трубопроводами, присоединенными соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети, вентилятор с электродвигателем (электроприводом), цепь питания электродвигателя. Устройство управления отопительно-вентиляционной установкой содержит датчик температуры воздуха в помещении, который посредством регулятора температуры связан с регулирующим органом калорифера, установленным на линии теплоносителя, и приводы приточного и вытяжного вентиляторов.

Известна «Установка для подогрева воздуха», подаваемого в помещение, а.с. СССР №369347, МПК F 24 F 3/06, опубл. 08.02.73, Бюл. №10 (вентиляционная установка), выбранная в качестве прототипа для заявляемого устройства, включающая теплообменник (калориферную установку) с подающим и отводящим трубопроводами, присоединенными соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети. Между теплообменником и обратной магистралью тепловой сети установлен дополнительный, имеющий обратный клапан трубопровод (трубопровод-перемычка), один конец которого присоединен к подающему трубопроводу теплообменника, а другой – к обратной магистрали перед местом подключения к ней отводящего трубопровода калориферной установки по ходу движения теплоносителя. На обратной магистрали между местами присоединения к ней дополнительного и отводящего трубопроводов установлено дросселирующее устройство. Воздух в помещение подается вентилятором с электродвигателем. Электродвигатель содержит трехфазную цепь питания.

Недостатки аналога и прототипа для предъявляемого устройства: они предназначены только для регулирования температуры поступающей на теплообменник теплофикационной воды в периоды времени, когда на калориферную установку подается воздух, который следует подогревать, при этом температура теплофикационной воды, подаваемой из подающей магистрали теплосети, меняется по определенному графику в зависимости от температуры наружного воздуха, а в периоды времени, когда воздух на калориферную установку не подается, теплоноситель на калориферную установку продолжает расходоваться из подающей магистрали (теплоноситель в эти периоды времени используется только для предупреждения замораживания воды в трубках калорифера).

Техническая задача: снижение завышенной (по сравнению с графиком сетевой воды от ТЭЦ) температуры обратного теплоносителя от калориферных установок (используемых для подогрева наружного воздуха, подаваемого затем в системы вентиляции) и сокращение расхода теплофикационной воды, расходуемой на цели теплоснабжения этих калориферных установок.

Технический результат: полное прекращение расходования теплофикационной воды из подающей магистрали на теплоснабжение калориферной установки в периоды времени, когда воздух на калориферную установку не подается (теплоноситель в эти периоды времени используется только для предупреждения замораживания воды в трубках калорифера), сокращение эксплуатационных затрат.

Поставленная техническая задача решается следующим образом: предлагается способ подачи теплоносителя в калориферную установку, заключающийся в том, что при подключении калориферной установки к магистралям теплосети, предусмотрено следующее: при выключении вентилятора, подающего нагреваемый воздух на калориферную установку, производят переключение подачи теплоносителя в калориферную установку из подающей магистрали теплосети на подачу теплоносителя из обратной магистрали.

Поставленная техническая задача решается также тем, что предлагается вентиляционная установка, содержащая калориферную установку с подающим и отводящим трубопроводами, присоединенными соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети, трубопровод-перемычку между подающим трубопроводом к калориферной установке и обратной магистралью тепловой сети, первый конец которого подсоединен к обратной магистрали перед местом подключения к ней отводящего трубопровода калориферной установки по ходу движения теплоносителя, дросселирующее устройство на обратной магистрали тепловой сети, установленное между местом подключения к ней первого конца трубопровода-перемычки и отводящего конца калориферной установки, вентилятор с электродвигателем, трехфазную цепь питания электродвигателя.

В отличие от прототипа заявляемая вентиляционная установка дополнительно содержит первый концевой выключатель с нормально замыкающими и второй концевой выключатель с нормально размыкающими контактами, промежуточное реле, трехходовой шаровой кран, установленный в разрыве подающего трубопровода калориферной установки.

При этом первый из патрубков шарового крана, расположенных на одной оси, подключен к первому концу разрыва подающего трубопровода, а второй из патрубков шарового крана, расположенных на одной оси, подключен ко второму концу трубопровода-перемычки. Третий патрубок шарового крана, расположенный перпендикулярно к его первым двум патрубкам, подключен ко второму концу разрыва подающего трубопровода калориферной установки. На первом патрубке шарового крана, подключенном к первому концу разрыва подающего трубопровода калориферной установки, установлен упомянутый концевой выключатель с нормально замыкающими контактами, на втором патрубке шарового крана, подключенном к первому концу трубопровода-перемычки, установлен концевой выключатель с нормально размыкающими контактами. В цепи установленных на корпусе шарового крана концевых выключателей установлено промежуточное реле.

Ручка шарового крана снабжена выступом, выполненным с возможностью замыкания контактов первого концевого выключателя в ее первом крайнем положении и размыкания контактов второго концевого выключателя при повороте ручки шарового крана во второе крайнее положение. Концевые выключатели, промежуточное реле соединены последовательно и соединены электрической связью с цепью питания электродвигателя с возможностью подключения электродвигателя вентилятора к цепи питания или его отключения от цепи питания при повороте ручки шарового крана соответственно в первое или второе крайнее положение.

Трехфазная цепь питания электродвигателя состоит из трех фазовых цепей, в каждой из которых последовательно соединены фазовый вывод цепи питания, силовой контакт автоматического выключателя, силовой контакт электромагнитного пускателя, плавкая вставка теплового реле и соответствующая обмотка электродвигателя. Цепь питания катушки электромагнитного пускателя подключена одним концом к одному из фазовых выводов цепи питания электродвигателя между силовым контактом автоматического выключателя и силовым контактом электромагнитного пускателя, а другим концом – к нулевому выводу цепи питания, содержит последовательно соединенные кнопки «стоп» и «пуск», первый замыкающий блок-контакт промежуточного реле, катушку электромагнитного пускателя, размыкающие контакты теплового реле. Замыкающие блок-контакты электромагнитного пускателя подключены параллельно кнопке «пуск».

Цепь из последовательно соединенных концевого выключателя с нормально размыкающими и концевого выключателя с нормально замыкающими контактами, катушки промежуточного реле подключена (соединена электрической связью) одним концом к одной из фазовых цепей трехфазной цепи питания электродвигателя между силовым контактом автоматического выключателя и силовым контактом электромагнитного пускателя, а вторым концом – к нулевому выводу цепи питания. Второй замыкающий блок-контакт промежуточного реле подключен параллельно концевому выключателю с нормально замыкающими контактами.

Посредством трехходового шарового крана и использованием всех признаков заявляемого способа и устройства одновременно осуществляется:

1) выключение электродвигателя вентилятора (при этом прекращается подача нагреваемого воздуха на калориферную установку);

2) переключение теплоснабжения калориферной установки с теплофикационной воды из подающего трубопровода на теплофикационную воду из обратного трубопровода теплосети, тем самым прекращается подача теплофикационной воды из подающей магистрали на теплоснабжение калориферной установки. Теплоноситель в этот период времени используется только для предотвращения замораживания воды в калориферной установке. В калориферную установку подается теплоноситель из обратной магистрали, тем самым сокращаются расходы на подогрев воды в подающей магистрали, сокращаются эксплуатационные затраты.

Заявляемые изобретения поясняются фигурами:

на фиг.1 – вентиляционная установка (общий вид);

на фиг.2 – трехходовой шаровой кран с установленными на его корпусе концевыми выключателями и подключение шарового крана к трубопроводам теплосети;

на фиг.3 – принципиальная электрическая схема устройства, управляемая трехходовым шаровым краном.

Устройство для подачи теплоносителя в калориферную установку состоит из калориферной установки 1 с участками 2 и 3 подающего трубопровода и отводящим трубопроводом 4, присоединенными соответственно к подающей 5 и обратной 6 магистралям теплосети, и вентилятора 7 с электродвигателем 8, посредством которого на калориферную установку 1 подается подогреваемый воздух. На подающем трубопроводе к калориферной установке 1 (в разрыве подающего трубопровода, т.е. между участками 2 и 3), установлен трехходовой шаровой кран 9. Между калориферной установкой 1 и обратной магистралью 6 тепловой сети установлен дополнительный трубопровод-перемычка 10. Первый конец трубопровода-перемычки 10 присоединен к обратной магистрали 6 теплосети перед местом подключения к ней отводящего трубопровода 4 калориферной установки по ходу движения теплоносителя. Первый из патрубков 12 шарового крана 9, расположенных на одной оси, подключен к первому концу разрыва подающего трубопровода (к участку 2 подающего трубопровода), а второй из патрубков 13 шарового крана 9, расположенных на одной оси, подключен ко второму концу трубопровода-перемычки 10. Третий патрубок 14 шарового крана 9, расположенный перпендикулярно к его первым двум патрубкам 12 и 13, подключен ко второму концу разрыва подающего трубопровода (к участку 3 подающего трубопровода) калориферной установки 1. На обратной магистрали между местом подключения к ней первого конца трубопровода-перемычки 10 и отводящего трубопровода 4 расположено дросселирующее устройство 11.

На первом патрубке 12 шарового крана 9, подключенном к первому концу разрыва подающего трубопровода (к участку 2 подающего трубопровода) калориферной установки 1, установлен концевой выключатель 17 с нормально замыкающими контактами, на втором патрубке 13 шарового крана 9, подключенном ко второму концу трубопровода-перемычки 10, установлен концевой выключатель 18 с нормально размыкающими контактами. Ручка 15 шарового крана 9 снабжена выступом 16, выполненным с возможностью замыкания или размыкания контактов упомянутых концевых выключателей 17, 18 при повороте ручки 15 шарового крана 9 в одно из крайних положений. Установленные на корпусе шарового крана 9 концевые выключатели 17 и 18 посредством электрической цепи связаны с катушкой 22 промежуточного реле, находящегося в силовом ящике 21 (шкаф управления электродвигателем 8). При этом второй замыкающий блок-контакт 19 промежуточного реле подключен параллельно концевому выключателю 17 с нормально замыкающими контактами, а первый замыкающий блок-контакт 31 промежуточного реле подключен последовательно в цепь питания катушки 29 электромагнитного пускателя между кнопкой 27 «пуск» и катушкой 29 электромагнитного пускателя.

Цепь питания катушки 29 электромагнитного пускателя подключена одним концом к одному из фазовых выводов (L1; L2; L3) цепи питания электродвигателя 8 между блок-контактом автоматического выключателя 23 и силовым контактом 24 электромагнитного пускателя, а другим концом – к нулевому выводу 32 цепи питания.

Цепь из последовательно соединенных концевого выключателя 17 с нормально размыкающими контактами и концевого выключателя 18 с нормально замыкающими контактами, катушки 22 промежуточного реле подключена одним концом к одному из фазовых выводов цепи питания электродвигателя 8 между силовым контактом автоматического выключателя 23 и силовым контактом 24 электромагнитного пускателя, а другим концом – к нулевому выводу 32 цепи питания.

Цепь питания катушки 29 электромагнитного пускателя содержит последовательно соединенные кнопку 26 «стоп» и кнопку 27 «пуск», упомянутый первый замыкающий блок-контакт 31 промежуточного реле, упомянутую катушку 29 электромагнитного пускателя, размыкающие контакты 30 теплового реле, причем замыкающие блок-контакты 28 электромагнитного пускателя подключены параллельно кнопке 27 «пуск».

Цепь питания электродвигателя 8 состоит из трех цепей (фаз), в каждой из которых последовательно соединены один из фазовых выводов L1; L2; L3 цепи питания, силовой контакт автоматического выключателя 23, силовой контакт 24 электромагнитного пускателя, элемент теплового реле 25 и соответствующая обмотка электродвигателя 8.

При конкретном выполнении устройства использован трехходовой шаровой кран типа FB 39 производства ЗАО «Фобос», электромагнитный пускатель ПМЕ-112, промежуточное реле РП-21, тепловое реле РТТ-5-10. Питание электродвигателя выполнено по типовой схеме справочного пособия «Правила проектирования схем электроустановок».

Работает устройство следующим образом.

Для включения электродвигателя 8 вентиляционной установки с калориферной установкой 1 ручку 15 трехходового шарового крана 9 поворачивают в сторону патрубка 12 шарового крана 9. При этом в крайнем положении ручки 15 полностью открывается перепускной канал шарового крана 9 между первым и третьим патрубками 12 и 14 и полностью перекрывается входной второй патрубок 13, подключенный ко второму концу трубопровода-перемычки 10. Этим самым обеспечивается поступление теплоносителя на калориферную установку из подающей магистрали 5. Одновременно (в крайнем положении ручки 15 у первого патрубка 12 шарового крана 9) происходит замыкание контактов концевого выключателя 17 с нормально замыкающими контактами. После этого получает питание катушка 22 промежуточного реле, которая своими нормально замыкающими контактами 31 подготавливает цепь включения (питания) катушки 29 электромагнитного пускателя электродвигателя 8. Теперь для включения вентилятора 7 достаточно нажать кнопку 27 «пуск».

После нажатия кнопки 27 «пуск» электромагнитный пускатель электродвигателя 8, включившись, становится на самоудерживание и своими силовыми контактами 24 подает питание на обмотки электродвигателя 8 вентилятора 7, включая электродвигатель 8 вентиляционной установки.

Для отключения электродвигателя 8 можно либо нажать на кнопку 26 «стоп» – при этом отключится электромагнитный пускатель, либо повернуть ручку 15 трехходового шарового крана 9 в положение «закрыто», разомкнув нормально закрытые размыкающие контакты 18, и таким образом обесточить промежуточное реле, которое отключит электромагнитный пускатель.

Необходимо отметить, что в случае подачи теплоносителя из подающей 5 магистрали теплосети и в систему отопления потребителей тепла дросселирующее устройство 11 увеличивает общее гидравлическое сопротивление в системе отопления. Поэтому иногда (для компенсации этого дополнительного сопротивления) необходимо также немного рассверлить сопло элеватора системы отопления.

Таким образом, при использовании заявляемых способа и вентиляционной установки происходит достижение технического результата: полное прекращение расходования теплофикационной воды из подающей магистрали на теплоснабжение калориферной установки в периоды времени, когда вентилятор с электродвигателем отключены, и воздух на калориферную установку не подается.

Формула изобретения

1. Способ подачи теплоносителя в калориферную установку, заключающийся в подключении калориферной установки к магистралям теплосети, отличающийся тем, что при выключении вентилятора, подающего нагреваемый воздух на калориферную установку, производят переключение подачи теплоносителя в калориферную установку из подающей магистрали теплосети на подачу теплоносителя из обратной магистрали.

2. Вентиляционная установка, содержащая калориферную установку с подающим и отводящим трубопроводами, присоединенными соответственно к подающей и обратной магистралям теплосети, трубопровод-перемычку между подающим трубопроводом к калориферной установке и обратной магистралью тепловой сети, первый конец которого подсоединен к обратной магистрали перед местом подключения к ней отводящего трубопровода калориферной установки по ходу движения теплоносителя, дросселирующее устройство на обратной магистрали тепловой сети, установленное между местом подключения к ней первого конца трубопровода-перемычки и отводящего конца калориферной установки, вентилятор с электродвигателем, трехфазную цепь питания электродвигателя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит первый концевой выключатель с нормально замыкающими и второй концевой выключатель с нормально размыкающими контактами, промежуточное реле, трехходовой шаровой кран, установленный в разрыве подающего трубопровода калориферной установки, при этом первый из патрубков шарового крана, расположенных на одной оси, подключен к первому концу разрыва подающего трубопровода, а второй из патрубков шарового крана, расположенных на одной оси, подключен ко второму концу трубопровода-перемычки, третий патрубок шарового крана, расположенный перпендикулярно его первым двум патрубкам, подключен ко второму концу разрыва подающего трубопровода калориферной установки; на первом патрубке шарового крана установлен первый концевой выключатель, на втором патрубке шарового крана установлен второй концевой выключатель; ручка шарового крана снабжена выступом, выполненным с возможностью замыкания контактов первого концевого выключателя в ее первом крайнем положении и размыкания контактов второго концевого выключателя при повороте ручки шарового крана во второе крайнее положение, при этом концевые выключатели, промежуточное реле соединены последовательно и соединены электрической связью с цепью питания электродвигателя с возможностью подключения электродвигателя вентилятора к цепи питания или его отключения от цепи питания при повороте ручки шарового крана соответственно в первое или второе крайнее положение.

3. Вентиляционная установка по п.2, отличающаяся тем, что трехфазная цепь питания электродвигателя состоит из трех фазовых цепей, в каждой из которых последовательно соединены фазовый вывод цепи питания, силовой контакт автоматического выключателя, силовой контакт электромагнитного пускателя, плавкая вставка теплового реле и соответствующая обмотка электродвигателя; цепь питания катушки электромагнитного пускателя подключена одним концом к одному из фазовых выводов цепи питания электродвигателя между силовым контактом автоматического выключателя и силовым контактом электромагнитного пускателя, а другим концом – к нулевому выводу цепи питания и содержит последовательно соединенные кнопки «стоп» и «пуск», первый замыкающий блок-контакт промежуточного реле, катушку электромагнитного пускателя, размыкающие контакты теплового реле, причем замыкающие блок-контакты электромагнитного пускателя подключены параллельно кнопке «пуск»; цепь из последовательно соединенных концевого выключателя с нормально размыкающими и концевого выключателя с нормально замыкающими контактами, катушки промежуточного реле подключена одним концом к одной из фазовых цепей трехфазной цепи питания электродвигателя между силовым контактом автоматического выключателя и силовым контактом электромагнитного пускателя, а вторым концом – к нулевому выводу цепи питания; при этом второй замыкающий блок-контакт промежуточного реле подключен параллельно концевому выключателю с нормально замыкающими контактами.

РИСУНКИ