[go: up one dir, main page]

RU2313735C1 - Water heating device - Google Patents

Water heating device Download PDF

Info

Publication number
RU2313735C1
RU2313735C1 RU2006115972/06A RU2006115972A RU2313735C1 RU 2313735 C1 RU2313735 C1 RU 2313735C1 RU 2006115972/06 A RU2006115972/06 A RU 2006115972/06A RU 2006115972 A RU2006115972 A RU 2006115972A RU 2313735 C1 RU2313735 C1 RU 2313735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
heat
water heating
thermotransformer
heating
Prior art date
Application number
RU2006115972/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Алексеевич Сердюков (RU)
Алексей Алексеевич Сердюков
Original Assignee
Алексей Алексеевич Сердюков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Алексеевич Сердюков filed Critical Алексей Алексеевич Сердюков
Priority to RU2006115972/06A priority Critical patent/RU2313735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313735C1 publication Critical patent/RU2313735C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

FIELD: heating equipment, particularly devices for water heating in spring and summer periods with the use of ambient air temperature.
SUBSTANCE: water heating device includes roof surface used as heat-exchanging surface, distribution pipes installed on roof ridge and provided with orifices along the full length of water drainage pipes of inner rain water drainage system, water supply riser, water heat-exchanger, receiving vessel, thermotransformer, as well as accumulation vessel arranged in floor depression. The accumulation vessel comprises partition, overflow pipe, electromagnetic valve. Thermotransformer comprises water heating heat-exchanger and pipes to circulate aqueous binary mixture solution by means of pump connected with water heat-exchanger.
EFFECT: decreased costs of water heating due to ambient temperature usage and possibility of further hot water heating by means of thermotransformer.
4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области производства тепла, в частности к устройствам для нагрева воды, и может быть использовано в весенне-летний период для нагрева воды за счет температуры окружающей среды.The invention relates to the field of heat production, in particular to devices for heating water, and can be used in the spring-summer period for heating water due to ambient temperature.

Уровень техникиState of the art

Известна солнечная панель здания, содержащая светопрозрачное покрытие и размещенный за последним теплоаккумулирующий элемент с вертикальным воздушным каналом, образованный наружной лучепоглощающей и внутренней теплопередающей стенками, в верхней и нижней частях внутренней стенки выполнены отверстия, сообщающие канал с помещением здания, при этом в нижнем отверстии установлена регулирующая заслонка, при этом в воздушном канале установлены капсулы, заполненные теплоаккумулирующим веществом, наружная лучепоглощающая стенка выполнена полой и разделена по высоте перегородкой, образующей в полости замкнутый контур, заполненный жидкостью, причем в верхней части контура установлен регулирующий клапан, корпус которого разделен подвижной мембраной со штоком на две герметичные воздушные камеры, одна из которых расположена со стороны жидкостного контура, а другая - со стороны воздушного канала (см. а.с. СССР № 1601472, кл. F 24 J 2/42, опубл. 23.10.1990 г.).A solar panel of a building is known, which contains a translucent coating and a heat storage element with a vertical air channel placed behind the latter, formed by an external beam-absorbing and internal heat transfer walls, holes are made in the upper and lower parts of the inner wall that communicate with the building’s premises, and a control hole is installed in the lower hole a shutter, while capsules filled with a heat-accumulating substance are installed in the air channel, the outer beam-absorbing wall is made and hollow and divided in height by a partition that forms a closed loop filled with liquid in the cavity, and a control valve is installed in the upper part of the circuit, the body of which is divided by a movable membrane with a rod into two sealed air chambers, one of which is located on the side of the liquid circuit, and the other - from the side of the air channel (see AS USSR No. 1601472, class F 24 J 2/42, publ. 10/23/1990).

Недостатком данной солнечной панели является большие затраты на подогрев воды.The disadvantage of this solar panel is the high cost of heating the water.

Известен солнечный коллектор, содержащий установленные рядами продольные клиновидные элементы с отражающими гранями, между которыми расположены витки змеевиковой трубы теплоприемника для нагреваемого теплоносителя, при этом труба теплоприемника выполнена прозрачной, а ее поперечное сечение имеет форму прямоугольника с верхней выпуклой поверхностью, образующей совместно с протекающим в ней теплоносителем мелкую линзу, а каждый виток трубы установлен встык с нижними ребрами граней смежных клиновидных элементов, причем грани элементов выполнены зеркальными и с различной кривизной, нижняя часть которых выполнена вогнутой, центр кривизны которой расположен за плоскостью формирования вертикальных боковых поверхностей прозрачных труб теплоприемника, а для увеличения равновесной температуры выпуклая поверхность витков трубы выполнена с кривизной, обеспечивающей расположение фокальной линии линзы в теплоносителе, причем вогнутая часть грани клиновидного элемента начинается от нижнего ребра трубы и продолжается до линии образования прямого угла с солнечными лучами в крайних положениях склонения солнца, а верхняя часть граней элементов выполнена прямолинейной до вершины (см. пат РФ № 2194928, кл. F 24 J 2/15, 2/24, опубл. 20.12.2002 г.).A solar collector is known that contains longitudinal wedge-shaped elements installed in rows with reflecting faces, between which are located the turns of a heat-transfer coil coil for a heated coolant, while the heat-collector tube is transparent, and its cross section has the shape of a rectangle with an upper convex surface, forming together with the flowing in it a coolant with a small lens, and each turn of the pipe is installed end-to-end with the lower ribs of the faces of adjacent wedge-shaped elements, and the edges of the element The s are made mirrored and with different curvatures, the lower part of which is concave, the center of curvature of which is located beyond the plane of formation of the vertical side surfaces of the transparent pipes of the heat sink, and to increase the equilibrium temperature, the convex surface of the pipe turns is made with a curvature that ensures the focal line of the lens in the coolant, and the concave part of the face of the wedge-shaped element begins from the lower edge of the pipe and continues to the line of formation of a right angle with the sun's rays in the extreme positions of declination of the sun, and the upper faces of the elements is formed straight to the top (see. RF Patent No. 2194928, cl. F 24 J 2/15, 2/24, publ. December 20, 2002).

Недостатком данного коллектора является сложность конструкции и высокие затраты на производство тепла.The disadvantage of this collector is the design complexity and high costs of heat production.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым автором за прототип является устройство для нагрева воды, содержащее соединенные между собой теплообменники для нагрева воды и термостойкого теплоносителя соответственно, при этом теплообменник для нагрева термостойкого теплоносителя снабжен, по крайней мере, одним тепловыделяющим элементом, а на нем установлен расширительный бак, сообщающийся с атмосферой, при этом теплообменник для нагрева термостойкого теплоносителя выполнен в виде вертикальных каналов, соединенных между собой коллекторами, подсоединенными к теплообменнику для нагрева воды и расширительному баку с образованием циркуляционного контура, при этом тепловыделяющим элементом снабжен каждый вертикальный канал.The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is a device for heating water, containing interconnected heat exchangers for heating water and a heat-resistant heat carrier, respectively, while the heat exchanger for heating a heat-resistant heat carrier is equipped with at least one heat-generating element, and an expansion tank is installed on it, communicating with the atmosphere, while the heat exchanger for heating the heat-resistant heat carrier is made in the form of vertics lnyh channels connected between a collector connected to a heat exchanger for water heating and expansion tank to form a circulation circuit, wherein the fuel element is provided with each vertical channel.

В устройстве тепловыделяющие элементы выполнены в виде проволочных спиралей, снабженных изолированными бусами и расположенных на наружной поверхности вертикальных каналов.In the device, the fuel elements are made in the form of wire spirals equipped with insulated beads and located on the outer surface of the vertical channels.

В устройстве тепловыделяющие элементы выполнены в виде стержневых тэнов и размещены внутри вертикальных каналов (см. пат РФ № 2006781, кл. F 28 D 15/00, F 24 Н 1/12, опубл. 30.01.1994 г.).In the device, the fuel elements are made in the form of rod heating elements and placed inside vertical channels (see RF Patent No. 2006781, class F 28 D 15/00, F 24 H 1/12, publ. 30.01.1994).

Недостатком данного устройства являются высокие затраты на производство тепла, сложность конструкции.The disadvantage of this device is the high cost of heat production, the complexity of the design.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к удешевлению производства тепла за счет использования в качестве источника тепла высокой температуры окружающей среды в весенне-летний период с последующим повышением температуры воды до 50-70°С с помощью термотрансформатора.The technical result that can be achieved using the present invention is to reduce the cost of heat production by using a high ambient temperature in the spring-summer period as a heat source, followed by raising the water temperature to 50-70 ° C using a heat transformer.

Технический результат достигается за счет устройства для нагрева воды, содержащего теплообменник, насос, термотрансформатор, накопительную и приемную емкости, генератор тепла, при этом в качестве теплообменника с окружающей средой используется часть поверхности кровли здания, на коньке которого смонтированы распределительные трубы для подачи воды на поверхность кровли, а система водосливных труб внутреннего водостока выполнена с возможностью сбора подогретой воды и направления ее в водо-водяной теплообменник для подогрева бинарной смеси абсорбента и хладагента, причем приемная емкость содержит перегородку, переливную трубу и электромагнитный клапан, а термотрансформатор выполнен в виде абсорбера.The technical result is achieved by means of a device for heating water, comprising a heat exchanger, a pump, a heat transformer, storage and receiving tanks, a heat generator, while a part of the roof surface of the building is used as a heat exchanger with the environment, on the ridge of which distribution pipes are mounted to supply water to the surface roof, and the system of overflow pipes of the internal drain is made with the possibility of collecting heated water and directing it to the water-to-water heat exchanger for heating the binary a mixture of absorbent and refrigerant, and the receiving tank contains a baffle, an overflow pipe and an electromagnetic valve, and the thermal transformer is made in the form of an absorber.

Краткое содержание чертежейSummary of drawings

На фиг.1 изображена схема здания с размещением основных элементов устройства для нагрева воды.Figure 1 shows a diagram of a building with the placement of the main elements of a device for heating water.

На фиг.2 показано устройство приемной емкости.Figure 2 shows the device receiving capacity.

На фиг.3 изображена схема устройства термотрансформатора.Figure 3 shows a diagram of a thermal transformer device.

На фиг.4 показано устройство термотрансформатора.Figure 4 shows the device of the thermal transformer.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство для нагрева воды с использованием высокой температуры окружающей среды в весенне-летний период состоит из поверхности кровли 1, являющейся поверхностью теплообмена, распределительных труб 2, установленных на коньке крыши (на фиг. не пронумерованы) и имеющих отверстия по всей длине водосливных труб 3 внутреннего водостока дождевых вод, водопроводного стояка 4, водо-водяного теплообменника 5, приемной емкости 6, термотрансформатора 7, накопительной емкости 8, расположенной в углублении пола, при этом приемная емкость 6 содержит перегородку 9, переливную трубу 10, электромагнитный клапан 11, а термотрансформатор 7 содержит теплообменник 12 нагрева воды, патрубки 13 и 14 для циркуляции водного раствора бинарной смеси насосом 15, соединенным с водо-водяным теплообменником 5.A device for heating water using a high ambient temperature in the spring-summer period consists of a roof surface 1, which is a heat exchange surface, distribution pipes 2 mounted on the roof ridge (not numbered in Fig.) And having openings along the entire length of the drain pipes 3 of the inner rainwater gutter, water riser 4, water-water heat exchanger 5, receiving tank 6, thermotransformer 7, storage tank 8 located in the recess of the floor, while the receiving tank 6 contains town 9, the overflow pipe 10, the solenoid valve 11, and thermotransformer 7 comprises a heat exchanger 12 heat the water pipes 13 and 14 for circulating the aqueous solution pump binary mixture 15 connected to the water-water heat exchanger 5.

Устройство для нагрева воды работает следующим образом.A device for heating water works as follows.

Перед пуском в работу термотрансформатора 7 внутреннюю полость водо-водяного теплообменника 5 заполняют бинарной смесью, например водой с аммиаком под давлением, а накопительную емкость 8 - водой, далее воду из накопительной емкости 8 насосом 15 подают в распределительные трубы 2, установленные на коньках крыши, через отверстия в этих трубах вода стекает на поверхность кровли 1, на которой нагревается за счет передачи тепла через поверхность кровли 1, имеющей высокую температуру, и в нагретом виде поступает в водосливные трубы 3 внутреннего водостока и через водопроводный стояк 4 в водо-водяной теплообменник 5, где отдает часть тепла бинарной смеси и поступает в приемную емкость 6 и далее через электромагнитный клапан 11 в накопительную емкость 8. Во время дождя количество воды, поступающей с кровли превышает количество воды, подаваемой на кровлю, что вызывает заполнение накопительной емкости 8 до верхнего уровня, автоматика управления электромагнитным клапаном 11 закрывает его, вода поднимается до уровня перегородки 9, переливается и через переливную трубу 10 удаляется наружу здания, выключают насос 15 и через патрубок 13 термотрансформатора 7 подают жидкую бинарную смесь в водо-водяной теплообменник 5, бинарная смесь в нижней части термотрансформатора 7 имеет температуру ниже, чем температура окружающей среды, так как теплообменник 12 отбирает часть тепла бинарной смеси, и нагретая вода по патрубку 14 направляется к потребителю. Бинарную смесь, подаваемую под давлением насоса 15 в водо-водяной теплообменник 5 подогревают водой, нагретой до температуры окружающей среды, что на 10-15°С превышает температуру поступающей бинарной смеси, хладагент частично испаряется, отбирает тепло у греющей воды и смесь воды с парами хладагента под давлением насоса 15 поступает далее по патрубку 14 в термотрансформатор 7, патрубок 14 имеет отверстие по всей длине и погружен в бинарную смесь, пары хладагента активно перемешиваются и абсорбируются водой, при этом выделяется тепло (реакция экзотермическая) и бинарная смесь нагревается до температуры 50-90°С, нагревает воду в теплообменнике 12 до необходимой температуры, нагретую воду из теплообменника 12 направляют к потребителю, бинарная смесь в термотрансформаторе 7, охлаждаясь, опускается вниз и через патрубок 13 насосом 15 подается в теплообменник 5. Цикл повторяется.Before putting the thermotransformer 7 into operation, the internal cavity of the water-water heat exchanger 5 is filled with a binary mixture, for example, water with ammonia under pressure, and the storage tank 8 is filled with water, then the water from the storage tank 8 is pumped into the distribution pipes 2 installed on the roof ridge, through the holes in these pipes, water flows to the surface of the roof 1, on which it is heated by heat transfer through the surface of the roof 1, which has a high temperature, and when heated, enters the drain pipes 3 of the internal water and through the riser 4 to the water-water heat exchanger 5, where it transfers part of the heat of the binary mixture and enters the receiving tank 6 and then through the solenoid valve 11 to the storage tank 8. During rain, the amount of water coming from the roof exceeds the amount of water supplied on the roof, which causes the filling of the storage tank 8 to the upper level, the automatic control of the electromagnetic valve 11 closes it, the water rises to the level of the partition 9, overflows and through the overflow pipe 10 is removed outside Turning off the pump 15, and through the nozzle 13 of the thermotransformer 7, a liquid binary mixture is supplied to the water-water heat exchanger 5, the binary mixture at the bottom of the thermotransformer 7 has a temperature lower than the ambient temperature, since the heat exchanger 12 takes part of the heat of the binary mixture, and heated water through the pipe 14 is directed to the consumer. The binary mixture supplied under pressure of the pump 15 to the water-water heat exchanger 5 is heated with water heated to ambient temperature, which is 10-15 ° C higher than the temperature of the incoming binary mixture, the refrigerant partially evaporates, removes heat from the heating water and the mixture of water and vapors under the pressure of the pump 15, the refrigerant flows further through the nozzle 14 into the thermotransformer 7, the nozzle 14 has a hole along its entire length and is immersed in the binary mixture, the refrigerant vapors are actively mixed and absorbed by water, and heat is generated (reaction isothermal) and the binary mixture is heated to a temperature of 50-90 ° C, heats the water in the heat exchanger 12 to the required temperature, the heated water from the heat exchanger 12 is sent to the consumer, the binary mixture in the thermotransformer 7, is cooled, is lowered down and fed through the pipe 13 to the pump 15 heat exchanger 5. The cycle repeats.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- удешевление производства нагрева воды за счет использования высокой температуры окружающей среды в весенне-летний период;- cheaper water heating production due to the use of high ambient temperature in the spring-summer period;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- улучшение экологической обстановки окружающей среды.- improvement of the ecological environment.

Claims (1)

Устройство для нагрева воды, содержащее теплообменник, насос, термотрансформатор, накопительную и приемную емкости, генератор тепла, отличающееся тем, что в качестве теплообменника с окружающей средой используется часть поверхности кровли здания, на коньке которого смонтированы распределительные трубы для подачи воды на поверхность кровли, а система водосливных труб внутреннего водостока выполнена с возможностью сбора подогретой воды и направления ее в водо-водяной теплообменник для подогрева бинарной смеси абсорбента и хладагента, при этом приемная емкость содержит перегородку, переливную трубу и электромагнитный клапан, а термотрансформатор выполнен в виде абсорбера.A device for heating water, comprising a heat exchanger, a pump, a heat transformer, a storage and receiving tank, a heat generator, characterized in that a part of the roof surface of the building is used as a heat exchanger with the environment, on the ridge of which distribution pipes are mounted to supply water to the roof surface, and the drainage system of the internal gutter is configured to collect heated water and direct it into the water-to-water heat exchanger to heat the binary mixture of absorbent and refrigerant, wherein the receiving tank contains a baffle, an overflow pipe and an electromagnetic valve, and the thermal transformer is made in the form of an absorber.
RU2006115972/06A 2006-05-10 2006-05-10 Water heating device RU2313735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115972/06A RU2313735C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Water heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115972/06A RU2313735C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Water heating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2313735C1 true RU2313735C1 (en) 2007-12-27

Family

ID=39019015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115972/06A RU2313735C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Water heating device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313735C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4309984A (en) * 1979-12-10 1982-01-12 Canadian Sun Systems Ltd. Solar energy collection system
SU1291793A1 (en) * 1984-12-18 1987-02-23 Ленинградское высшее военное инженерное строительное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Solar panel
US4702227A (en) * 1978-07-24 1987-10-27 Mcelwain John A Solar energy collector and system
RU2006781C1 (en) * 1991-10-22 1994-01-30 Геннадий Аркадьевич Кашин Water heating device
RU2110017C1 (en) * 1993-10-21 1998-04-27 Николай Михайлович Иванов Combined heating system with solar hot water supply unit
RU44130U1 (en) * 2004-11-15 2005-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПКФ Солар Энергетик" MOBILE HOUSEHOLD UNIT

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702227A (en) * 1978-07-24 1987-10-27 Mcelwain John A Solar energy collector and system
US4309984A (en) * 1979-12-10 1982-01-12 Canadian Sun Systems Ltd. Solar energy collection system
SU1291793A1 (en) * 1984-12-18 1987-02-23 Ленинградское высшее военное инженерное строительное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Solar panel
RU2006781C1 (en) * 1991-10-22 1994-01-30 Геннадий Аркадьевич Кашин Water heating device
RU2110017C1 (en) * 1993-10-21 1998-04-27 Николай Михайлович Иванов Combined heating system with solar hot water supply unit
RU44130U1 (en) * 2004-11-15 2005-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ПКФ Солар Энергетик" MOBILE HOUSEHOLD UNIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1075546A (en) Device for accumulation tanks for fluid
US9746205B2 (en) Double layer solar heating-and-cooling thermosyphon system
CN1251163A (en) High temperature regenerator of absorption cold and warm water machine
EP2924364B1 (en) Solar collector with integrated storage tank
CN110906428B (en) Phase-change heat storage type solar heat pipe heater
JP2002031414A (en) Solar thermal storage
KR20160035905A (en) Thermal storage tank using phase change material
KR100449958B1 (en) Full-glassed vacuum type solar heat collectors with coaxial themosyphon stream line
KR101005610B1 (en) Heat storage tank using solar heat
RU2313735C1 (en) Water heating device
CN105423577B (en) Tandem type solar energy heating list tank phase transformation storage, heat-releasing device and its application method
KR100972459B1 (en) Solar collector
CN103047785A (en) Stepless stratified hot water storage tank
RU2527270C2 (en) Solar water heater
CN112075324A (en) Drip irrigation system heats night
KR200457082Y1 (en) Heat Exchanger Solar Boiler with Heating and Hot Water
RU2491482C2 (en) System of solar hot water supply
RU201779U1 (en) Multifunctional solar air collector
GB2085573A (en) Warm Water Store for a Solar Collector
CN208186495U (en) A kind of solar heat siphon pipe heating system
KR200389779Y1 (en) The Heating Plant using Solar Hot Water
JP2012215375A (en) Heat pipe capable of switching heat transfer direction and heat pipe capable of automatically switching heat transfer direction by check valve
KR100859777B1 (en) Direct heat exchange type single tube type double heat collector using internal distribution header
US20120180781A1 (en) Solar heater system for domestics waters
CN105890035A (en) Artificial ecological outer wall

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090511