(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 F24D 3/08 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51 ) IntCl7 F24D 3/08 (54) Węzeł cieplny niskoparametrowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/99 (73) Uprawniony z patentu: Sadowski Andrzej, Wrocław, PL Białecki Włodzimierz, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/04 (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Sadowski, Wrocław, PL PL B1 (5 7 ) 1 Węzeł cieplny niskoparametrowy zawierający ptytowy wymiennik ciepła wraz z układem sterowania czynnikiem grzewczym, znamienny tym, ze z wymiennikiem płytowym (1) po stronie dopływu wody grzejnej jest połączony zawór trójdrogowy (4) z napędem elektrycznym (4a) a z tym zaworem jest połączony trójnik wyjściowy (5) z samoczynnym odpowietrznikiem (6), zaś po stronie króćca wylotowego wody grzejnej wymiennika płytowego (1) jest zamontowany zawór termoregulacyjny (7) bezpośredniego działania z głowicą termoregulacyjną (13) połączoną kapilarą (12) z czujnikiem cieczowo-gazowym (8) umieszczonym w rozdzielaczu (9) ciepłej wody użytkowej z którym to zaworem termoregulacyjnym (7) jest połączony zawór odcinający (14) 1 trójnik (15) powrotnej wody grzejnej wyposażony w samoczynny odpowietrznik (16), natomiast po stronie zasilania wodą zimną z wymiennikiem płytowym (1) jest połączony zawór odcinający (17), filtr siatkowy (18), trójnik rozgałęźny (19), a poprzez przewód (20) jest połączony z zespołem wodnym złożonym z siłownika membranowego (21) i z zespołu elektrycznego (22) połączonego elektrycznie z zespołem zabezpieczenia i sterowania (30), jak również wymiennik (1) po stronie odpływowej ciepłej wody użytkowej jest połączony z rozdzielaczem (9) ciepłej wody użytkowej i z zaworem wylotowym (11) Fig 1

2 Węzeł cieplny niskoparametrowy Zastrzeżenia patentowe 1. Węzeł cieplny niskoparametrowy zawierający płytowy wymiennik ciepła wraz z układem sterowania czynnikiem grzewczym, znamienny tym, że z wymiennikiem płytowym (1) po stronie dopływu wody grzejnej jest połączony zawór trójdrogowy (4) z napędem elektrycznym (4a) a z tym zaworem jest połączony trójnik wyjściowy (5) z samoczynnym odpowietrznikiem (6), zaś po stronie króćca wylotowego wody grzejnej wymiennika płytowego (1) jest zamontowany zawór termoregulacyjny (7) bezpośredniego działania z głowicą termoregulacyjną (13) połączoną kapilarą (12) z czujnikiem cieczowo-gazowym (8) umieszczonym w rozdzielaczu (9) ciepłej wody użytkowej z którym to zaworem termoregulacyjnym (7) jest połączony zawór odcinający (14) i trójnik (15) powrotnej wody grzejnej wyposażony w samoczynny odpowietrznik (16), natomiast po stronie zasilania wodą zimną z wymiennikiem płytowym (1) jest połączony zawór odcinający (17), filtr siatkowy (18), trójnik rozgałęźny (19), a poprzez przewód (20) jest połączony z zespołem wodnym złożonym z siłownika membranowego (21) i z zespołu elektrycznego (22) połączonego elektrycznie z zespołem zabezpieczenia i sterowania (30), jak również wymiennik (1) po stronie odpływowej ciepłej wody użytkowej jest połączony z rozdzielaczem (9) ciepłej wody użytkowej i z zaworem wylotowym (11). 2. Węzeł według zastrz. 1, znamienny tym, że do trójnika rozgałęźnego (19) z króćcem (26) jest podłączony przewód cyrkulacyjny (25) w którym jest zainstalowana pompka cyrkulacyjna (27) połączona elektrycznie z zespołem zabezpieczenia i sterowania (30) i z nastawnym termostatem (29) umieszczonym w zespole (30) oraz w tym przewodzie (25) jest zainstalowany zawór zwrotny (28) i czujnik przylgowy temperatury (31) połączony przewodem kapilarnym (32) z termostatem (29) zawierającym styki elektryczne sterujące dodatkowo napędem elektrycznym (4a) zaworu trójdrogowego (4) a poprzez bierne styki mikroprzełącznika w zespole elektrycznym (22) dodatkowo steruje pracą pompki cyrkulacyjnej (27). * * * Przedmiotem wynalazku jest węzeł cieplny niskoparametrowy zawierający płytowy wymiennik ciepła wraz z układem sterowania czynnikiem grzewczym przeznaczony do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i zasilania indywidualnych mieszkaniowych instalacji centralnego ogrzewania. Znany jest ze stosowania węzeł cieplny niskoparametrowy obsługujący mieszkaniowe instalacje centralnego ogrzewania i ciepłej wody, którego płytowy wymiennik ciepła jest utworzony z płyt trwale ze sobą połączonych przez lutowanie i sterowany zespołem hydraulicznym wyposażonym w siłownik membranowy. Zadaniem zespołu sterującego jest przełączanie układu grzejnego centralnego ogrzewania na układ podgrzewu ciepłej wody użytkowej w funkcji rozbioru ciepłej wody przez użytkownika mieszkania. Główny przewód zasilający wodę grzejną zespół hydrauliczny jest połączony przewodem kapilarnym z przewodem powrotnym wody grzejnej z płytowego wymiennika ciepłej wody w celu zapewnienia stałego obiegu wody grzejnej przez wymiennik ciepła i główne przewody zasilające węzeł cieplny. Regulacja temperatury ciepłej wody użytkowej odbywa się poprzez zawór mieszający wodę gorącą wyprowadzoną z wymiennika z wodą zimną użytkową. Stosowany dotychczas węzeł cieplny niskoparametrowy w mieszkaniowych instalacjach centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej charakteryzuje się małą odpornością na zmiany ciśnienia statycznego w systemie zasilania wodą grzewczą indywidualnych węzłów cieplnych. Siłownik membranowy w regulacyjnym układzie hydraulicznym w znacznym stopniu reaguje na zmieniające się ciśnienia w zładzie ogrzewczym i z tego względu występuje nie

3 kontrolowany i zbędny przepływ czynnika grzewczego przez wymiennik ciepłej wody powodujący wzrost kosztów wynikających z zużycia niewykorzystanej energii cieplnej. Węzeł cieplny niskoparametrowy według wynalazku zawierający płytowy wymiennik ciepła wraz z układem sterowania czynnikiem grzewczym przeznaczony do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i zasilania indywidualnych mieszkaniowych instalacji centralnego ogrzewania, charakteryzuje się tym, że z wymiennikiem płytowym po stronie wody grzejnej jest połączony zawór trójdrogowy z napędem elektrycznym a z zaworem trójdrogowym jest połączony trójnik wyjściowy wyposażony dodatkowo w samoczynny odpowietrznik, zaś po stronie króćca wylotowego wody grzejnej wymiennika płytowego jest zamontowany zawór termoregulacyjny bezpośredniego działania z głowicą termoregulacyjną połączoną kapilarą z czujnikiem cieczowo-gazowym umieszczonym w rozdzielaczu ciepłej wody użytkowej. Z zaworem termoregulacyjnym jest połączony zawór odcinający i trójnik powrotnej wody grzejnej wyposażony w samoczynny odpowietrznik. Po stronie zasilania wodą zimną z wymiennikiem płytowym jest połączony zawór odcinający, filtr siatkowy, trójnik rozgałęźny oraz zespół wodny złożony z siłownika membranowego i z zespołu elektrycznego połączonego elektrycznie z zespołem zabezpieczenia i stertowania. Wymiennik płytowy po stronie odpływu ciepłej wody użytkowej jest połączony z rozdzielaczem ciepłej wody użytkowej i z zaworem wylotowym połączonym z tym rozdzielaczem. Zainstalowany trójnik rozgałęźny po stronie zasilania wodą zimną wymiennika płytowego jest połączony z przewodem cyrkulacyjnym w którym jest zainstalowana pompka cyrkulacyjna połączona elektrycznie z zespołem zabezpieczenia i sterowania i z nastawnym termostatem umieszczonym w tym zespole oraz jest zainstalowany zawór zwrotny, czujnik przylgowy połączony kapilarą z termostatem zawierającym styki elektryczne sterujące dodatkowo napędem elektrycznym zaworu trój drogowego i pompki cyrkulacyjnej. Rozwiązanie według wynalazku jest opracowane jako mało gabarytowe urządzenie o wymiarach 60 cm x 60 cm x 20 cm dla potrzeb indywidualnego zasilania mieszkań i domków jednorodzinnych w energię cieplną na cele ogrzewcze i przygotowania ciepłej wody użytkowej poprzez lokalne niskoparametrowe kotłownie zasilane paliwem gazowym lub ciekłym, jak również za pośrednictwem jednofunkcyjnych węzłów cieplnych zasilanych z ciepłowni po redukcji parametrów wody grzewczej do temperatury 90 C/70 C. Rozwiązanie zawiera wyposażenie techniczne zapewniające optymalne warunki pracy mieszkaniowych instalacji centralnego ogrzewania wyposażonych w termoregulatorowe zawory przygrzejnikowe oraz wymagane parametry ciepłej wody użytkowej o temperaturze około 55 C. Zapewnienie stałej temperatury ciepłej wody użytkowej zabezpiecza wymiennik płytowy i instalację przed nadmiernym zarastaniem i korozją. Zastosowane wyposażenie techniczne uniezależnia całkowicie funkcjonowanie układów stertowania i regulacji od zmieniającego się ciśnienia w zładzie grzewczym. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia węzeł cieplny w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 - węzeł cieplny w rzucie płaskim według kierunku A zaznaczonym na fig. 1 z pominięciem konstrukcji wsporczej wymiennika płytowego, fig. 3 - węzeł cieplny w rzucie płaskim według kierunku B zaznaczonym na fig. 1 także z pominięciem dla przejrzystości rysunku konstrukcji wsporczej wymiennika płytowego widocznej na fig. 1. Węzeł cieplny niskoparametrowy przedstawiony na rysunku zawiera wymiennik płytowy 1 zamocowany do konstrukcji wsporczej 2 poprzez którą węzeł cieplny jest zamocowany do ściany przy której jest prowadzony główny pion wody grzejnej najczęściej na klatce schodowej. Wymiennik płytowy 1 utworzony z płyt połączonych rozłącznie jest zasilany wodą grzewczą o minimalnej temperaturze 70 C z głównego pionu poprzez zawór odcinający 3 i zawór trójdrogowy 4 z przynależnym napędem elektrycznym 4a, który z chwilą otwarcia zaworu czerpalnego w lokalu mieszkalnym rozdziela wodę grzejną i kieruje czynnik grzewczy do wymiennika płytowego 1, a z chwilą zamknięcia zaworu czerpalnego kieruje wodę grzejną do mieszkaniowej instalacji centralnego ogrzewania poprzez trójnik wyjściowy 5 wyposażony dodatkowo w samoczynny odpowietrznik 6. Czynnik grzewczy wypływający z wymiennika płytowego 1 jest doprowadzony do zaworu termoregulacyjnego 7 bezpośred-

4 niego działania, którego zadaniem jest nadążna regulacja temperatury ciepłej wody użytkowej wyprowadzanej z wymiennika płytowego 1. Zawór termoregulacyjny 7 zawiera czujnik cieczowo-gazowy 8 umieszczony w rozdzielaczu 9 ciepłej wody użytkowej podłączonym poprzez króciec 10 do wymiennika płytowego 1, zaś do rozdzielacza 9 jest podłączony zawór wylotowy 11 ciepłej wody użytkowej. Czujnik cieczowo-gazowy 8 jest połączony kapilarą 12 z głowicą termoregulacyjną 13 zaworu termoregulacyjnego 7 połączonego z zaworem odcinającym 14 i z trójnikiem 15 powrotnej wody grzejnej wyposażonym w samoczynny odpowietrznik 16. Wymiennik 1 jest zasilany zimną wodą użytkową poprzez zawór odcinający 17, filtr siatkowy 18, trójnik rozgałęźny 19, który poprzez przewód 20 jest połączony z zespołem wodnym, złożonym z siłownika membranowego 21 i zespołu elektrycznego 22 wyposażonego w mikroprzełącznik elektryczny, zaś siłownik membranowy 21 poprzez przewód 23 i króciec 24 jest połączony z wymiennikiem płytowym 1. Przy podłączeniu cyrkulacji ciepłej wody użytkowej do trójnika rozgałęźnego 19 jest poprzez króciec 26 podłączony przewód cyrkulacyjny 25 w którym jest zainstalowana pompka cyrkulacyjna 27 i zawór zwrotny 28. Pompka cyrkulacyjna 27 jest sterowana w funkcji temperatury wody cyrkulacyjnej za pośrednictwem nastawnego termostatu 29 umieszczonego w zespole zabezpieczenia i sterowania 30 i przylgowego czujnika temperatury 31 połączonego przewodem kapilarnym 32 z termostatem 29. Uruchomienie węzła cieplnego dla potrzeb ciepłej wody użytkowej następuje po otwarciu zaworu czerpalnego ciepłej wody użytkowej w lokalu mieszkalnym. Otwarcie zaworu czerpalnego powoduje zadziałanie siłownika membranowego 21 w zespole wodnym i zwarcie styków w zespole elektrycznym 22, z którego impuls prądowy jest przekazywany przewodem elektrycznym 33 do zespołu zabezpieczenia i sterowania 30 a z tego zespołu przewodem elektrycznym 34 do napędu elektrycznego 4a uruchamiającego zawór trójdrogowy 4 kierujący wodę grzewczą do wymiennika płytowego 1. Zamknięcie zaworu czerpalnego ciepłej wody użytkowej w lokalu mieszkalnym powoduje rozłączenie styków elektrycznych w zespole elektrycznym 22 i przerwanie podawania napięcia do napędu elektrycznego 4a zaworu trój drogowego 4. Brak impulsu elektrycznego w napędzie elektrycznym 4a powoduje samoczynne przełączenie obiegu wody grzejnej w zaworze trójdrogowym 4 i skierowanie wody grzejnej poprzez trójnik wyjściowy 5 do układu zasilania mieszkaniowej instalacji centralnego ogrzewania. Zastosowane wyposażenie i przyjęty system sterowania uniezależnia całkowicie pracę węzła cieplnego od ciśnienia statycznego w zładzie grzewczym przy minimalnym poborze energii elektrycznej wynoszącym 6W. Zastosowanie zaworu termoregulacyjnego 7 z głowicą termoregulacyjną 13, czujnika cieczowo-gazowego 8 umieszczonego w rozdzielaczu 9 pracującym nadążnie w stosunku do wymiennika płytowego 1 zapewnia uzyskanie wymaganych stałych parametrów ciepłej wody użytkowej niezależnie od temperatury podawanej wody grzejnej, która może ulegać wahaniom od plus 70 C do plus 90 C, Równocześnie zastosowane rozwiązanie techniczne uniemożliwia przegrzewanie wody w wymienniku płytowym 1 i wytrącanie się kamienia na powierzchniach płyt tego wymiennika.

5

6 Fig.3

7 Fig.2

8 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.