Система отопления жилых и производственных помещений тепловыми трубами с использованием низкотемпературных источников тепла

(51) 24 3/14 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ только для отопления пола и стен, но и в разных вариантах, в зависимости от требований проекта и условий работы системы отопления. Сегментация тепловых труб позволяет упростить изготовление,монтаж и ремонт (выход из строя одного из элементов системы не приводит к выходу из строя всей системы) и повысить надежность системы. В качестве источника тепла используются низкопотенциальные альтернативные источники(тепло грунта, воды, солнца и т.д.). Тепловые трубы основаны на принципе сверхпроводимости, что обеспечивает минимальное время прогрева, т.е. в течении короткого промежутка времени вся система имеет одинаковую температуру. Преимущества предлагаемой системы отопления жилых и производственных помещений тепловыми трубами с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла универсальность,высокоэффективность и надежность системы отопления, а также сокращение потребления энергоносителей,уменьшение инфраструктурных расходов на подвод коммуникаций и автономность системы отопления.(72) Ким Игорь Игоревич Ким Игорь Романович(56) Предварительный патент РК 18727,15.08.2007(54) СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ТЕПЛОВЫМИ ТРУБАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА(57) Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к энергосберегающим технологиям и может применяться в системе теплоснабжения промышленных и жилых помещений с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла (гелиоустановки,теплонасосы и т.д.). Система отопления производственных и жилых помещений содержит подающий и обратный трубопроводы и тепловые трубы для передачи тепловой энергии. Тепловые трубы собраны сегментами, что позволяет использовать их не Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к энергосберегающим технологиям и может применяться в системе теплоснабжения промышленных и жилых помещений с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла (гелиоустановки,теплонасосы и т.д.). Общеизвестная традиционная система центрального отопления представляет собой систему, состоящую из трубной разводки,радиаторов отопления и теплового пункта. Данная система не отвечает современным требованиям потребления тепловой энергии на единицу площади,т.к. нормы расхода тепла до сих пор применяются с советских времен, а именно в пределах 85-110 вт/м 2,что намного выше, чем в Европейских странах,примерно в три раза. Средняя температура в системе отопления 75-95 град. Цельсия. Давление в сети достигает 5-6 атм. Исходя, из этих норм расхода тепла происходит расчет стоимости отопления для потребителей, как в жилых, так и производственных зданиях. Недостатками этой системы, является высокое давление и температура, которые влекут за собой высокие эксплуатационные расходы, сложность оборудования,повышенную аварийность,необходимость периодической замены оборудования и т.д. Известен способ отопления жилых и производственных помещений с использованием газообразного теплоносителя, включающий забор и фильтрование наружного воздуха, нагревание очищенного воздуха, подачу нагретого воздуха по воздухопроводу к обогреваемым помещениям и нагрев помещений, при этом нагретый воздух рециркулирует по замкнутому воздухопроводу,возвращая его обратно к средству нагрева, нагрев помещений осуществляется тепловым излучением от радиаторов, установленных в обогреваемых помещениях и врезанных в воздухопровод, при этом остывающий по мере движения воздух подогревают с помощью распределения по длине трубопровода дополнительных средств нагрева (Предварительный патент РК 14708, публ. 16.08.2004 г., бюл. 8). Недостатком этого способа является то, что необходим отбор воздуха и его фильтрация, кроме основного нагревателя газообразного теплоносителя используются,дополнительные нагреватели,установленные внутри замкнутого контура, а для передачи тепла требуется принудительная циркуляция теплоносителя, все это делает способ энергоемким. Наиболее близкая по технической сущности является система отопления пола Джет-трубами(тепловыми трубами) жилых и производственных помещений, содержащая подающий и обратный трубопроводы, а также Джет-трубы (тепловые трубы) для передачи тепловой энергии, уложенные в полу на равноудаленные друг от друга параллельные канавки, проложенные в верхней поверхности отопительных панелей,поверх которых установлена теплопроводящая поверхность, причем каждая тепловая труба подключена к подводящему трубопроводу по углом 2-3 градуса относительно основания отопительной панели. (Предварительный патент РК 18727,публ. 15.08.2007 г., бюл. 8). Недостатком известной системы является сложность монтажа. В основу изобретения положена задача создания универсальной, надежной и высокоэкономичной системы отопления промышленных и жилых помещений,основанной на принципе сверхтеплопроводности тепловых труб с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла. Технический результат - универсальная система отопления промышленных и жилых помещений с применением тепловых труб, которые могут располагаться как на полу, так на стенах и в любом другом месте, в зависимости от требований проекта и условий работы системы отопления возможность работы системы отопления с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла (гелиоустановки, теплонасосы и т.д.) эффективное и равномерное теплораспределение по всей площади автономность и надежность системы отопления. Для достижения технического результата система отопления производственных и жилых помещений содержит подающий и обратный трубопроводы и тепловые трубы для передачи тепловой энергии, согласно изобретению тепловые трубы, выполнены отдельными сегментами, что позволяет использовать их не только для отопления пола и стен, но и в других вариантах, в зависимости от требований проекта и условий работы системы отопления. Сегментация тепловых труб позволяет упростить изготовление, монтаж и ремонт (выход из строя одного из элементов системы не приводит к выходу из строя всей системы) и повысить надежность системы. В качестве источника тепла используются низкопотенциальные альтернативные источники (тепло грунта, воды, солнца и т.д.), что позволяет сократить общее потребление энергоносителей, уменьшить расходы на подвод коммуникаций, а также обеспечивает автономность отопления. Тепловые трубы (сегменты) основаны на принципе сверхпроводимости, что обеспечивает минимальное время прогрева, т.е. в течении короткого промежутка времени вся система имеет одинаковую температуру. Тепловые трубы представляют собой медные трубки диаметром 16 мм длиной от 1 метра до 2 х метров. Внутри тепловых труб неглубокий вакуум,где находится жидкость с низкой температурой кипения (к примеру, фреон или на основе спиртовых растворов), позволяющая достичь высочайшей скорости передачи тепла по всей длине трубки. Эта технология потребляет 40-50 Вт на м.кв., что в два раза меньше, чем потребляют известные системы отопления. Давление в системе не высокое,количество воды при этом меньше в 5-6 раз. На фиг. 1 показана принципиальная схема монтажа для настенного отопления тепловыми 2 трубами производственных и жилых помещений 1 источник тепла,2 подающий трубопровод, 3 обратный трубопровод, 4 тепловые трубы собранные сегментами, 5 сегмент (тепловая труба). Система отопления работает следующим образом Из источника тепла 1(тешюнасосы,гелиоустановки и т.д.) горячий теплоноситель по подающему трубопроводу 2 подводиться к концам тепловых труб (сегментам) 5 для нагревания жидкости с низкой температурой кипения в тепловых трубах 4 и охлажденный теплоноситель по обратному трубопроводу 3 возвращается в источник тепла 1. Тепловые трубы располагают по всей площади обогрева сегментами. Расположение тепловых труб возможно как на полу, так на стенах, так и в любом другом месте, в зависимости от требований проекта. Каждая тепловая труба (сегмент) имеет отдельное подключение к контуру, что позволяет работать системе отопления при выходе из строя любой из тепловых труб. Это позволяет эффективно и равномерно производить теплораспределение по всей площади отопления. Приведем сравнительные экономические затраты на потребление тепла при эксплуатации объекта площадью 10 тыс. м 2.- при традиционной системе отопления затраты на эксплуатацию составят 10000 м 20,1 кВт 1000 кВт /час, или 0,86 Гкал/час при длительности отопительного сезона 4320 часов 4 320 000 кВт/час или 3715,2 Гкал/час.- при применении технологии отопления хит трубой затраты на эксплуатацию составят 10000 м 20,045 кВт 450 кВт /час или 0,387 Гкал/час, или при длительности отопительного сезона 4320 часов 1 944 000 кВт/час или 1671,8 Гкал/час, что в 2 с лишним раза меньше по сравнению с традиционной системой. Кроме этого существенно снижаются затраты на обслуживание данной системы на объектах. 4.2 Экономический эффект повышается за счет уменьшения массы теплоносителя в пять - шесть раз, а температура носителя ниже на 30-40 градусов. Экспериментальные исследования показали экономию тепловой энергии порядка 40-50. 4.3 Давление в системе при использовании предлагаемых тепловых труб всего 2-3 атм., что снижает затраты на монтаж и эксплуатацию всей отопительной системы (промежуточные насосы,запорная арматура, и пр.). Расчетная экономия с объекта площадью 10000 м 2 составляет 4 320 000-1 944 0002 376000 кВт/час Или 2 376 0000,862 043 Гкал/час В сутки составит 20432449 032 Гкал/сутки За месяц 49 03230,51 495 Гкал 1 495 Гкал 3 600 тг 5 382 000 тенге Данная система отопления жилых и производственных помещений может быть адаптирована и к центральному отоплению путем проведения реконструкции старой системы. Преимущества предлагаемой системы отопления жилых и производственных помещений тепловыми трубами с использованием низкотемпературных альтернативных источников тепла универсальность,высокоэффективность и надежность системы отопления, а также сокращение потребления энергоносителей,уменьшение инфраструктурных расходов на подвод коммуникаций и автономность системы отопления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система отопления производственных и жилых помещений содержит подающий и обратный трубопроводы и тепловые трубы для передачи тепловой энергии, отличающаяся тем, что тепловые трубы выполнены отдельными сегментами. 2. Система отопления производственных и жилых помещений по п.1, отличающаяся тем, в качестве источника тепла используются низкопотенциальные альтернативные источники.