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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2254520

VERFAHREN UND SYSTEM unabhängige Heizung unabhängige Heizung,
umzusetzen

Name des Erfinders: Prangishvili IV (RU); Pascenco FF (RU); Krukovskiy LE (RU); Pascenco AF (RU)
Der Name des Patentinhabers: Institut für Regelungs. VA Trapeznikova Akademie der Wissenschaften (RU)
Korrespondenzanschrift: 117997, Moskau, B-342, APS-7, Profsojuznaya Straße, 65 IMPs, Patentabteilung
Startdatum des Patents: 2003.06.02

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Energietechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Heizungsanlagen und kann in der Konstruktion der einzelnen in Abwesenheit eines Zentralheizungssystem verwendet werden. Das technische Ergebnis: die Menge und den Wert der Einheiten zu reduzieren benötigt Wärme an Gebäuden mit einer breiten Palette von Heiztemperatur zu liefern. Indirektes Heizverfahren in einem geschlossenen lokalen System mit Umwälzpumpe und dem Heizungswärmeträger, bei dem die Heiz- und Zwangsumlauf über eine Kolbenmaschine hergestellt, um das Kühlmittel in seinen Zellen auf den Zustand des Paares mit Druck Erwärmung sorgt für die Drehung der Kurbelwelle, mittels elektrischer Impulse durch Signale geliefert der Kurbelwellenpositionssensor, gefolgt von der erwärmten Wärmeträger dem Mischer zugeführt wird, und Heizvorrichtungen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Energietechnik zu beheizen, und zwar auf dem Gebiet der Heizungsanlagen und kann in der Konstruktion der einzelnen in Abwesenheit eines Zentralheizungssystem verwendet werden.

Indirektes Erwärmungsverfahren ist , in dem das Kühlmittel bekannt , durch eine separate Heizvorrichtung und der Kühlmittelversorgungspumpe Erzeugnis erhitzt wird , wie es typischerweise Kolbenmaschine verwendet (siehe z. B. Patent RF №2121627, IPC F 24 D 3/08 " geschlossenes autonomes System ", publ. 10.11.1998, bei BI N 31).

Das bekannte Verfahren besteht aus zwei Einheiten, nämlich eine Heizung und Pumpenantriebsmotor. Das Vorhandensein von zwei Aggregaten kompliziert und teures System.

Es ist bekannt , und das Verfahren der Heizung, in dem Wärme Heizelement erzeugt wird und die Kühlmittelzufuhr wird durch Zirkulieren Druck durchgeführt. Siehe., Zum Beispiel RF Patent №2066812, IPC F 24 D 3/00 "Wasserheizung mit der natürlichen Zirkulation", publ. 20.09.1996, bei BI N 26).

Der Nachteil des bekannten Verfahrens ist , dass der Druck im System klein ist, und daher wird die Anwendung auf kleine Räume begrenzt. Darüber hinaus erfordert das Verfahren nicht ermöglicht, die Erwärmungstemperatur in einem weiten Bereich zu regulieren.

Engere und akzeptiert als der Prototyp eine Möglichkeit zur Selbsterhitzung ist, in dem Wärme und Kühlmittelstrom wird durch eine elektrische Heizung erzeugt und Zwangsumlauf durch Konvektion den Gesetzen sichergestellt, und der Prozeß geregelt wird in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels. Siehe., Zum Beispiel RF Patent №2133918, IPC F 24 D 3/08, 13/04 "Gerät für die Raumheizung", publ. 27.09.1999, bei BI N 21)

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist , dass es klein ist und der Druck des Kühlmittels, daher ist dieses Verfahren, wie die vorherige und kann nur für kleine Räume angewendet werden.

Der Zweck dieser Erfindung ist in einem Fahrzeug Kolben zwei Operationen zu kombinieren - Erwärmen des Kühlmittels und entladen in die Heizungsanlage mit Wärmeversorgung von Gebäuden verschiedener Größe und Anzahl von Stockwerken. Dadurch wird erreicht, Kostenreduzierung und Volumeneinheiten notwendige Wärme in einem breiten Bereich von Heiztemperatur zu sorgen.

dieses Ergebnis bei dem bekannten Verfahren der unabhängigen Heizung in einem geschlossenen lokalen System mit Zwangsumlauf des Kühlmittels zu erreichen , und Erwärmen der erfindungsgemäßen Heizung und Zwangsumlauf durch eine Kolbenmaschine , hergestellt durch die elektrischen Impulse in dem Kühlmittel ausgesetzt wird in ihrer Kammer kommt.

In dem Ausführungsbeispiel der technischen Lösung der Kühlmitteltemperatur wird durch zyklisches Mischung aus gekühltem und heißem Kühlmittel für die Temperatursensorsignale gesteuert.

Bis zu einem gewissen autonomen Heizsystem eine Rücklaufleitung und kalten Rohr erwärmte Kühlmittel, Heizung, Pumpe und Steuereinheit mit Temperatursensor, gemäß der Erfindung als Heizung und eine Pumpe eingesetzt Kolbenmaschine mit einer Kammer, Einlass- und Auslassventile, eine Kurbelwelle, die Kameras mit ausgestattet sind Heizelemente zu dem elektrischen Versorgungssystem des Impulses verbunden.

In dem Ausführungsbeispiel der technischen Lösung in der Zusatzheizung als Heizelemente angelegt Elektroden.

In dem Ausführungsbeispiel der technischen Lösung in dem System der Heizung der Einlass- und Auslassventile Kolbenmaschine elektrisch mit dem Steuersystem, das mit dem Eingang des Kühlmitteltemperatursensor und dem Kurbelwellenpositionssensor verbunden ist.

Autonomous Heizprozess in einem geschlossenen lokalen System mit erzwungener Zirkulation und Erwärmung des Kühlmittels in dem das Erwärmen und Zwangsumlauf durch eine Kolbenmaschine erzeugt wird, durch die Wirkung der elektrischen Impulse an das Wärmeübertragungsfluid in ihrer Kammer fließt, ermöglicht eine einzige Einheit Erwärmen und Zuführen Kühlmittels auf den hohen bereitzustellen Druck und somit führen die Heizung Hochhäuser.

Vorlauftemperaturregelung aufgrund zyklischer Mischung aus gekühltem und heißem Kühlmittel für die Temperatursensorsignale können Sie die Heizung in einem weiten Temperaturbereich einzustellen.

Autonome Heizung, eine Rücklaufleitung und kalten Rohr erwärmte Kühlmittel, Heizung, Pumpe und Steuergerät mit Temperatursensor, der als Heizer und einer Pumpe verwendet Kolbenmaschine mit einer Kammer, Einlass- und Auslassventile, Kurbelwelle, die Kameras mit Heizelementen ausgestattet sind, mit dem elektrischen Versorgungspulssystem ermöglicht eine und die Heizeinheit zu verwenden, und das Kühlmittel zum Zuführen und dadurch Kosten und Abmessungen des Systems zu reduzieren.

VERFAHREN UND SYSTEM unabhängige Heizung unabhängige Heizung, umzusetzen

Die Verwendung als Heizelement Elektrode den Bereich der möglichen Anwendungen der Erfindung erstreckt.

Elektrischer Anschluss des Einlass- und Auslassventils Kolbenmaschine an das Steuersystem, in dem der Temperatursensor mit dem Eingang des Kühlmittels und dem Kurbelwellenpositionssensor verbunden ist, vereinfacht die Kühlmitteltemperatur-Steuerprozess. Die beanspruchte Erfindung ist in dargestellt. 1 1 und 2. Figur ist ein Blockdiagramm eines autonomen Heizung. 2 ist eine schematische Darstellung der an den Heizbetrieb gegeben Kontrolle.

Autonomous Heizsystem umfaßt eine Kolbenmaschine, bestehend aus den Zylindern 1, 2, 3 und 4 (1). Die Kolbenzylinder angeordnet sind, die jeweils 5, 6, 7, 8. Die Kolben wiederum über Verbindungsstangen 9, 10, 11 und 12 sind mit einer gemeinsamen Kurbelwelle schwenkbar verbunden 13 ist eine Kurbelwelle mit einer Verteilerwelle Positionssensor 14. Jeder Zylinder 1- 4 ist in zwei Kammern durch einen Kolben unterteilt ist, die jeweils 1 ', 1 "; 2', 2", 3 ', 3', 4 ', 4 ". Die oberen Zylinder 1 ', 2', 3 ', 4' mit Paaren von elektrisch gesteuerten Ventile 15 und 16 für 4 vorgesehen sind ': 17, 18, 3' 19, 20 für die 2 'und 21, 22 für 1'. Ventile 15, 17, 19 und 21 verbinden die Kammer in den Mischer 23. Die Ventile 16, 18, 20 und 22 in die Kammer durch die Abgabeleitung an 24 bis Sammelbehälters 25. In wiederum der Mischer 23 wird über die Leitung 26 mit der erwärmten Kühlmittelerwärmungsvorrichtung 27 verbunden. Recent 28. Expanders durch Kaltkühlmittelrücklaufleitung 29 angeschlossen 25. der Mischer 23 zu dem Aufnahmetank wird Expander gekoppelt 30. 4 ', 3', 2 Jede der Kammern einen Temperatursensor aufweist ', 1' hat ein Paar von Elektroden, die jeweils 31, 32, 33 und 34 zwischen den Elektroden angebracht Heizdraht (Fig. nicht gezeigt).

In dem Ausführungsbeispiel der technischen Lösung zwischen den Elektroden befindet sich ein Spalt, durch den Kühlmittel umspült.

Das Steuersystem umfasst eine Steuer- und Stromversorgungseinheit 35 (Figur 2), dessen Eingang enthält den Kurbelwellenpositionssensor 14, Temperatursensor 30, die Betriebsmodus-Einstelleinheit 36 ​​und einer Temperatursteuerung 37. Die Stromversorgung und Steuersystem 35 umfasst einen Mikroprozessor und eine Antriebseinheit (Fig . nicht gezeigt). Von der Steuereinheit abweichen Schlussfolgerungen betriebene Ventile 15-22 und Schlussfolgerungen für die Versorgungselektrodenpaare 31-34.

autonome Heizung kann in Viertakt-und Zweitakt-Modi betrieben werden. Der Viertakt-Modus erfordert relativ hohe Temperatur Heizmedium Heizung, Modus-Wahlrad 36 ist in die entsprechende Position gesetzt. Es wird alle Zylinderraum mit Kühlmittel 1'-4 'gefüllt angenommen. Durch Signale von dem Wellenpositionssensor 14 von der Steuereinheit 35 und der Stromversorgungsspannungsimpuls an die Elektroden der Kammer zugeführt, in dem der Kolben in der oberen Position. Es sei angenommen, dass dieser Zylinder 4, wobei die Kammer 4 ', ein Paar von Elektroden 31 entsprechend den Signalen von dem gleichen Wandler wird Ventile 17 erregt, 18, 19, 20, 21 und 22, was bedeutet, dass diese Ventile offen sind. Die Ventile 15 und 16 nicht mit Strom versorgt werden, und daher sind sie geschlossen. Damit aufgrund der Erwärmung des Heizdrahtes zwischen den Elektroden vorhanden, ein schnelles Erwärmen des Kühlmitteldampf zu bilden. Der Druck in der Kammer 4 'zunimmt, wird der Kolben 8 beginnt nach links (in Bewegung), wodurch die Stange 12 zu drehen, durch die Welle 13. So ist die Maschinenarbeitszyklus durchgeführt wird, zu bewegen. Eine entsprechende Pleuel Kolben anderen Zylinder wird verschoben. Der Kolben 7 wird nach links zu bewegen, aus der Kammer 3 'überschüssiges Kühlmittel in der Druckleitung 24. Der Kolben 6 wird nach rechts zu bewegen, Fluid in die Kammer 2 ziehen' Herausschieben. Der Kolben 5 des Zylinders 1 wird das Kühlmittel aus der Kammer 1 'in der 24. Leitung drücken, wenn der Kolben 8 nach rechts bewegt 14 eine bestimmte Position des Wellenpositionssensor zu erreichen Signal zum Öffnen des Ventils 15 und Schließen der Ventile 17 und 18. Der Spannungsimpuls kommen an dem Paar von Elektroden gehen 32. an diesem Punkt wird der Kolben 3 des Zylinders 7 wird in der linken Position ist. Den Vorgang wiederholen, ähnlich der oben beschriebenen für den Zylinder 3. Zur gleichen Zeit aufgrund der empfangenen Energie und der Drehung der Kurbelwelle 13 des Zylinderkolbens 8 4 wird nach links bewegt werden, 23. Das erwärmte Kühlmittel in den Mischer drückt Dann, nachdem der Kolben 7, die richtige Stellung des Ventils 17. Verfahren wird wiederholt. Jeder aktive während einer der Kolben (eingereicht am Impulsspannung), um das erwärmte Kühlmittel Auswerfen in dem Mischer 23 von einem der benachbarten Zylindern auftreten. In dem Mischer wird der ankommende Dampf in der heißen Flüssigkeit kondensiert. In dieser Kolbenmaschine, und sie führt die Funktion der Heizung und der Pumpe. Das heiße Kühlmittel aus dem Mischer 23 mit dem Heizer 27 über die Leitung 26 zugeführt und das Kühlmittel erwärmt, weiter durch die Kaltkühlmittelrückführleitung 29 gelangt in den Aufnahmebehälter 25.

Wenn die Temperatur in dem Mischer den Pegel des erfaßten Temperatursensor 30 überschritten hat, wird die Ventilbetriebsmodus geändert. Beispielsweise nach dem aktiven Teil des Hubes des Kolbens 8 im Zylinder 4 über und einer aktiven Phase des Betriebs des Zylinders 3 wird die Bewegung des Kolbens 8 auf der rechten Seite zu öffnen, das Ventil 16 und der Kolben bewegt sich nach links wird das Ventil 15 geöffnet, Teil des kalten Wassers aus dem Aufnahmetank gepumpt 25 23. In ähnlicher Weise wird der Mischer betrieben werden, und andere Ventile. Somit wird der Mischer 23, zusätzlich zu dem verbrauchten Kühlmittels aus der heißen Kammer fließen und kalten Wärmeübertragungsflüssigkeit von dem Aufnahmetank 25. Die Gesamtflusstemperatur geringer sein wird als in dem vorherigen Modus.

Die Temperatur in den Heizelementen Temperatureinstellung Vorrichtung 36 installiert und wird durch einen Temperaturregler 37. Der Temperaturregler liefert eine Impulswiederholungsfrequenz und der Drehgeschwindigkeit der Welle 13 gesteuert.

Die Zusatzheizung vorgesehen ist, und die Gegentaktmodus wird, wenn in einem aktiven Zyklus der beiden Zylinder, die Kolben, die erreicht die Spitzenposition enthalten. Arbeitsventil wird in Übereinstimmung mit diesem Modus geändert. Die Aufgabe der Ventile bieten einen Zaun kaltes Kühlmittel aus dem Aufnahmebehälter 25 und das erwärmte Kühlmittel zu dem Mischer 23. In jedem Zyklus liefert, wird der Zaun aus dem Boden nach rechts während der Bewegung des Kolbens von der linken Seite kaltes Kühlmittel ist, dann an einer bestimmten Position des Kolbens Impulse an den jeweiligen Elektroden zugeführt wird, und es ist eine aktive Bewegung des Kolbens. Nach Erreichen öffnet das Ventil unteren Totpunkt, der Mischkammer verbindet und Warmwasser-Gemisch mit einem Mischer Ausstoßen der Mischung in eine heiße Flüssigkeit umwandelt. Dann wird der Vorgang wiederholt. Kühlmitteltemperatur in diesem Fall wird das Maximum sein. Dieser Modus wird eingestellt, und der Betriebsmoduseinsteller 36 und 37 wird durch einen Regler gesteuert.

Das Stromversorgungssystem kann auf dem Prinzip eines Verbrennungsmotors Zündimpuls Versorgungsschaltungen erfolgen.

In dem Ausführungsbeispiel der technischen Lösung, die Wendelheizung abwesend sein kann, und das Erwärmen des Kühlmittels und der Bewegung der Kolben in den Zylindern wird durch hohe Spannungsentladungen sein.

In allen Betriebsarten wird die Temperatur in den Heizelementen 27, Temperatureinstelleinheit 37 gesetzt und in Position gehalten, indem die Solltemperatur zu vergleichen und den Sensorausgang 30. Wenn die Differenz zwischen dem Sensor und der Stelleinheit nicht die gleiche ist, dann wird das Mikroprozessorsystem in der Stromversorgungs- und Steuereinheit 35 ändert sich die Zeit zwischen dem Heizer 31 Elektroden -34 oder Anzahl von Impulsen zwischen ihnen. Und Ändern von einem bestimmten Algorithmus, und während eine Spannung an die Elektroden angelegt wird.

Dies erhöht oder verringert den Energiefluss zu dem Wärmeträger und Wellendrehzahl, das heißt die Systemleistung.

Die aufgrund der vorgeschlagenen technischen Lösung besteht darin, dass ein und dasselbe bekannten Kolbenmaschine und ein Gebläse, eine Heizung und das Kühlmittel, die das System deutlich vereinfachen und die Kosten und die Betriebskosten zu reduzieren. Die vorgeschlagene autonome Heizung kann in Hochhäusern verwendet werden. Das Netzteil nimmt wenig Platz in Anspruch und erfordert keine spezielle Hardware-Setup.

BERECHNUNG DER ENERGIE PROZESSE IN DER ARBEIT DER UNABHÄNGIGEN Beheizen von ist.Axialkolbenmaschine

Mosenergo durchschnittliche Stromverbrauch regulatorischer Dokumente entsprechend während der normalen Raumtemperatur gehalten 7 Wh / m 3.

Der Energieverbrauch für die Raumheizung Kapazität von 10.000 m 3 (Fläche von 4000 m 2 in einer Höhe von 2,5 m Decke) wird 70.000 Wh sein.

Es sei angenommen, dass die Maschine mit einer Drehzahl von 100 U / min arbeitet. Dann auf eine Umdrehung der Welle die notwendige Energie muss 70000/60 * 100 = 11,7 W / vol.

Lassen zylindrischen Kolbenmaschine ist mit einem 4-Zylinder verwendet wird, wobei der Kolbendurchmesser 70 mm ist. Wenn im oberen Totpunkt des Kolbens Abstand zu finden zwischen der Zylinderoberfläche und dem Zylinderkopf im Zylinder beträgt 3 mm. Das Volumen des Wassers in diesem Raum gleich 11 cm 3.

Für 11 cm 3 Wasser erhitzt wird , es in Dampf verwandeln, und die Schaffung der erforderlichen Arbeiten Kraft von 20.000 J. drängen

Wie durch experimentelle Untersuchungen gezeigt in den IMPs ausgeführt ist tatsächlich aufgrund der Tatsache, dass die Energie in dem Volumen zugeführten Impuls, siedendem Wasser Dampf zu bilden, und um die Kraft zu schaffen erforderlich, um den Kolben und infolgedessen bewegen sich die Welle der Maschine, wird direkt in der Elektrodenfläche durchgeführt wird oder Filament und umfasst nicht mehr als 1/4 des Volumens. Daher sollten Sie die Bedürfnisse der Wert der Arbeit, gleich 5000 J. nehmen

Pulsbetriebszeit ist 1/8 Umdrehung der Maschinenwelle.

Die Winkelgeschwindigkeit bei 100 U / min etwa 1,7 / sec.

Die Fahrzeit beträgt 0,2 Sekunden Puls.

Der Energieverbrauch der Maschine wird 5,000 / 0,2 = 25.000 Watt liegen.

Wenn eine Spannung von 380 V, wird der Strom auf 66 A gleich

Der spezifische Widerstand eines Wolframfadens bei 1000 ° C:

= 0,0508 (1 + 0,00148 · 1000) = 0,126 · m mkmOm.

Die Länge des Drahtes in eine Spirale verdreht wird gleich 5 x 007 = 0,35 m.

Widerstand des Garns gleich R = 380/66 = 5,75 Ohm.

S = Querschnitt Garn · 1 / R = 0,35 = 0,008 mm.

Gewindedurchmesser 0,1 mm.

Der Oberflächenbereich des Filaments ist auf 0,035 m 2 gleich.

In der Tat ist die Pulsenergie höher ist, zu dem Zeitpunkt, da die Fadentemperatur Impuls an die Wassertemperatur gleich sein wird und sein Widerstand ist dementsprechend kleiner als das 2,4-fache. Die Pulszeit kann reduziert werden.

Wie oben berechnet die erforderliche Energie zur Beheizung des Raums in Höhe von insgesamt 10.000 m 3, gleich 11,6 W / V.

Spätere Berechnungen zeigten, dass bei einer Umdrehung der Maschine reserviert 25.000 Watt.

Folglich wird jede Maschine im intermittierenden Modus betrieben werden, schnelles Aufheizen der Heizelemente des thermischen Systems ermöglicht, die übrigens einer der Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens ist, eine Maschine, eine große Energiezufuhr in 215.500-mal hat (Rotationsgeschwindigkeit von 1000 U / min ) überschreitet die Konstruktion, und kann für die Raumheizung verwendet werden.

Wenn die Heizelemente angelegten Elektroden und Spannungsimpuls, die 100000 B sein wird, ist der Strom 0,25 A oder weniger sein wird.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur autonomen Erhitzen in einem geschlossenen System mit einem lokalen Zwangsumlauf des Kühlmittels und Wärme, wobei das Erhitzen und Zwangsumlauf über Kolbenmaschine erzeugt wird, erwärmt das Kühlmittel in seinem gasförmigen Zustand zu den Kammern mit einem Druck der Kurbelwellendrehung bietet, mittels elektrischer Impulse durch die Signale des Kurbelwellenpositionssensor zugeführt wird, wonach das erwärmte Kühlmittel in die Misch- und Heizvorrichtungen zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmitteltemperatur durch Mischen von cyclischen und heißes Kühlmittel gekühlt in den Mischer durch die Temperatursensorsignale gesteuert wird.

3. Die Zusatzheizung, die eine Rückrohrleitung erwärmt und kaltes Kühlmittel, eine Heizung, eine Pumpe und einen Regler mit einem Temperatursensor, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung und Pumpe Kolbenmaschine verwendet wird, mit einer Kammer, Kurbelwelle, Einlass- und Auslassventile, Kammern die mit Heizelementen verbunden mit dem elektrischen Versorgungssystem des Impulses vorgesehen.

4. Die Zusatzheizung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente angelegt werden, wenn die Elektroden durch einen Spalt getrennt.

5. nach Anspruch 3 oder 4 unabhängige Heizungsanlage nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassventile der elektrisch mit dem Kolbenmaschinensteuerung verbunden sind System, das mit dem Eingang des Kühlmitteltemperatursensor und dem Kurbelwellenpositionssensor verbunden ist.

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Erscheinungsdatum 01.01.2007gg