Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6858
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
F 24D 3/00
F 24D 5/00
(54) СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
(21) Номер заявки: u 20100461
(22) 2010.05.15
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Автор: Синяков Анатолий Леонидович
(BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Белорусский государствен-
ный аграрный технический универси-
тет" (BY)
(57)
1. Система водяного отопления жилых помещений, содержащая основные нагрева-
тельные приборы, установленные в оборудованных теплоизоляционными плитами нишах
наружных стен под подоконниками окон и подключенные входами и выходами соответ-
ственно через регулирующие вентили и подающие стояки и через обратные стояки соот-
ветственно к подающему и обратному магистральным трубопроводам, а также допол-
нительные нагревательные приборы, расположенные перед окнами, которые установлены
и закреплены в прямоугольных проемах наружных стен, отличающаяся тем, что снабже-
на дополнительными термостойкими теплоизоляционными плитами, а дополнительные
нагревательные приборы выполнены в виде электронагревательных пластин, при этом
электронагревательные пластины через дополнительные термостойкие теплоизоляцион-
ные плиты прикреплены к подоконникам и вертикальным стенкам проемов в наружных
стенах помещений.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электронагревательные пластины, при-
крепленные к вертикальным стенкам проемов, снабжены продольными ребрами.
Фиг. 1
BY6858U2010.12.30

2. BY 6858 U 2010.12.30
2
(56)
1. Белоусов В.В. Отопление и вентиляция. Ч. I. Отопление.- М.: Стройиздат, 1967.- С.
146.
2. Патент BY 5911, МПК F 24D 3/00, 5/00, 2010.
Предлагаемое техническое решение относится к системам водяного отопления жилых
помещений квартир, домов, коттеджей и помещений административных зданий.
Известна конструкция двухтрубной системы водяного отопления жилых помещений [1].
Эта система водяного отопления помещений содержит магистральные подающий и
обратный трубопроводы, расположенные в подвале дома, к которым присоединены через
подающие и обратные стояки нагревательные приборы, расположенные в нишах наруж-
ных стен помещений и оборудованные регулирующими вентилями.
Система позволяет регулировать теплоотдачу нагревательных приборов, а следова-
тельно, температуру воздушной среды помещений, путем изменения расхода горячей во-
ды через нагревательные приборы при помощи регулирующих вентилей, не вызывая при
этом изменения температуры воздушной среды в других помещениях.
К недостатку известной системы следует отнести ее пониженную эффективность работы.
Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что при зашторивании окон на
ночное время и укладке нижней части штор на подоконники окон с целью повышения
теплоотдачи нагревательных приборов уменьшается поступление теплоты в зоны воздуш-
ных сред окон, что приводит к понижению температуры воздуха, контактирующего со
стеклянной поверхностью окон при его естественной конвекции, в результате чего проис-
ходит конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе, на стеклянных поверхностях
окон с возможностью образования льда при низких температурах наружного воздуха
(-20 °С и ниже).
Наиболее близкой к заявляемой системе водяного отопления жилых помещений явля-
ется система, которая предотвращает конденсацию водяных паров, содержащихся в воз-
душной среде помещений, на стеклянных поверхностях окон помещений [2].
Эта система отопления содержит расположенные в подвале дома подающий и обрат-
ный магистральные трубопроводы, подающие и обратные стояки, к которым через регу-
лирующие вентили присоединены нагревательные приборы (радиаторы), расположенные
в нишах под подоконниками окон помещений, тепловые трубы, испарительные участки
которых находятся в тепловом контакте с нагревательными приборами, а конденсацион-
ные участки расположены за шторами перед окнами помещений.
Эта система отопления работает следующим образом. Горячая вода из подающего ма-
гистрального трубопровода через подающие стояки поступает в нагревательные приборы,
где отдает часть своей теплоты воздуху помещений при его естественной конвекции отно-
сительно теплопередающей поверхности нагревательных приборов, при этом вода осты-
вает и через обратные стояки возвращается в обратный магистральный трубопровод.
Поддержание нормируемой температуры воздушной среды помещений осуществляется
регулированием теплопроизводительности нагревательных приборов путем изменения
расхода горячей воды через приборы при помощи вентилей. Кроме того, система отопле-
ния предотвращает образование конденсата на внутренних стеклах окон путем увеличе-
ния температуры воздуха в зоне окон выше температуры точки росы частью тепловой
мощности нагревательных приборов, сообщаемой воздуху в зоне окон при помощи тепло-
вых труб, испарительные участки которых находятся в тепловом контакте с теплоотдаю-
щей поверхностью нагревательных приборов, а конденсационные расположены в воз-
душной среде перед окнами.

3. BY 6858 U 2010.12.30
3
К недостатку этой системы водяного отопления жилых помещений следует отнести ее
узкие функциональные возможности.
Узкие функциональные возможности системы отопления обусловлены тем, что, обес-
печивая нормируемую температуру помещений и отсутствие конденсата на внутренних
стеклах окон в отопительный период, она не обеспечивает нормируемую температуру по-
мещений и отсутствие конденсата на внутренних стеклах окон в предотопительный и по-
слеотопительный периоды года.
Кроме того, наличие перед окнами конденсационных участков тепловых труб ухудша-
ет дизайн помещений и обзор наружной среды.
Задачей предлагаемой полезной модели системы водяного отопления жилых помеще-
ний является расширение ее функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что система водяного отопления жилых помеще-
ний, содержащая основные нагревательные приборы, установленные в оборудованных
основными теплоизоляционными плитами нишах наружных стен под подоконниками
окон и подключенные входами и выходами соответственно через регулирующие вентили
и подающие стояки и через обратные стояки соответственно к подающему и обратному
магистральным трубопроводам, а также дополнительные нагревательные приборы, распо-
ложенные перед окнами, которые установлены и закреплены в прямоугольных проемах
наружных стен, снабжена дополнительными термостойкими теплоизоляционными плита-
ми, а дополнительные нагревательные приборы выполнены в виде электронагревательных
пластин, при этом электронагревательные пластины через дополнительные термостойкие
теплоизоляционные плиты прикреплены к подоконникам и вертикальным стоякам прое-
мов в наружных стенах помещений.
Для увеличения тепловой мощности, отдаваемой электронагревательными плитами,
прикрепленными к вертикальным стенкам проемов, воздушной среде перед окнами, они
оборудованы продольными ребрами.
Сущность предлагаемой полезной модели системы водяного отопления жилых поме-
щений поясняется следующими графическими изображениями:
на фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы водяного отопления жилых поме-
щений;
на фиг. 2 - конструкция наружной стены, разрез по A-A на фиг. 1;
на фиг. 3 - электрическая схема системы автоматического управления работой элек-
тронагревательных пластин.
Система водяного отопления жилых помещений содержит расположенные в подвале
дома подающий 1 и обратный 2 магистральные трубопроводы; подающие 3 и обратные 4
стояки, к которым через регулирующие вентили 5 присоединены основные нагреватель-
ные приборы 6 (радиаторы), расположенные в нишах 7, оборудованных окнами 8, под-
оконниками 9 и шторами 10, наружных стен 11. Для уменьшения потерь теплоты в нишах
7 расположены основные теплоизоляционные плиты 12, а для предотвращения конденсата
на внутренних стеклах окон служат дополнительные нагревательные приборы, которые
расположены перед окнами 8.
Для расширения функциональных возможностей система снабжена дополнительными
термостойкими теплоизоляционными плитами 13, а дополнительные нагревательные при-
боры выполнены в виде электронагревательных пластин 14, 15, 16, при этом электро-
нагревательные пластины 14, 15, 16 через дополнительные термостойкие теплоизо-
ляционные плиты 13 прикреплены к подоконникам 9, вертикальным стенкам 17, 18
проемов 19 в наружных стенах 11.
Для увеличения тепловой мощности, отдаваемой электронагревательными пластинами
15, 16 воздушной среде перед окнами 8, они снабжены продольными ребрами (на фиг. 1, 2
не показаны).

4. BY 6858 U 2010.12.30
4
Работа электронагревательных пластин 14, 15, 16 автоматизирована. Для этого систе-
ма отопления дополнительно снабжена автоматическим выключателем 20 и трехпозици-
онным регулятором 21 температуры воздуха в зоне окон с датчиком 22 и контактами 23, 24.
Заявляемая система водяного отопления жилых помещений в отопительный период
работает следующим образом. Горячая вода из подающего магистрального трубопровода
1 через подающие стояки 3 и регулирующие вентили 5 поступает в нагревательные при-
боры 6, расположенные в нишах 7 наружных стен помещений.
В нагревательных приборах 6 горячая вода отдает часть своей теплоты воздуху поме-
щений при его естественной конвекции относительно теплопередающей поверхности
нагревательных приборов 6, при этом вода остывает и охлажденная вода через обратные
стояки 4 возвращается в обратный магистральный трубопровод 2. Регулирование тепло-
производительности нагревательных приборов 6 осуществляется изменением расхода го-
рячей воды через приборы при помощи вентилей 5, при этом изменяется температура
воздушной среды помещений, в которых расположены нагревательные приборы 6. При
открытых шторах 10 температура воздушной среды в зоне окон 8 всегда меньше (на 2...4 °С)
температуры воздуха в центре помещений, но больше температуры точки росы, при которой
начинается конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе помещений.
При закрытых шторах 10, размещении подолов штор на подоконниках 9 с целью уве-
личения теплоотдачи нагревательных приборов 6 при низких температурах наружного
воздуха (-20 °С и ниже) уменьшается поступление теплоты от нагревательных приборов 6
в зоны воздуха окон 8, что приводит к понижению температуры воздуха около окон 8. Ес-
ли при этом температура воздуха около окон 8 становится меньше температуры точки ро-
сы, то на внутренних стеклах окон 8 начинается процесс конденсации водяных паров,
содержащихся в воздухе помещений, при этом количество конденсата, который может
при длительно стоящих низких температурах наружного воздуха превратиться в лед, за-
висит от относительной влажности воздушной среды помещений и глубины охлаждения
воздуха, контактирующего с окнами 8.
Для предотвращения выпадения конденсата на внутренних стеклах окон 8 вводят в
работу электронагревательные пластины 14, 15, 16. Для этого при нормируемой темпера-
туре в помещениях + 20 °С регулятор 21, датчик 22 которого расположен около окна 8,
настраивают на поддержание температуры воздушной среды в зоне окон 8 + 18 °С и за-
мыкают автоматический выключатель 20.
При этом к электросети подключается регулятор 21 температуры, и если температура
воздуха ниже + 18 °С, то регулятор замыкает контакт 23 и к электросети подключаются
электронагревательные пластины 14, которые расположены на подоконниках окон 8.
Электронагревательные пластины 14 будут подключены к электросети до тех пор, пока
температура воздуха в зоне окон 8 не повысится до + 18 °С. Если при подключенных к
электросети электронагревательных пластинах 14 температура воздуха понизится до
+ 16 °С, то регулятор 21 замкнет контакт 24, при этом к электросети подключаются элек-
тронагревательные пластины 15 и 16. Они будут подключены к электросети до тех пор,
пока температура воздуха в зоне окна 8 не повысится до + 17 °С. С повышением темпера-
туры воздуха в зоне окна 8 регулятор 21 отключит сначала электронагревательные пла-
стины 15, 16, а затем и 14. Так как регулятор 21 поддерживает температуру воздуха в зоне
окна + 18 °С, то тем самым предотвращается выпадение конденсата на внутренних стек-
лах окон 8.
В предотопительный и послеотопительный периоды года, когда не работает система
водяного отопления, для повышения температуры в помещениях в холодные сутки замы-
кают автоматический выключатель 20 и вводят в работу систему автоматического управ-
ления работой электронагревательных пластин 14, 15, 16, при этом регулятор 21
температуры воздушной среды около окон 8 настраивают на поддержание температуры
воздушной среды + 20 °С. В этом случае система автоматического управления, работаю-

5. BY 6858 U 2010.12.30
5
щая по вышеописанному принципу, не только предотвращает образование конденсата на
внутренних стеклах окон 8, но и повышает температуру воздушной среды в жилых поме-
щениях за счет тепловой мощности электронагревательных пластин 14, 15, 16.
Таким образом, в процессе работы заявляемой системы водяного отопления жилых
помещений происходит достижение поставленной цели: расширение функциональных
возможностей системы за счет выполнения дополнительных нагревательных приборов,
расположенных перед окнами помещений, в виде электронагревательных пластин, что
позволяет использовать тепловую энергию электронагревательных пластин не только для
предотвращения образования конденсата на внутренних стеклах окон в отопительный пе-
риод, но и для повышения температуры жилых помещений в предотопительный и послео-
топительный периоды.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.