Тепловой пункт г.с.рузавина для системы теплоснабжения

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Ьмитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (2Ц 4920710/29 (22) 190391 (46) 30.1093 Бюп. Иа 39-40

P5) ÐóçàâèH ГС.; Рузавин В.С.

P3) Рузавин Георгий Степанович (54) ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ Г.С. РУЗАВИНА ДЛЯ

СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (57) Сущность изобретения: один обводной трубопровод содержит регулирующий клапан и задвижку и присоединен к трубопроводу ввода хо(в) RU (11) 2002169 С1 (51) 5 F24015 00 зяйственно-питьевого водопровода после насоса и к нагреваемой пинии на входе в теплообменник второй ступени, другой с задвижкой и обратным клапаном — к выходу бака-аккумулятора и к трубопроводу горячей воды. Конденсатор первого теплового насоса установлен на линии нагреваемой воды после теплообменника первой ступени. Испаритель и конденсатор второго теплового насоса соответственно размещены на трубопроводах холодной и горячей воды. 3 ил.

2002169

Изобретение относится к тепловой и коммунальной энергетике, в частности к системам снабжения потребителей жилых, общественных и промышленных зданий горячей и холодной водой, теплотой, газом и электроэнергией, может быть испольэоваНо при централизованном теплоснабжении со смешанной тепловой нагрузхой, имеющей местные или центральные тепловые пункты /ЦТП или ИТП/ с присоединением систем горячего водоснабжения к системам. теплоснабжения, в том числе и по одноступенчатым схемам приготовления горячей воды.

Известен тепловой пункт для системы теплоснабжения, содержащий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, теплообменники горячего водоснабжения первой и второй ступеней с греющими и нагреваемыми линиями, подключенные греющими линиями к обратному и подающему трубопроводам тепловой сети, трубопроводы горячей, циркуляционной и холодной воды, первые из которых присоединены к нагреваемой линии теплообменника второй ступени, тепловые насосы, регулирующие и обратные клапаны, задвижки, бак-аккумулятор, при этом теплообменник первой ступени подключен к трубоп ро воду ввода хозя йствен но-питьево го водопровода и к трубопроводу холодной воды, бак-аккумулятор соединен с трубопроводами ввода хозяйственно-питьевого водопровода, холодной воды и с нагреваемой линией после теплообменника первой ступени, причем испаритель первого теплового насоса. расположен на греющей линии после теплообменника первой ступени.

Недостатками технического решения при одноступенчатом приготовлении горячей воды в тепловом пункте являются завышенные расходы .ресурсов, а, также энергетических и эксплуатационных затрат при энергоснабжении потребителей. Это обусловлено следующими основными факторами; сезонные колебания температуры холодной воды /например, в открытых источниках в отопительном сезоне температура холодной воды равна 0,5-1,5 С, а летом — 16-25 С/ приводит к сезонным колебаниям расходов горячей и холодной воды /на 20 35%, теплоты и теплоносителя из подающих теплопроводов /на 20-35%/, электроэнергии и газа на подогрев холодной воды. В связи:с понижением.температуры холодной воды, в отопительном сезоне возрастают расходы горячей воды, теплоты и теплоносителя, газа ив газопроводов, электроэнергии из электросетей, что приводит к увеличению металлбемкости систем, расхода топлива и других ресурсов. а также к росту эксплуатационных затрат. Снижение температуры холодной воды в отопительном сезоне вызывает образование конденсата на поверхности распределительных трубопроводов холодной воды, что приводит. к их коррозии и преждевременному выходу из строя, а также ухудшает санитарно-гигиенические условия а местах

"0 прокладки трубопроводов. Чтобы устранить конденсат, СНиП рекомендует наносить тепловую изоляцию на трубопроводы холодной воды, что удорожает системы. На диапазоне "срезки" температурного графи"5 ка в тепловой сети имеют место потери теплоты до 10 — 15; на "перетопы" зданий.

Устранение теплопотерь на "перетопы" осуществляется обычно за счет усложнения и удорожания теплового пункта из-за смеси20 тельных устройств с электронными приборами автоматического регулирования.

Кроме того, велики поверхности нагрева теплообменников и емкость баков-аккумуляторов.

Целью изобретения является снижение расхода ресурсов, энергетическйх и эксплуатационных затрат йри энергоснабжении потребителей йутем исключения сезонйых колебаййй температуры потребляемой: холодной воды, снижения теплопотерь на "перетопы" зданий..поверхности нагрева теплообменников и емкости баков- аккумуляторов.

Поставленная цель достигается тем. что

35 тепловой пункт для системы теплоснабжения, содержащий подающий и обратнйй трубопроводы тепловой сети теплообмейники горячего водоснабжения первой и второй ступеней с греющими и нагреваемйми

"0 линиями, подключенные греющими линиями к обратному и подающему.трубоправодам тепловой сети, трубопроводы горячей, циркуляционной и холодной воды, первые из которых присоединены к нагреваемой линии теплообменника второй ступени, тепловые насосы, регулирующие и обратные клапаны, задвижки, бак-аккумулятор, при этом теплообменник первой ступени подключен к трубопроводу ввода хозяйственнопитьевого водопровода и к трубопроводу холодной воды, бак- аккумулятор соединен с трубопроводами ввода хозяйственно-питьевого водопровода, холодйой водй и с нагреваемой линией после теплообменника перв о и ступени, причем ис пар итель первого теплового насоса расположен на греющей линии после теплообменника первой ступени, дополнительно содержит два обводных трубопровода, один иэ которых включает регулирующий клапан и задвижку

2002169 и присоединен к трубопроводу ввода хозяйственно-питьевого водопровода после насоса и к нагреваемой линии на входе в теплообменнике второй ступени, а другой— с задвижкой и обратным клапаном — к выходу бака-аккумулятора и к трубопроводу горячей воды, причем конденсатор первого теплового, насоса установлен на линии нагреваемой воды после теплообменника первой ступени, а испаритель и конденсатор второго теплового насоса соответственно размещены на.трубопроводах холодной и горячей воды.

На фиг. 1 представлена основная схема теплового пункта; на фиг. 2 и 3 — та же, примеры исполнения.

Тепловой пункт содержит подающий 1 и обратный 2 трубопроводы тепловой сети, теплообменники соответственно первой 3 ступени, второй 4 ступени /присоединенный, например, при предвключенной или параллельной схеме/ с греющими и нагреваемыми линиями, трубопроводы горячей

5, циркуляционной б и холодной 7 воды. тепловые насосы 8 соответственно с испарителем 9 и конденсатором 10 и 11 с испарителем 12 и конденсатором 13, регулирующий клапан 14 с датчиком температуры 15, обратные клапаны 16-19, трубопровод 20 нагреваемой линии после теплообменника первой ступени, задвижки

21-24; бак-аккумулятор 25, трубопровод 26 ввода хозяйственно-питьевого водопровода, обводные трубопроводы 27, 28 и зарядочно-циркуляционный насос 29, Схема теплового пункта (см, фиг, 2) для систем горячего водоснабжения с открытым водоразбором содержит дополнительно на трубопроводе 20 смеситель 30 воды, который со стороны входа присоединен перемычкой 3 1 к обратному 2 трубопроводу тепловой сети, а со стороны выхода — к входу теплообменника второй ступени 4.

Схема теплового пункта (см. фиг, 3) при регулировании температуры холодной воды с помощью автоматического терморегулятора содержит обводной трубопровод 32 с обратным клапаном у бака-аккумулятора и регулирующий клапан 33 с датчиком 35 температуры воды на трубопроводе холодной воды.

Тепловой пункт работает при включенных тепловых насосах 8 и 11. При этом, если теплообменник 4 присоединен по параллельной схеме. то на диапазоне "срезки" температурного графика в тепловой сети задвижка 23 закрыта, а задвижка 24 открыта, При открытом водоразборе задвижка 23 закрыта, а задвижка 24 открыта на всем диапазоне изменения наружнь:х температур, 20 емой испарителем 12 иэ холодной воды трубопровода 7. При этом вода в трубопроводе

t >"=-12-18 С

35

5

При суммарном водоразборе горячей и холодной воды не превышающем среднечасового, холодная вода из трубопровода 26 ввода хозяйственно-питьевого водопровода с температурой 1х=0,5-1,5 С поступает в теплообменник 3 первой ступени, нагревается в нем до температуры 1, =30-35 С теплотой обратного трубопровода 2 тепловой сети и далее проходит через конденсатор 10 теплового насоса 8, нагреваясь дополнительно в нем теплотой, поступающей из испарителя 9. Из конденсатора 10 ввода поступает в трубопровод 7 и по трубопроводу 20 — в теплообменник 4 второй, ступени, а при минимальных водоразборах — еще и в бак-аккумулятор 25 на его зарядку. Горячая вода из теплообменника 4 догревается в конденсаторе 13 теплового насоса 11 до расчетной температуры t теплотой, отбира7 охлаждается испарителем 12 до температуры tx">tp и затем разбирается потребителями (tp — температура точки росы окружающего трубопровод 7 воздуха). Для применяющихся условий прокладок обычно

Работа тепловых насосов 8 и 11 дает воэможность снизить поверхность нагрева теплообменников 3 и 4 и емкость бака-аккумулятора 25 и, кроме того. поддерживать температуру воды в трубопроводе 7 равной т» . Поддержание температуры холодной воды постоянной на уровне Ь" позволяет исключать сезонные колебания температуры потребляемой холодной воды, исключать конденсат на поверхности распределительных трубопроводов 7 холодной воды /и необходимость их тепловой изоляции/, на

20 — 35% снижать удельные расходы горячей воды, теплоты и теплоносителя из подающего трубопровода тепловой сети; снижать на нагрев холодной воды расходы газа газовыми плитами и электроэнергии электроплитами у потребителей, системы водоснабжения которых присоединены к распределительным трубопроводам 7. Это приводит к увеличению пропускной способности теплопроводов, газопроводов, электрических сетей, водопроводов, к снижению расходов металла и других ресурсов, к снижению эксплуатационных затрат по системам энергоснабжения, На диапазоне "срезки" температурного графика открываются задвижки 21 и 22 на обводных трубопрсводах 27 и 28, которые служат для перепуска нагреваемой воды с целью регулирования температуры теплоносителя на выходе из теплообменника 4 по графику качественного регулирования. Бла2002169

50 годаря тому исключаются потери теплоты на "перетопы". При этом регулирующий клапан 21 по импульсу от датчика 15, установленного на трубопроводе 1 после теплообменника 4, регулирует расход воды из трубопровода 26 на вход в теплообменник 4. Степень открытия клапана 21 увеличивается по мере повышения температуры наружного воздуха. На этом диапазоне зарядка бака-аккумулятора 25 осуществляется по двум кольцам: а/ насос 29 теплообмен ник 3 — конденсатор 10 теплового насоса 8 — бак-аккумулятор 25 и б/ насос

29 — обводной трубопровод 27 — теплообменник 4 — обводной трубопровод 28 — бакаккумулятор 25. Дополнительное снижение емкости бака-аккумулятора может быть получено, если в Схеме фиг. 1 обводной трубопровод 28 присоединяется к трубопроводу 5 походу горячей воды после конденсатора 13 теплового насоса 11.

Охлажденный в тепловом пункте теплоноситель по обратному трубопроводу 2 тепловой сети, поступает на ТЭЦ, где нагревается последовательно: в трубном пучке конденсатора паровой турбины, в сетевых подогревателях нижнего и верхнего теплофикационных отборов пара, в пиковом подогревателе /или котельной/ и по трубопроводу 1 подается в район теплоснабжения. При этом, за счет снижения температуры теплоносителя обратного трубопровода, дополнительно утилизируется сбросная теплота охлаждения конденсатора паровой турбины, экономится топливо, увеличивается теплофикационная выработка электроэнергия на ТЭЦ, снижаются затраты в теплоприготовительную установку

ТЗЦ, снижается загрязнение окружающей

@ффды тепловыми отходами и другими продуктами сгорания топлива, снижаются затраты на системы охлаждения конденсаторов турбин, а также на мероприятия по охране окружающей среды, 8 системах с открытым водоразбором работа теплового пункта аналогична приведенной выше. Но при этом нагретая вода из конденсатора 11 теплового насоса 9 поступает в смеситель 30, установленный на лиФормула изобретения

Тепловой пункт для системы теплоснабжения, содержащий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, теплообменник горячего водоснабжения первой и второй ступеней с греющей и нагреваемыми линиями, подключенные греющими линиями соответственно к .обратному и подающему трубопроводам

45 нии 20. На вход смесителя 30 по перемычке

31 подается также теплоноситель из обратного 2 трубопровода тепловой сети, а затем смешанная вода поступает в теплообменник 4.. При регулировании температуры холодной воды в трубопроводе 7 автоматически регулирующим клапаном тепловой пункт работает также аналогично рассмотренной основной схеме. Однако при этом холодная вода в трубопровод 7 поступает по обводному трубопроводу 31 с обратным клапаном

32, а количество воды, идущей из конденсатора 11 теплового насоса 9, регулируется автоматическим клапаном 33 по датчику 34 температуры воды.

Использование изобретения позволяет исключать сезонные колебания температуры потребляемой холодной воды: исключать сезонные колебания расходов горячей и холодной воды. теплоты и теплоносителя из подающих теплопроводов, электроэнергии и газа на подогрев холодной воды; снижать удельные расходы горячей воды, теплоты и теплоносителя, газа и электроэнергии; снижать расход топлива; увеличивать пропускную способность теплопроводов, газопроводов, электросетей и водопроводов; увеличивать тепловую нагрузку теплофикационных турбин и теплофикационную выработку электроэнергии на ТЭЦ; исключать конденсат на поверхности распределительных трубопроводов холодной воды и необходимость их тепловой изоляции; снижать расходы металла и других ресурсов в системы горячего водоснабжения, теплоснабжения, газоснабжения и электроснабжения; а также затраты на теплоприготовительные установки, на источники энергоснабжения потребителей и на системы охлаждения конденсаторов турбин ТЭЦ; уменьшать загрязнение окружающей среды отходами сгорания топлива и затраты на мероприятия по охране окружающей среды. (5б) Авторское свидетельство СССР

N 1606818, кл. F 24 D 19/ОО, 1988. тепловой сети, трубопроводы горячей, циркуляционной и холодной воды, первые из которых присоединены к нагреваемой линии теплообменника второй ступени, тепловые насосы, регулирующие и обратные клапаны,. задвижки, бак-аккумулятор, при этом теплообменник первой ступени подключен.к трубопроводу ввода хозяйственно-питьевого Водопровода, 10

2002169 ба. 7 бак-аккумулятор соединен с трубопроводами ввода хозяйственно-питьевого водопровода холодной воды и с нагреваемой линией после теплообменника первой ступени, причем испаритель первого теплового насоса расположен на греющей линии после теплообменника первой ступени, отличающийся тем, что дополнительно содержит два обводных трубопровода, один из которых включает регулирующий клапан и задвижку и присоединен к трубопроводу ввода хозяйственно-питьевого водопровода после насоса и к нагреваемой линии на входе в теплообменник второй ступени; а другой, с задвижкой и обратным клапаном, - к выходу бака-аккумулятора и к

5 трубопроводу горячей воды, причем конденсатор первого теплового насоса установлен на линйи нагреваемой воды после теплообменника первой ступени, а испэритель и конденсатор второго теплового на"0 соса соответственно размещены на трубопроводах холодной и горячей воды.

2002169

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор А.Бер

Заказ 3167

Составитель Г.Рузавин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М.Керецман

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5