Способ работы теплового пункта



Способ работы теплового пункта
Способ работы теплового пункта

 


Владельцы патента RU 2542563:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") (RU)

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения для предотвращения образования илистых отложений на внутренних поверхностях водоподогревателей и трубопроводов. Способе работы теплового пункта, согласно которому холодная вода из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, выполненным с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода посредством частотно-регулируемого привода, поступает в водоподогреватель, в котором происходит теплообмен между холодной водой из водопровода и водой из обратного трубопровода тепловой сети, затем подогретая вода поступает в трубопровод горячего водоснабжения и далее к потребителям, согласно предлагаемому изобретению холодную воду из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, подают при помощи частотно-регулируемого привода циркуляционного насоса с пульсацией потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода. Это позволяет предотвратить образование илистых отложений на внутренних поверхностях водоподогревателя и трубопроводов, при работе теплового пункта, за счет обеспечения пульсации потока воды. 1 ил.

 

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения для предотвращения образования илистых отложений на внутренних поверхностях водоподогревателей и трубопроводов.

Аналогом является способ регулирования режима работы теплового пункта, оборудованного водо-водяным элеватором и коммерческим узлом учета тепловой энергии, включающий подачу сетевой воды в систему отопления и горячего водоснабжения путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода через побудительно-смесительный насос, при этом изменяют и регулируют соотношение расходов сетевого и подмешиваемого теплоносителей приводом насоса центробежного типа, превышают напор подмешиваемого теплоносителя над условно-постоянным напором сетевой воды в подающем трубопроводе, поддерживают при этом расчетное теплопотребление объекта, подмешиваемый теплоноситель отбирают из зоны потока в обратном трубопроводе с минимальным динамическим напором сетевой воды у стенки трубы и подают в зону максимального динамического напора сетевой воды в подающем трубопроводе в центр трубы (патент RU №2313730, МПК F24D 3/00, 27.12.2007)

Прототипом является способ работы теплового пункта, который содержит последовательно соединенные трубопровод холодной воды, циркуляционный насос, выполненный с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода посредством частотно-регулируемого привода, прибор для измерения давления, водоподогреватель, трубопровод горячей воды, а также обратный и прямой трубопроводы тепловой сети, соединенные с водоподогревателем (СП41-101-95. Своды правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловых пунктов. Дата введения 01.07.1996. Разработаны Техническим комитетом Ассоциации инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике (АВОК), Агентством по энергосбережению Правительства Москвы, Министерством России, ВНИПИэнергопромом Минтопэнерго России).

Согласно известному способу работы теплового пункта холодная вода из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, выполненным с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода посредством частотно-регулируемого привода, поступает в водоподогреватель, в котором происходит теплообмен между холодной водой из водопровода и водой из обратного трубопровода тепловой сети, затем подогретая вода поступает в трубопровод горячего водоснабжения и далее к потребителям.

Основным недостатком известных способов является то, что при работе теплового пункта не предотвращается образование илистых отложений на внутренних поверхностях водоподогревателя и трубопроводов (не обеспечивается самоочищение внутренних поверхностей трубопроводов), т.к. частотно-регулируемый привод используют для обеспечения экономии энергии, а не для создания пульсации потока воды, необходимого для обеспечения высокого градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода и повышения коэффициента трения потока воды о внутреннюю поверхность трубопровода.

Задачей изобретения является предотвращение образования при работе теплового пункта илистых отложений на внутренних поверхностях водоподогревателя и трубопроводов за счет обеспечения пульсации потока воды.

Технический результат достигается тем, что в способе работы теплового пункта, согласно которому холодная вода из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, выполненным с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода посредством частотно-регулируемого привода, поступает в водоподогреватель, в котором происходит теплообмен между холодной водой из водопровода и водой из обратного трубопровода тепловой сети, затем подогретая вода поступает в трубопровод горячего водоснабжения и далее к потребителям, согласно предлагаемому изобретению холодную воду из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, подают при помощи частотно-регулируемого привода циркуляционного насоса, с пульсацией потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода.

Пульсация потока воды с указанной частотой и амплитудой обеспечивает высокий градиент скорости течения воды в пристеночной области трубопровода и повышение коэффициента трения потока воды о внутреннюю поверхность трубопровода.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема теплового пункта.

На чертеже имеются следующие обозначения:

1 - циркуляционный насос с частотно-регулируемым приводом,

2 - прибор для измерения давления,

3 - водоподогреватель.

Тепловой пункт содержит последовательно соединенные трубопровод холодной воды, циркуляционный насос 1, выполненный с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода и обеспечения пульсации потока воды посредством частотно-регулируемого привода, прибор 2 для измерения давления, водоподогреватель 3, трубопровод горячей воды, а также обратный и прямой трубопроводы тепловой сети, соединенные с водоподогревателем 3.

Способ работы теплового пункта осуществляют следующим образом.

Холодная вода из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом 1 через прибор 2 для измерения давления, поступает в водоподогреватель 3. В водоподгревателе 3 происходит теплообмен между холодной водой из водопровода и воды из обратного трубопровода тепловой сети. Затем подогретая вода поступает в трубопровод горячего водоснабжения и далее к потребителям.

Отличием предлагаемого способа работы теплового пункта является то, что холодную воду из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, подают, при помощи частотно-регулируемого привода циркуляционного насоса, с пульсацией потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода, обеспечивающего высокий градиент скорости течения воды в пристеночной области трубопровода и повышение коэффициента трения потока воды о внутреннюю поверхность трубопровода.

Для реализации такого режима используют алгоритм векторного управления циркуляционным насосом, при котором не только формируют гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивают управление магнитным потоком ротора (моментом на валу) двигателя насоса.

Благодаря пульсации потока воды изменяются профили скоростей потока в трубопроводе, соответственно меняется и безразмерный коэффициент трения.

Формула коэффициента трения между слоями:

где η - коэффициент вязкости;

d v d r - градиент скорости;

S - площадь поверхности, к которой приложена сила.

В частности, коэффициент трения, характеризующий градиент скорости, изменяется (при обеспечении пульсации потока воды с частотой 1-2 Гц с амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода) от 0,2 при фазе замедления потока (параметр не стационарности потока жидкости z=40) до 1,5 при фазе ускорения потока (параметр не стационарности потока жидкости z=-40).

Таким образом, из-за пульсации потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода, достигается повышение градиента скорости в 7,5 раз (обеспечивается высокий градиент скорости течения воды в пристеночной области трубопровода), что приводит к отрыву отложений в пристеночной области трубопровода.

В способе-прототипе работы теплового пункта частотно регулируемый привод используют для обеспечения экономии на непроизводительных затратах энергии путем поддержания электродвигателя в режиме оптимального КПД.

В предлагаемом способе работы теплового пункта, используя то же оборудование, но при обеспечении пульсации потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода, можно обеспечить еще и самоочищение внутренних поверхностей трубопроводов.

Использование предлагаемого изобретения позволит отказаться от ежегодной очистки внутренних поверхностей нагрева водоподогревателей и трубопроводов в центральных тепловых пунктах за счет их самоочистки от илистых отложений, что позволит повысить срок межремонтного периода тепловых коммуникаций.

Предлагаемый способ работы теплового пункта позволит отказаться от установок, использующих механические, химические, термические, акустические воздействия на илистые отложения, которые требуют проведения демонтажных и монтажных работ.

Способ работы теплового пункта, согласно которому холодная вода из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, выполненным с возможностью обеспечения градиента скорости течения воды в пристеночной области трубопровода посредством частотно-регулируемого привода, поступает в водоподогреватель, в котором происходит теплообмен между холодной водой из водопровода и водой из обратного трубопровода тепловой сети, затем подогретая вода поступает в трубопровод горячего водоснабжения и далее к потребителям, отличающийся тем, что холодную воду из водопровода под давлением, создаваемым циркуляционным насосом, подают, при помощи частотно-регулируемого привода циркуляционного насоса, с пульсацией потока воды с частотой 1-2 Гц и амплитудой 0.10-0.12 от номинального расхода.



 

Похожие патенты:

Заявленное устройство относится к теплотехнике, преимущественно предназначено для автоматического регулирования температуры теплоносителя на выходе пикового теплоисточника в моменты резкого изменения температуры окружающего воздуха.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения.

Изобретения относятся к теплоэнергетике и могут быть использованы в теплообменных аппаратах. В теплообменном аппарате, содержащем корпус с горелкой, форсункой или топочной камерой, теплообменник с конвективными каналами и патрубок отвода продуктов сгорания, при этом пространство корпуса включает расположенные в технологической последовательности характерные зоны: забора воздуха, подвода воздуха к зоне горения топлива, горения топлива, нагрева теплоносителя продуктами сгорания и отвода охлажденных продуктов сгорания, зона нагрева теплоносителя продуктами сгорания выполнена с суммарной площадью конвективных каналов для прохода продуктов сгорания в теплообменнике, равной (6,0-8,6) см2/1 кВт мощности горелки, форсунки или топочной камеры, причем зона нагрева теплоносителя и зона отвода охлажденных продуктов сгорания разделены дросселирующей перегородкой с образованием коллектора с, по меньшей мере, одним отверстием, площадь которого составляет (0,9-1,3) см2/1 кВт мощности горелки, форсунки или топочной камеры, причем зона отвода продуктов сгорания выполнена сообщающейся с зоной забора воздуха посредством, по меньшей мере, одного эжекционного канала.

Изобретение относится к области теплотехники и предназначено для автономного отопления и горячего водоснабжения домов. Задачей изобретения являются повышение кпд установки, уменьшение потерь тепловой энергии путем более эффективного отбора тепла от выхлопного газа в теплоноситель системы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения городов. Способ теплоснабжения, по которому на теплоисточнике осуществляют центральное качественное регулирование суммарной тепловой нагрузки водяной системы теплоснабжения по температурному графику.

Изобретение относится к области контроля, регулирования и управления системами конвективного теплообмена и может использоваться в системе жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для регулирования расхода тепла в системах отопления зданий и сооружений. .

Изобретение относится к централизованному теплоснабжению жилых общественных и промышленных зданий. .

Изобретение относится к установке, предназначенной для систем централизованного теплоснабжения, подключенных к теплообменнику для обеспечения бытовой горячей воды.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения. В тепловом пункте, содержащем подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, подающий и обратный трубопроводы системы теплопотребления, присоединенные по независимой схеме к трубопроводам тепловой сети через теплообменник, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара, установленный в обратный трубопровод тепловой сети и импульсный нагнетатель, который по одну сторону эластичной диафрагмы гидравлически связан с обратным трубопроводом тепловой сети, а со второй ее стороны, последовательно через обратные клапаны входа и выхода, включен в подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления, дополнительно установлены второй теплообменник, третий обратный клапан, два регулятора температуры с контролирующими элементами, три гидроаккумулятора и задвижки. Первый и второй теплообменники по греющей среде входами включены параллельно в подающий трубопровод тепловой сети, а выходами подключены к самовозбуждаемому генератору гидравлического удара. По нагреваемой среде первый и второй теплообменники включены последовательно или параллельно между подающим и обратным трубопроводами системы теплопотребления. Третий обратный клапан, первый гидроаккумулятор и первый регулятор температуры, контролирующий элемент которого установлен в обратный трубопровод тепловой сети, включены последовательно в рециркуляционный трубопровод тепловой сети, соединяющий выход второго теплообменника по греющей среде и подающий трубопровод тепловой сети, в который по ходу движения греющей среды в теплообменники установлены второй регулятор температуры с контролирующим элементом в подающем трубопроводе системы теплопотребления и второй гидроаккумулятор. Третий гидроаккумулятор установлен после обратного клапана выхода импульсного нагнетателя, задвижки установлены на входах и выходах подающих и обратных трубопроводов соответственно тепловой сети и системы теплопотребления. Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении энергетической эффективности теплового пункта для независимого присоединения системы теплопотребления путем реализации и применения в нем импульсной циркуляции греющей среды и пульсирующей циркуляции нагреваемой среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплофикации и может быть использовано при постройке, ремонте и в процессе технической эксплуатации систем теплоснабжения. Многоцелевой тепловой пункт характеризуется тем, что расширительный бак выполнен герметизируемым и при этом вентилируемым, а также проточным; теплообменный аппарат установлен в сливной участок до расширительного бака, прямой ввод связан перекрываемым дважды байпасным трубопроводом с напорным участком, а обратный ввод дополнительно соединен со сливным участком, перекрываемым байпасным трактом; перекрываемый всасывающий патрубок сообщен с: расширительным баком, проточная внутренняя полость которого служит гидравлическим продолжением сливного участка, байпасным трубопроводом в промежутке между обоими точками перекрытия трубопровода, байпасным трактом в промежутке между точкой его перекрытия и сливным участком с помощью коммуникаций, врезанной одним концом между точкой перекрытия всасывающего патрубка и насосом, а вторым концом связанной со сливным участком в промежутке между точкой его перекрытия и баком; напорный патрубок соединен с: напорным участком, сливным участком, байпасным трактом в промежутке между точкой его перекрытия и обратным вводом; всасывание подпиточного средства дополнительно подключено перекрываемым ответвлением от подпиточной линии к емкости, содержащей растворы препаратов, используемых при техническом обслуживании системы теплоснабжения. Это позволяет расширить функциональные возможности теплового пункта. 1 ил.

Изобретение относится к технике теплоснабжения, а именно к централизованному теплоснабжению жилых и промышленных зданий. Абонентский ввод системы теплоснабжения здания, содержащий подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора и нагревательные приборы, характеризуется тем, что на внутренней поверхности расширяющейся части элеватора выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входа в расширяющуюся часть элеватора до его выхода, кроме того, на его выходе выполнена круговая канавка, соединенная как с криволинейными канавками, так и c устройством удаления загрязнений. Это позволяет поддерживать теплоэнергетические нормированные параметры абонентского ввода системы теплоснабжения здания при длительной эксплуатации путем устранения налипания загрязнений внутренние поверхности нагревательных приборов. 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения. Способ работы открытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающему трубопроводу теплосети через тепловой пункт направляют в трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения потребителей, температуру сетевой воды в подающем трубопроводе теплосети регулируют на ТЭЦ в зависимости от температуры наружного воздуха по графику центрального качественного регулирования без нижнего излома температурного графика, вернувшуюся от потребителей сетевую воду по обратному трубопроводу теплосети направляют на ТЭЦ, для обеспечения требуемой температуры воды, идущей на горячее водоснабжение, осуществляют смешение сетевой воды, для чего часть сетевой воды из подающего и обратного трубопроводов теплосети направляют в смеситель, догрев идущей на горячее водоснабжение сетевой воды до требуемой температуры осуществляют в теплонасосной установке, отличающийся тем, что испаритель теплового насоса включают по греющей среде в подающий и обратный трубопроводы теплосети, часть сетевой воды из обратного трубопровода теплосети направляют в смеситель через охладитель конденсата. Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности работы открытой системы теплоснабжения, увеличение продолжительности работы теплонасосной установки за счет использования потенциала теплоты сетевой воды из подающего трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах отопления и кондиционирования. Устройство (1) для измерения тепловой энергии, излучаемой радиаторами, конвекторами или подобными устройствами, в частности для пропорционального распределения стоимости отопления и/или кондиционирования, содержащее радиатор (2), соединенный, через подающий патрубок (3) и возвратный патрубок (4), соответственно с трубой (5) для подачи горячей воды, подаваемой котлом (7) к радиатору (2), и с трубой (6) для возврата воды на выходе из радиатора (2) к указанному бойлеру (7). Устройство содержит первый измеритель (8) для температуры воды, протекающей через подающий патрубок (3), и второй измеритель (9) для температуры воды, протекающей через возвратный патрубок (4), а также расходомер (10) для воды, протекающей через патрубок (2). Технический результат - упрощение монтажа и обслуживания устройств отопления и кондиционирования. 1 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения. Способ работы закрытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающему трубопроводу теплосети через тепловой пункт направляют в трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения потребителей, температуру сетевой воды в подающем трубопроводе теплосети регулируют на ТЭЦ в зависимости от температуры наружного воздуха по графику центрального качественного регулирования без нижнего излома температурного графика, вернувшуюся от потребителей сетевую воду по обратному трубопроводу теплосети направляют на ТЭЦ, идущую на горячее водоснабжение воду последовательно нагревают в поверхностном подогревателе нижней ступени сетевой водой из обратного трубопровода теплосети, затем в конденсаторе теплонасосной установки, который используют в качестве подогревателя верхней ступени, отличающийся тем, что испаритель теплонасосной установки включают по греющей среде в подающий и обратный трубопроводы теплосети, горячую воду после поверхностного подогревателя нижней ступени направляют в конденсатор теплонасосной установки через охладитель конденсата. Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение эффективности работы закрытой системы теплоснабжения, увеличение продолжительности работы теплонасосной установки за счет использования потенциала теплоты сетевой воды из подающего трубопровода. 1 ил.

Заявленное изобретение относится к области использования тепловой энергии для обогрева зданий, с индивидуальным котлом. Энергонезависимая система отопления на три этажа с использованием многослойных потоков воды для осуществления циркуляции содержит котел, установленный на первом этаже, соединенный с подающим розливом, расположенным над полом или в полу второго этажа, подающий розлив закольцовывается стояком с обратным розливом, расширительный бак, стояки и приборы отопления. Конструктивные особенности заявленной системы отопления позволяют осуществлять циркуляцию теплоносителя в отопительной системе одновременно на первом, втором и третьем этаже, кроме того, циркулируемый обьем воды в системе отопления меняется автоматически. 9 ил.

Изобретение относится к централизованному теплоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий. Технический результат по снижению энергозатрат достигается тем, что устройство для автоматизированного регулирования расхода тепла на отопление в системах теплоснабжения содержит подающий и обратный трубопроводы, перемычку, причем внутренняя поверхность перемычки, соединяющей подающий и обратный трубопроводы, покрыта наноматериалом в виде стеклоподобной пленки. 2 ил.
Наверх