Система оборотного водоснабжения

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Система оборотного водоснабжения, содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну-смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены загзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, причем перегородки диффузоров и конфузоров выполнены из биметалла, при этом внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров, при этом теплообменники снабжены термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с двумя проходными каналами для горячей и охлажденной воды и комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены внутри проходного канала для горячей воды, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для охлажденной воды, причем вход проходного канала для горячей воды соединен через трехходовой клапан с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, а его выход соединен с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, кроме того, вход проходного канала для охлажденной воды соединен с прямой напорной магистралью перед регулятором давления, а его выход соединен через трехходовой клапан с бассейном-смесителем. Наружная поверхность каждого из теплообменников покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков продольно вытянутых от прямой магистрали перед теплообменниками до обратной магистрали после теплообменников. Техническим результатом изобретения является поддержание нормированных энергозатрат на работу системы оборотного водоснабжения в изменяющихся температурных условиях окружающей среды помещения, где размещены теплообменники, путем устранения тепловых потерь от охлажденной воды с обеспечением заданного режима теплообмена за счет покрытия наружной поверхности теплообменников тонковолокнистым базальтовым материалом. 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий.

Известна система оборотного водоснабжения (см. патент РФ №2425314, МПК F28С 1/108, 2011. Бюл. №21), содержащая теплообменники, подключаемые к прямой магистрали соединительными трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, при этом перегородки дуффузоров и конфузоров выполнены из биометалла, причем внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров.

Недостатком является энергоемкость, обусловленная необходимостью использования дополнительной электроэнергии для питания систем автоматизированного контроля температуры воды в прямой магистрали и регулятора скорости вращения с электронной схемой управления.

Известна система оборотного водоснабжения (см. патент РФ №2482409, МПК F28С 1/00, опубл. 20.05.2013, 2011. Бюл. №14) содержащая теплообменники, подключаемые к прямой магистрали соединительными трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, при этом перегородки дуффузоров и конфузоров выполнены из биометалла, причем внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров, при этом теплообменники снабжены термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с двумя проходными каналами для горячей и охлажденной воды и комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены внутри проходного канала для горячей воды, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для охлажденной воды; причем вход походного канала для горячей воды соединен через трехходовой клапан с обратной магистралью перед бассейном-теплообменником, а его выход соединен с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, кроме того, вход проходного канала для охлажденной воды соединен с прямой напорной магистралью перед регулятором давления, а его выход соединен через трехходовой клапан с бассейном-смесителем.

Недостатком являются энергозатраты, связанные с необходимостью дополнительной подачи охлажденной воды на теплообменники, находящиеся в помещении с температурой, превышающей температуру охлажденной воды, для устранения как тепловых потерь в окружающую среду, так и поддержания нормированного теплообменного процесса между горячей и охлажденной водой в теплообменнике.

Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание нормированных энергозатрат на работу системы оборотного водоснабжения в изменяющихся температурных условиях окружающей среды помещения, где размещены теплообменники, путем устранения тепловых потерь от охлажденной воды с обеспечением заданного режима теплообмена за счет покрытия наружной поверхности теплообменников тонковолокнистым базальтовым материалом.

Технический результат достигается тем, что система оборотного водоснабжения, содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну-смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключена к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, причем перегородки диффузоров и конфузоров выполнены из биметалла, при этом внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров, при этом теплообменники снабжены термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с двумя проходными каналами для горячей и охлажденной воды и комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены внутри проходного канала для горячей воды, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для охлажденной воды, причем вход проходного канала для горячей воды соединен через трехходовой клапан с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, а его выход соединен с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, кроме того, вход проходного канала для охлажденной воды соединен с прямой напорной магистралью перед регулятором давления, а его выход соединен через трехходовой клапан с бассейном-смесителем, при этом наружная поверхность каждого из теплообменников покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков продольно вытянутых от прямой магистрали перед теплообменниками до обратной магистрали после теплообменников.

На фиг.1 схематически изображена система оборотного водоснабжения, а на фиг. 2 - общий вид корпуса охладителя с диффузорами и конфузорами из биометалла.

Система оборотного водоснабжения состоит из теплообменников 1, подключенных к прямой напорной 2 и обратной 3 магистралями к водосборному бассейну-смесителю 4 с охладителем 5, над которым установлен ороситель 6. Прямая магистраль 2 с датчиком температуры 7 через задвижку 8, регулятор расхода 9 соединительным трубопроводом 10 с установленным эжектором 11 соединена с оросителем 6. Камера смешивания 12 эжектора 11 всасывающим трубопроводом 13 через регулятор 14 соединена с обратной магистралью воды 3, на которой перед бассейном-смесителем 4 установлен регулятор давления 15. На прямой магистрали 2 установлен насос 16 и охладитель 5 при максимальной его подаче на теплообменники 1 обеспечивает оптимальную всасывающую способность эжектора 11, которая регулируется регулятором давления 17. Вдоль сопловой части 18 от меньшего сечения к большему выполнены канавки 19, соединенные в большем сечении сопловой части 18 эжектора 11 с кольцевой канавкой 20, которая подключена к сборнику загрязнений 21 в своей нижней части.

Охладитель 5 включает корпус, боковые стенки 22 которого и установленные в нем секционные перегородки 23 выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции 24 диффузоры 25 и конфузоры 26, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Перегородки 23 каждой секции 24 диффузоров 25 и конфузоров 26 выполнены из биометалла, при этом внутренняя поверхность диффузоров 25 выполнена из материала 27 с коэффициентом теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала 28 внутренней поверхности конфузоров 26.

Регулятор расхода 9 снабжен задвижкой 8 с приводом 29 регулятора скорости 30 в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой напорной 2 магистрали воды установлен датчик температуры 7, подключенный к регулятору температуры 31, который содержит блок сравнения 32 и блок задания 33, причем блок сравнения 32 соединен с входом электронного усилителя 34, оборудованного блоком нелинейной обратной связи 35, кроме того, выход электронного усилителя 34 соединен с входом магнитного усилителя 36 с выпрямителем, который подключен к регулятору скорости 30 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 29 задвижки 8.

Теплообменники 1 снабжены термоэлектрическим генератором 37, выполненным в виде корпуса 38 с проходным каналом для горячей воды 39 и с проходным каналом 40 для охлажденной воды и комплектом дифференциальных термопар 41. «Горячие» концы 42 комплекта дифференциальных термопар 41 расположены внутри проходного канала для горячей воды 39, а их «холодные» концы 43 расположены внутри проходного канала 40 для охлажденной воды. Вход 44 проходного канала для горячей воды 39 через трехходовой клапан 45 соединен с обратной магистралью 3 перед регулятором давления 15 бассейна-смесителя 4. Вход 47 проходного канала 40 для охлажденной воды соединен с прямой магистралью 2 перед регулятором давления 17, а его выход 48 соединен через трехходовой клапан 49 с бассейном-смесителем 4. Наружная поверхность 50 каждого из теплообменников 1 покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом 51, выполненным в виде витых пучков 52, продольно вытянутых от прямой напорной магистрали 2 перед теплообменниками 1 до обратной магистрали 3 после теплообменников 1.

Система оборотного водоснабжения работает следующим образом. Температура внутри помещения, где размещены теплообменники 1 находится в пределах 16-22°С (см., например, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» Строительная теплофизика. М.: ЦНТП Госстрой РФ, 1996, 36 с.), что значительно ниже температуры охлажденной воды, поступающей с прямой напорной магистрали 2 в теплообменники 1. В результате тепловой поток от охлажденной воды поступает к воздуху внутри помещения через наружную поверхность 50 теплообменников 1 и тем самым снижает эффективность теплообмена в процессе охлаждения горячей воды, находящейся в теплообменнике.

При покрытии наружной поверхности 50 теплообменников 1 тонковолокнистым базальтовым материалом 51 устраняется передача теплоты к внутреннему воздуху окружающей теплообменники среды в связи с тем, что тонковолокнистый базальтовый материал 51 является теплоизоляцией. А выполнение тонковолокнистого базальтового материала 51 в виде витых пучков 52, продольно вытянутых от прямой магистрали 2 перед теплообменником 1 до обратной магистрали 3 после теплообменников 1, приводит к тому, что по мере перемещения охлажденной воды по высоте теплообменника наблюдается аккумулирование ее теплоты, что обеспечивает оптимальный режим теплообмена с горячей водой при нормированных энергозатратах на перекачивание насосом 16.

В процессе эксплуатации системы оборотного водоснабжения часть горячей воды через трехходовой клапан 45 поступает в проходной канал 39 для горячей воды через его вход 44, где контактирует с «горячими» концами 42 комплекта дифференциальных термопар 41, и далее через выход 46 направляется к бассейну-смесителю 4 перед регулятором 15 обратной магистрали 3. Одновременно часть охлажденной воды из прямой напорной магистрали 2 после насоса 16 с повышенным напором через вход 47 поступает в проходной канал 40 для охлажденной воды, где контактирует с «холодными» концами 43 комплекта дифференциальных термопар 41 и через выход 48 направляется в бассейн-ороситель 4.

Известно, что температура после теплообменников 1 достигает 90°С более в зависимости от технологической схемы оборотного водоснабжения, а охлажденная вода имеет температуру выше 30°С (см., например, Кургавин В.М. Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах. М.: Машиностроение, 1985, 80 с.). В результате возникающая разность температур теплоносителей, контактирующих с «горячими» концами 42 и с «холодными» концами 43 комплекта дифференциальных термопар 41 соответственно в проходном канале 39 для горячей воды и в проходном канале 40 для охлажденной воды корпуса 38 термоэлектрического генератора 37, при выполнении элементов комплекта дифференциальных термопар 41, например, из хромель-копеля позволяет получать термо-ЭДС до 6,96 мВ (см., например, Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1980, 560 с.), что вполне хватает для питания схем электронного автоматизированного управления системы оборотного водоснабжения, т.е. отпадает необходимость использования дополнительной электрической энергии от постороннего источника, а это в конечном итоге снижает энергоемкость всей системы оборотного водоснабжения.

Оборотная вода после теплообменников 1 поступает по обратной магистрали 3 в водосборный бассейн-смеситель 4, в котором находится ранее охлажденная в охладителе 5 вода. Если температура атмосферного воздуха ниже расчетной, то в водосборном бассейне-смесителе 4 вода, подаваемая в теплообменники 1, имеет температуру ниже, чем это необходимо. В это время задвижка 8 закрыта и вода в ороситель 6 не подается. Горячая вода из обратной магистрали 3 перемешивается с холодной водой в водосборном бассейне-смесителе 4 и повышает его температуру.

При возрастании температуры атмосферного воздуха до значений, когда не обеспечивается охлаждение оборотной воды в водосборном бассейне смесителе 4 до значений температуры охлажденной воды, что регистрируется датчиком температуры 7. При этом сигнал блока задания 33 регулятора температуры 31 превышает сигнал датчика температуры 7 и на выходе блока сравнения 32 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход. Туда же поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 35, который вычитается из сигнала блока сравнения 32.

За счет этого в электронном усилителе 34 компенсируется нелинейность характеристики привода 29 задвижки 8. Сигнал с выхода электронного усилителя 34 поступает на вход магнитного усилителя 36, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости 30 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 29 задвижки 8.

Положительная полярность сигнала электромагнитного усилителя 34 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 36, тем самым увеличивая передаваемый на регулятор скорости 30 момент от привода 29, чем достигается открытие задвижки 8 на некоторую величину, обеспечивающую частичную подачу воды из прямой напорной магистрали 2 в регулятор расхода 9, и охлажденная вода, смешанная в эжекторе 11 с горячей водой, из обратной магистрали 3 подается по соединительному трубопроводу 10 на ороситель 6 и далее на охладитель 5 для более глубокого охлаждения.

Форсунки оросителя 6 в охладителе 5 расположены таким образом, что каждая форсунка подает воду только в одну из секций 24. В результате обеспечивается равномерная эпюра скоростей водяного потока в поперечном сечении корпуса охладителя 5, поддерживаемая за счет «живого» сечения выходных отверстий форсунок оросителя 6. Распыляемый поток воды с оптимальной эпюрой скоростей, обеспечивающей рациональный контакт воды с зигзагообразными перегородками 23, поступает в секции 24 и, проходя последовательно участки диффузоров 25 и конфузоров 26, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению теплообмена, а также к распределению в секциях 24 давления движущегося потока воды. Это выравнивает гидравлическое сопротивление воды в секциях 24 и приводит к равномерному смыванию водой всего объема охладителя 5 даже при незначительном перепаде температур между атмосферным воздухом и охлаждаемой водой.

Увеличение скорости охлаждаемой воды в диффузорах 25 за счет уменьшения проходного сечения по мере движения потока приводит к возрастанию теплоты трения пограничного слоя о внутреннюю поверхность диффузоров 25, выполненных из материала 27, что приводит к увеличению температурного градиента (см., например, Лариков Н.Н. Теплотехника. - М.: Строительство, 1975, 369 с.). Последующий переход движущегося потока охлаждаемой воды по конфузорам 26 секций 24 приводит к уменьшению его скорости и соответственно теплоты трения о внутреннюю поверхность диффузоров 25, выполненных из материала 28, что приводит к уменьшению его скорости и соответственно теплоты трения о внутреннюю поверхность конфузоров 26, выполненных из материала 28, что приводит к резкому уменьшению температурного градиента. В результате в секциях 24 на внутренних поверхностях диффузоров 25 и конфузоров 26, выполненных соответственно из материалов 27 и 28, имеющих коэффициенты теплопроводности, в 2,0-2,5 раза отличающиеся друг от друга (например, при выполнении перегородки 24 из биометалла с материалом 27 из алюминия с коэффициентом теплопроводности λ = 204 В т м × С 0 и материалом 28 из латуни с коэффициентом теплопроводности λ = 85 В т м × С 0 стр.312, Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1975, 469 с., ил.), наблюдаются термовибрации, которые постоянно стряхивают твердые частицы с поверхностей перегородок 23 секций 24, не допуская их налипания (см., например, Дмитриев В.П. Биометаллы. - Пермь: Наука, 1991 - 487 с., ил.). Все это приводит к поддержанию постоянства теплообмена в секциях 24 при длительной эксплуатации охладителя 5.

Известно, что вода, имеющая повышенную температуру, интенсифицирует процесс образования окалины и ржавчины, то есть загрязнений сопутствующих систем оборотного водоснабжения. В результате наблюдается увеличение гидравлического сопротивления трубопроводов, возрастает частота закупорки (засорения) насадок оросителя 6 и, как следствие этого, эффективность работы системы оборотного водоснабжения и возрастают энергозатраты на насосную установку. Поэтому горячая вода с загрязнениями (окалина, ржавчина и т.д.), перемешанная в камере смешивания 12, поступает в сопловую часть 18 эжектора 11 и, перемещаясь по винтообразным канавкам 19, закручивается. Твердые частицы сталкиваются в канавках 19, перемещаются в кольцевую канавку 20 и далее в сборник загрязнений 21, откуда удаляются вручную или автоматически (не показано).

Очищенный от загрязнений поток воды поступает в ороситель 6 и далее в охладитель 5 для более глубокого охлаждения. Оптимальная всасывающая способность эжектора 11 поддерживается регулятором давления 15. Очищенная в эжекторе 11 и охлажденная в охладителе 5 вода смешивается в водосборном бассейне-смесителе 4 с горячей водой, поступающей из теплообменников 1. В процессе смешивания постепенно понижается температура воды до расчетного минимального значения, что регистрируется датчиком температуры 7. При этом сигнал датчика температуры 7 превышает сигнал блока задания 33 регулятора температуры 31 и на выходе блока сравнения 32 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 34. Туда же поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 35, который вычитается из сигнала блока сравнения 32. Сигнал с выхода электронного усилителя 34 поступает на вход магнитного усилителя 36, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости 30 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 29 задвижки 8.

Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 34 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 36, тем самым уменьшая передаваемый регулятором скорости 30 момент от привода 29, чем достигается закрытие задвижки 8 на некоторую величину, обеспечивающую частичное снижение (при необходимости и полное перекрытие) подачи воды из прямой напорной магистрали 2 в регулятор расхода 9 и далее по описанному циклу.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что поддержание эффективного процесса теплообмена между охлажденной и горячей водой в теплообменниках при изменяющихся температурных условиях окружающей среды достигается за счет как устранения тепловых потерь к внутреннему воздуху помещения, где расположены теплообменники, путем покрытия их наружной поверхности тонковолокнистым базальтовым материалом, являющимся теплоизолирующим веществом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых от прямой напорной к обратной магистралям, так и обеспечением заданного температурного режима посредством аккумулирования при перемещении охлажденной воды тепловой энергии.



Система оборотного водоснабжения, содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну-смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены загзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, причем перегородки диффузоров и конфузоров выполнены из биметалла, при этом внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров, при этом теплообменники снабжены термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с двумя проходными каналами для горячей и охлажденной воды и комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены внутри проходного канала для горячей воды, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для охлажденной воды, причем вход проходного канала для горячей воды соединен через трехходовой клапан с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, а его выход соединен с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, кроме того, вход проходного канала для охлажденной воды соединен с прямой напорной магистралью перед регулятором давления, а его выход соединен через трехходовой клапан с бассейном-смесителем, отличающаяся тем, что наружная поверхность каждого из теплообменников покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых от прямой магистрали перед теплообменниками до обратной магистрали после теплообменников.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики. Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости за счет поддержания стационарности тепломассообмена в условиях различных температурных воздействий окружающей среды на наружную поверхность вытяжной башни путем обеспечения постоянства микроклимата в ее внутреннем объеме.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к башенным градирням для охлаждения оборотной воды промышленных предприятий. Градирня содержит башню в виде усеченной пирамиды или гиперболоида вращений.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к градирням систем оборотного водоснабжения электростанций и промышленных предприятий. Башенная градирня содержит башню с установленными в ней водораспределительной системой, водоуловителем и оросителем, причем в башне в нижней ее части выполнены воздуховпускные окна и бассейн, а в воздуховпускных окнах установлены на вертикальных осях поворотные заслонки, причем площадь каждой заслонки разделена вертикальной осью на две неравные части, водораспределительная система образована идентичными, плоскими, рядом расположенными водоразбрызгивающими секциями, установленными под водоуловителем и над оросителем, при этом водоразбрызгивающие секции подключены к водоподводящим стоякам, водораспределительная система образована двумя водоразбрызгивающими секциями, каждая из которых подключена к своему расположенному под оросителем над бассейном водоподводящему трубопроводу посредством водоподводящих стояков, каждый из которых на выходе подключен к своему горизонтальному водораспределительному трубопроводу в средней его части, причем последние установлены параллельно друг другу и сообщены с системой параллельных водораздающих трубопроводов, на которых установлены водоразбрызгивающие сопла, равномерно распределенные вдоль водораздающих трубопроводов, диаметр проходного сечения водораспределительных трубопроводов ступенчато уменьшается в направлении от места подключения к водоподводящему стояку, при этом водоразбрызгивающие секции расположены симметрично относительно вертикальной оси градирни, каждая секция снабжена одним водоподводящим стояком, стояки секций расположены параллельно друг другу вдоль вертикальной оси градирни, водораспределительные трубопроводы расположены вдоль диаметра вписанной окружности поперечного сечения градирни, к водораспределительным трубопроводам подключены параллельные друг другу водоотводящие трубопроводы, посредством которых водораспределительные трубопроводы сообщены с водораздающими трубопроводами, водоотводящие трубопроводы выполнены ступенчато сужающимися в направлении от водораздающего трубопровода к стенке градирни и расположены перпендикулярно водораспределительным трубопроводам, концевые участки водоотводящих трубопроводов каждой секции сообщены между собой периферийными трубопроводами, расположенными вдоль вписанной окружности поперечного сечения градирни, а водоразбрызгивающие сопла смежных водораздающих трубопроводов расположены в шахматном порядке относительно друг друга.

Изобретение может быть использовано в градирнях промышленных предприятий и электростанций. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в замкнутом рециркуляционном цикле градирни, образованном градирней 1, устройством воздухоподготовки 2, паро-газовоздуховодами 3 и трубопроводами конденсата 4, устанавливают емкостный аккумулятор-регулятор 5 водного конденсата, при этом аккумулятор-регулятор 5 водного конденсата одновременно является регулятором поддержания требуемого объема воды в градирне и системе технического водоснабжения и первичным накопителем теплоты конденсации, при этом устанавливают фазовый аккумулятор-регулятор 6 теплоты с теплоемким веществом, при этом конденсация паро-газовоздушной смеси происходит в устройстве воздухоподготовки на охлаждающей поверхности теплообмена с температурой, равной или меньшей точки росы, при этом поверхность теплообмена формируется одним или несколькими последовательными способами: теплообменными трубами, по которым циркулирует рабочая технологическая жидкость с температурой, равной или ниже точки росы, работой холодильной установки, введения в паро-газовоздушную смесь холодных жидких или твердых частиц, сжатием паро-газовоздушной смеси, при этом поверхность теплообмена формируется одним или несколькими последовательными способами: теплообменными трубами, по которым циркулирует рабочая технологическая жидкость с температурой, равной или ниже точки росы, работой холодильной установки, введения в паро-газовоздушную смесь холодных жидких или твердых частиц, сжатием паро-газовоздушной смеси, чтобы при достигнутых значениях температуры и давления конденсированная фаза была термодинамически более устойчива, чем газообразная, при этом теплота конденсации из рециркуляционного цикла собирается в аккумуляторе-регуляторе теплоты, из которого тепловым насосом 7 подается потребителю теплоты по назначению 8, при этом в замкнутом рециркуляционном цикле рециркуляция паро-газовоздушной смеси и очищенного от влаги и охлажденного воздуха производится за счет возрастающей разницы давлений насыщенного пара и не насыщенного пара в очищенном от влаги и охлажденном воздухе и принудительной подачей воздуха отсасывающим или нагнетательным вентилятором 9, при этом происходит охлаждение воды ниже значений температуры мокрого термометра атмосферного воздуха и снижается зависимость работы градирни от стороннего источника воды, от состояния атмосферного воздуха, достигается высокая концентрация аккумулирования теплоты, при этом избыточный объем воздуха удаляется через регулирующий клапан 10 и восполняется через входящий клапан.
Изобретение может быть использовано в градирнях промышленных предприятий и электростанций. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в замкнутом рециркуляционном цикле градирни, образованном градирней 1, устройством воздухоподготовки 2, паровоздуховодами 3 и трубопроводами конденсата 4, устанавливают емкостной аккумулятор-регулятор водного конденсата 5, при этом аккумулятор-регулятор водного конденсата одновременно является регулятором поддержания требуемого объема воды в градирне и системе технического водоснабжения и первичным накопителем теплоты конденсации, при этом устанавливают фазовый аккумулятор-регулятор теплоты с теплоемким веществом 6, при этом конденсация паровоздушной смеси происходит в устройстве воздухоподготовки на охлаждающей поверхности теплообмена с температурой, равной или меньшей точки росы, при этом поверхность теплообмена формируется одним или несколькими последовательными способами: теплообменным трубами, по которым циркулирует рабочая технологическая жидкость с температурой, равной или ниже точки росы, работой холодильной установки, введением в паровоздушную смесь холодных жидких или твердых частиц, сжатием паровоздушной смеси, при этом поверхность теплообмена формируется одним или несколькими последовательными способами: теплообменным трубами, по которым циркулирует рабочая технологическая жидкость с температурой, равной или ниже точки росы, работой холодильной установки, введением в паровоздушную смесь холодных жидких или твердых частиц, сжатием паровоздушной смеси, чтобы при достигнутых значениях температуры и давления конденсированная фаза была термодинамически более устойчива, чем газообразная, при этом теплота конденсации из рециркуляционного цикла собирается в аккумуляторе-регуляторе теплоты, из которого тепловым насосом 7 подается потребителю теплоты по назначению 8, при этом в замкнутом рециркуляционном цикле рециркуляция паро-воздушной смеси и очищенного от влаги и охлажденного воздуха производится за счет возрастающей разницы давлений насыщенного пара и ненасыщенного пара в очищенном от влаги и охлажденном воздухе и принудительной подачей воздуха отсасывающим или нагнетательным вентилятором 9, при этом происходит охлаждение воды ниже значений температуры мокрого термометра атмосферного воздуха и снижается зависимость работы градирни от стороннего источника воды, от состояния атмосферного воздуха, достигается высокая концентрация аккумулирования теплоты, при этом избыточный объем воздуха удаляется через регулирующий клапан 10 и восполняется через входящий клапан.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления охлаждением оборотной воды в градирне с вентилятором, характеризующийся тем, что вентилятор установлен на вертикальном валу с приводом, расположенным в машинном зале под градирней и состоящим из редуктора, гидромуфты, масляных холодильников и фильтров, электродвигателя, регулирующего скорость вращения вала вентилятора с учетом температуры охлажденной воды, причем при регулировании скорости вращения вала вентилятора дополнительно учитывают температуру и давление смазочного масла в редукторе и гидромуфте, степень вибрации вала вентилятора и температуру его направляющих подшипников, температуру опорных подшипников вала электродвигателя, давление и расход холодной воды в маслохолодильниках, перепады давления масла на масляных фильтрах, силу электрического тока, проходящего через обмотку электродвигателя, уровень воды в машинном зале градирни, при этом измеренные значения параметров сравнивают с заданными предупредительными и предаварийными значениями и по результатам сравнения корректируют задание регулятору скорости вращения вала вентилятора.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятий. Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, на котором установлен вентиляторный узел, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки, в котором помещено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения, при этом в корпусе последовательно, сверху вниз расположены водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами, ороситель, выполненный в виде нескольких идентичных блоков, собранных из вертикальных гофрированных листов.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для повышения теплового КПД башенных испарительных градирен. Испарительная градирня содержит вытяжную башню, в основании которой находятся воздуховходные окна с поворотными потокорегулирующими щитами с горизонтальной осью вращения и расположенные у воздуховходных окон воздухонаправляющие щиты с вертикальной осью вращения.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням. Вентиляторная градирня содержит корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с форсунками, и нижней части, в которой расположен бак-водосборник для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором, причем корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, а в баке-водосборнике имеется диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, выполненным с пластиковым рабочим колесом и многоскоростным электродвигателем, позволяющим в процессе работы, в зависимости от погодных условий, изменять производительность градирни за счет изменения расхода воздуха, а каплеотделитель выполнен с тройным рифлением, где поток воздуха три раза изменяет направление движения и за счет этого достигается значительное уменьшение каплеуноса, а каждая из форсунок разбрызгивающего устройства выполнена с распылительным диском и содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а к корпусу, в его нижней части, посредством, по крайней мере, трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения технологического оборудования, охлаждаемого водой, например компрессорных станций, промышленных холодильников, конденсаторов и т.д. Эжекционное устройство для охлаждения оборотной воды системы охлаждения производственного оборудования содержит корпус с вертикальным и горизонтальным эжекционными каналами, снабженными форсунками, и шахтой выброса воздуха, снабженной в верхней ее части каплеувловителями, приемный бак, соединенный магистралями, в которые включены насосы, с системой охлаждения производственного оборудования, с форсункой вертикального эжекционного канала, при этом в нижней части корпуса выполнена магистраль для слива воды из корпуса в приемный бак. Устройство снабжено дополнительной эжекционной камерой с одной или более форсунками внутри нее, с каплеуловителем в верхней ее части и одним или более воздухоприемными окнами в нижней ее части, при этом форсунки, размещенные в дополнительной эжекционной камере, соединены магистралью с системой охлаждения производственного оборудования, а в нижней части дополнительной эжекционной камеры выполнена магистраль для слива воды из нее в приемный бак, при этом в приемном баке выполнена перегородка с отверстием в нижней части, отделяющая зону слива в приемный бак воды из корпуса от зоны слива в него из дополнительной эжекционной камеры. Воздухоприемные окна дополнительной эжекционной камеры могут быть снабжены элементами принудительной подачи воздуха. В приемном баке установлен датчик температуры, соединенный соответственно электрическими цепями с преобразователями частоты оборотов электродвигателей насосов подачи воды на охлаждение оборудования и преобразователями частоты оборотов электродвигателей элементов принудительной подачи воздуха, на корпусе эжекционного устройства за каплеуловителями размещен роторный ветродвигатель, при этом в донной части приемного бака установлено устройство для дегазации воды, причем верхняя часть приемного бака соединена отводящим газоходом с верхней частью корпуса эжекционного устройства. Изобретение позволяет обеспечивать эффективное удаление растворенного кислорода из охлаждаемой воды, подаваемой по трубопроводам на технологическое оборудование, значительно снизить коррозионное воздействие на металлические поверхности, изготовленные из углеродистых сталей, повысить пределы выносливости металла и увеличить срок безотказной и надежной эксплуатации трубопроводов и технологического оборудования, отказаться от использования дорогих нержавеющих и коррозионно-стойких сталей. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержат вытяжную башню, при этом вытяжная башня снабжена вентилятором, расположенным в ее верхней части, регулятором температуры с датчиком температуры атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры своим выходом соединен с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, и выходом электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на выходе подключен к регулятору скорости вращения. Воздуховходные окна по периметру нижней части вытяжной башни выполнены в виде комбинированного сечения, включающего меньшую суживающуюся часть по ходу поступления атмосферного воздуха и большую расширяющуюся часть, причем угол наклона оси суживающейся и расширяющейся частей по отношению к зеркалу жидкости бассейна составляет 8-12 градусов. Техническим результатом изобретения является поддержание нормированных энергозатрат на процесс охлаждения оборотной воды, особенно при высоких температурах атмосферного воздуха, когда наблюдается уменьшение разности температур с водой бассейна и требуется интенсификация тепломассообмена между охлаждаемой оборотной водой и зеркалом жидкости бассейна. 5 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит вытяжную башню с воздуховодными окнами по периметру ее нижней части, воздухоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, причем водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большого основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором направляющая криволинейной канавки имеет направление против часовой стрелки, при этом вытяжная башня снабжена конусообразным насадком с полым валом, на котором укреплены ветроколесо с криволинейными полостями и крыльчаткой, причем криволинейные поверхности лопастей ветроколеса и крыльчатки при взаимном синхронном перемещении образуют суживающее сопло вращения, кроме того, в полом валу между ветроколесом и крыльчаткой расположены выпускные окна для вентиляционного воздуха, а ветроколесо соединено с электроаккумулирующим устройством. Техническим результатом является снижение дополнительных энергозатрат, обусловленных наличием повышенной влажности атмосферного вентилируемого воздуха при охлаждении оборотной воды в условиях длительной эксплуатации. 5 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит вентилятор, на нижнюю и верхнюю поверхности каждой из лопастей вентилятора наносят наноматериал в виде стекловидной пленки, причем нанопокрытие выполнено ресурсосберегающим с уменьшающейся толщиной от основания лопасти к периферии. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат, связанных с ненормированными демонтажными работами по замене вентилятора с лопастями, разрушаемыми коррозией и кавитацией в условиях тепловлажностного воздействия воздуха, выбрасываемого из вытяжной башни. 5 ил.

Изобретение относится к теплообменным устройствам охлаждения воды в системах промышленного оборотного водоснабжения для отвода избыточного тепла при различных технологических процессах, связанных с его выделением. Башенная градирня содержит корпус (1), образующий внутреннее пространство башенной градирни, в котором последовательно сверху вниз установлены водоуловитель (2), водораспределитель с коллектором (4) и напорный трубопровод нагретой воды (6), в нижней части корпуса башенной градирни расположена зона регулированного воздушного поступления (7), содержащая воздуховпускные окна с установленными в них поворотными заслонками, под корпусом башенной градирни расположен водосборный бассейн (11) с отводящим трубопроводом охлажденной воды (12), в верхней части градирни расположены одно или более устройств для диспергирования жидкости (5), заземленные ионизирующие сетки с коронирующими электродами (3), вакуумный насос (10) и вакуумопровод (8), при этом водораспределитель выполнен в виде одного или нескольких участков коллекторов (4), расположенных горизонтально, на которых размещены одно или более устройств для диспергирования жидкости (5) таким образом, что их сопла ориентированы вниз с возможностью создания нисходящего потока, вакуумный насос (10) расположен на выносной площадке корпуса градирни и связан с одним или несколькими устройствами для диспергирования жидкости (5) вакуумопроводом (8), заземленные ионизирующие сетки с коронирующими электродами (3) расположены горизонтально под водоуловителем (2) и служат для создания «электрического ветра». Изобретение позволяет повысить КПД гидроаэротермического процесса охлаждения жидкости, минимизировать энергетические затраты, упростить конструкцию башенной градирни и ее эксплуатацию, снизить стоимость строительства, а также уменьшить геометрические размеры при сравнимости характеристик. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в испарительных градирнях башенного типа. Аэродинамическая градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, водораспределительную систему, ороситель с наклонными плоскостями и ветровое колесо, соединенное с электрогенератором. В аэродинамической градирне водораспределительная система и наклонные плоскости оросителя вынесены из вытяжной башни наружу и установлены на кольцевом основании, а сверху закрыты крышей, установленной над воздуховходными окнами, при этом кольцевое основание выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна, а его площадь равна площади основания башни, а водораспределительная система выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками, расположенными внизу у наклонных плоскостей оросителя под углом к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали сверху на наклонные плоскости оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания башни, что и патрубки кольцевой водораспределительной системы. Изобретение позволяет повысить тепловую эффективность градирен, а также использовать низкопотенциальную энергию оборотной воды для выработки электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх