Тепловой пункт с дополнительными помещениями

Тепловой пункт имеет строительные конструкции, образующие помещение со средствами управления централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей и индивидуальным теплоснабжением потребителей в образованных заодно с этим тепловым пунктом дополнительных помещениях. Тепловой пункт содержит подающий и обратный трубопроводы, подключенные к магистралям территориальной теплосети, первый и второй пластинчатые теплообменники первой и второй ступеней, соответственно, горячего водоснабжения, и параллельно соединенные между собой входными и выходными патрубками третий и четвертый пластинчатые теплообменники отопления. В трубопроводах предусмотрены первый и второй, и третий, соответственно, насосные блоки. Узел учета тепловой энергии включает первый, второй, третий расходомеры с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров. Узел учета тепловой энергии включает шестой и седьмой расходомеры с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров. На трубопроводе последовательно установлены кран, фильтр-грязевик грубой очистки, фильтр тонкой очистки, первый расходомер узла, а на обратном трубопроводе установлены фильтр, кран и второй расходомер узла, третий расходомер которого включен в подпиточный трубопровод. На выходе первого из расходомеров узла учета тепловой энергии установлен регулятор перепада давления прямого действия, регулируемый по перепаду давления в подающем и обратном трубопроводах. На подающем трубопроводе перед входным патрубком первичного теплоносителя второго теплообменника установлен первый клапан регулирующий, а перед связанными между собой входными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников - второй клапан регулирующий. Технический результат заключается в сокращении потерь тепла, повышении надежности и степени автоматизации, уменьшении габаритов оборудования. Тем самым заявляемое техническое решение позволяет объединить в одной строительной конструкции функции совместного автоматизированного контроля, управления и функционирования центрального и индивидуального теплового пункта. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к строительной теплоэнергетике, а именно к централизованному теплоснабжению, в частности к сооружениям, которые служат для присоединения местных систем теплопотребления к тепловым сетям. Центральный тепловой пункт (ЦТП) служит для теплоснабжения двух и более зданий, индивидуальный тепловой пункт (ИТП) - для теплоснабжения одного здания. При наличии ЦТП в каждом отдельном здании обязательно устройство ИТП, который выполняет только те функции, которые не предусмотрены в ЦТП и необходимы для системы теплопотребления данного здания. При наличии собственного источника теплоты (котельной) тепловой пункт, как правило, располагается в помещении котельной.

Известен ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ закрытой системы теплоснабжения, содержащий подающий и обратный трубопроводы, теплообменники первой и второй ступеней, трубопроводы горячей и холодной воды в регуляторы и снабженный тепловым насосом, соединенным с теплообменником первой ступени параллельно, а теплообменник второй ступени снабжен перемычкой, расположенной параллельно трубопроводу горячей воды. Система тепло- и водоснабжения включает основной теплоисточник, магистральный теплопровод, поставляющий нагретую сетевую воду в обслуживаемый город и внутригородские системы и устройства, использующие теплоту и сетевую воду для городских нужд (SU 1038733).

Известен ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ, в котором при водоразборе потребителями горячей и холодной воды, не превышающем среднечасового расхода, холодная вода из трубопровода 5 ввода хозяйственно-питьевого водопровода поступает в дополнительный теплообменник 13 первой ступени, нагревается в нем сетевой водой после основного теплообменника 3 первой ступени и далее часть идет на дальнейший подогрев в теплообменник 3 первой ступени, а часть - в бак-аккумулятор 12 и в трубопровод 8 холодной воды к потребителям. Тепловой насос 9 через испаритель 10 отбирает теплоту обратной сетевой воды на выходе из дополнительного теплообменника 13 и передает ее через конденсатор 11 сетевой воде на входе в теплообменник 3 первой ступени. Другой тепловой насос 16 через испаритель 17 отбирает теплоту из холодной воды трубопровода 8 и через конденсатор 18 отдает эту теплоту нагреваемой воде трубопровода 14. В тепловом пункте размещается оборудование, трубопроводы, арматура, приборы контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляются:

- преобразование параметров теплоносителя, например, для снижения температуры сетевой воды в расчетном режиме со 150 до 95°С;

- контроль параметров теплоносителя (температуры и давления);

- регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам потребления теплоты;

- отключение систем потребления теплоты;

- защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя (давления и температуры);

- заполнение и подпитка систем потребления теплоты;

- учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и др.

принципиальных схем индивидуального теплового пункта с элеватором для отопления здания. Через элеватор система отопления присоединяется в том случае, если надо снижать температуру воды для системы отопления, например, со 150 до 95°С (в расчетном режиме). При этом располагаемый напор перед элеватором, достаточный для его работы, должен быть не менее 12-20 м вод.ст., а потеря напора не превышает 1,5 м вод.ст. Как правило, к одному элеватору присоединяется одна система или несколько мелких систем с близкими гидравлическими характеристиками и с суммарной нагрузкой не более 0,3 Гкал/ч. При больших необходимых напорах и теплопотреблении применяются смесительные насосы, которые также используются и при автоматическом регулировании работы системы теплопотребления (SU 1606818).

Известно также сооружение многоцелевого назначения (тепловой пункт), содержащее технический первый этаж с помещением, в котором размещены насосные агрегаты и устройства электроснабжения центрального теплового пункта, пристройку с лестницей и надстройку, в помещениях которой размещено санитарно-техническое оборудование, подключенное к агрегатам центрального теплового пункта, отличающееся тем, что помещения пристройки и надстройки выполнены изолированными от помещения технического этажа, а агрегаты последнего подключены к санитарно-техническому оборудованию надстройки с помощью водопроводной арматуры и труб, при этом в помещениях надстройки проложена электрическая сеть, подключенная к устройствам электроснабжения центрального теплового пункта с помощью коммутационной аппаратуры.

В частных случаях реализации надстройка снабжена мансардой, а крыша последней выполнена наклонной, при этом нижний этаж надстройки выполнен с высотой, меньшей высоты помещения технического этажа, пристройка размещена у, по меньшей мере, одной глухой стены технического этажа, пристройка выполнена с этажами, один из которых размещен на уровне средней части по высоте технического этажа.

Одновременно сооружение выполнено с каркасом, на котором установлены навесные стеновые панели, образующие единый объемно-пространственный комплекс как элемент фона архитектурной композиции окружающей территории. Помещения надстройки снабжены гидроизоляцией (RU 33596, прототип).

Недостатки известных тепловых пунктов состоят в наличии значительных потерь тепловой энергии, низкой надежности и больших габаритах, ограничивающих функциональные возможности здания ЦТП в целом. Эти недостатки обусловлены, в частности, тем, что элеватор - низкоэффективное устройство, не сочетающееся с переменным гидравлическим режимом теплопотребления современного здания, а также построением схемы на базе использованием балансировочных клапанов с линейной расходной характеристикой, реализующих только прямую зависимость между управляемой величиной и расходом среды. Недостатки усиливаются тем, что в известном устройстве предусмотрены секционные кожухотрубные подогреватели (теплообменники). Известные тепловые пункты не обладают функциональными возможностями для одновременной реализации функции центрального и индивидуального теплового пункта.

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого технического решения, состоит в значительном сокращении потерь тепла, повышении надежности и степени автоматизации, и уменьшении габаритов, позволяющем расширить функциональные возможности здания ЦТП в целом, что достигается благодаря построению усовершенствованной принципиальной схемы на базе рационально связанного между собой эффективного оборудования и автоматического регулировочно-технического оснащения теплового пункта. Тем самым заявляемое техническое решение позволяет объединить в одной строительной конструкции (объекте) функции совместного автоматизированного контроля, управления и функционирования центрального и индивидуального теплового пункта.

Сущность изобретения заключается в том, что тепловой пункт, имеющий строительные конструкции, образующие специализированное техническое помещение со средствами управления централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей и индивидуальным теплоснабжением потребителей, размещенных в образованных заодно с этим тепловым пунктом дополнительных, конструктивно объединенных в этой же строительной конструкции помещениях, и содержит:

- подающий и обратный трубопроводы, подключенные к магистралям территориальной теплосети, первый и второй теплообменники горячего водоснабжения, и параллельно соединенные между собой входными и выходными патрубками третий и четвертый пластинчатые теплообменники отопления, семь расходомеров, а также первый, второй и третий, соответственно, насосные блоки, каждый из которых имеет по два параллельно включенных насоса, узел учета тепловой энергии теплового пункта, включающий первый, второй и третий, расходомеры с термометрами и тепловычислитель, узел учета тепловой энергии дополнительных помещений, включающий шестой и седьмой расходомеры с термометрами и тепловычислитель,

- при этом на подающем трубопроводе установлен первый расходомер учета тепловой энергии теплового пункта, на обратном - второй расходомер указанного узла, третий расходомер этого узла включен в подпиточный трубопровод, а на выходе первого из упомянутых расходомеров установлен регулятор перепада давления,

- на подающем трубопроводе перед входным патрубком первичного теплоносителя второго теплообменника установлен первый клапан регулирующий, а перед связанными между собой входными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников - второй клапан регулирующий,

- входной и выходной патрубки первичного теплоносителя первого теплообменника и выходные патрубки первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников соединены ко второму расходомеру входного узла учета тепловой энергии теплового пункта,

- одновременно выходной патрубок первичного теплоносителя второго теплообменника связан через последовательно установленные кран и обратный клапан с выходными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников, а также через другой кран - со входным патрубком первичного теплоносителя первого теплообменника,

- выходной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника подключен к трубопроводу горячего водоснабжения удаленных потребителей и через четвертый расходомер - к трубопроводу горячего водоснабжения дополнительных помещений,

- выходной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника и входной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника связаны между собой и подключены через первый насосный блок к циркуляционному трубопроводу удаленных потребителей и через пятый расходомер к циркуляционному трубопроводу горячего водоснабжения дополнительных помещений,

- при этом входной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника соединен с трубопроводом холодной воды, выходные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников подключены параллельно друг другу к трубопроводу отопления удаленных потребителей и через шестой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений и третий клапан регулирующий - к трубопроводу отопления дополнительных помещений,

- входные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников подключены через второй насосный блок и шестой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений к обратному трубопроводу отопления удаленных потребителей, который дополнительно связан через седьмой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений и третий насосный блок к обратному трубопроводу отопления дополнительных помещений,

В частных случаях реализации дополнительные помещения могут быть образованы внутри строительных конструкций или путем пристройки, и/или надстройки строительных конструкций.

Предпочтительно, первый и второй насосный блоки выполнены с циркуляционными насосами, а третий насосный блок - со смесительными насосами.

Предпочтительно, клапан регулирующий дистанционного регулирования температуры воды в трубопроводе отопления дополнительных помещений, приводы смесительных насосов, а также дополнительно установленные датчик погружной температуры теплоносителя и датчик температуры окружающего воздуха подключены к первому контроллеру управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в дополнительных помещениях при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

Предпочтительно, клапаны регулирующие дистанционного управления на подающем трубопроводе, приводы циркуляционных насосов, а также дополнительно установленные датчики погружные температуры теплоносителя и датчик температуры атмосферного воздуха подключены ко второму контроллеру управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в тепловом пункте в целом при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

Предпочтительно, на всех трубопроводах установлены магнитные сетчатые фильтры и краны, выполненные в виде шаровых кранов и/или задвижек.

Предпочтительно, третий расходомер узла учета тепловой энергии теплового пункта подключен подпиточным трубопроводом, в котором установлен клапан управляющий соленоидный, к обратному трубопроводу отопления удаленных потребителей, на котором установлен расширительный бак.

На чертеже изображена принципиальная схема теплового пункта с дополнительными помещениями.

На чертеже обозначены: подающий (входной) трубопровод 1 теплосети; обратный трубопровод 2 теплосети; подпиточный трубопровод 3; подающий трубопровод 4 отопления удаленных потребителей на окружающей территории населенного пункта; обратный трубопровод 5 отопления указанных удаленных потребителей; трубопровод 6 горячего водоснабжения удаленных потребителей; циркуляционная трубопровод 7 удаленных потребителей; трубопровод 8 холодного водоснабжения населенного пункта; трубопровод 9 отопления дополнительных помещений различного назначения, образованных непосредственно в строительной конструкции пункта или надстроенных или пристроенных к последнему; обратный трубопровод 10 отопления дополнительных помещений; трубопровод 11 горячего водоснабжения дополнительных помещений; циркуляционный трубопровод 12 горячего водоснабжения дополнительных помещений; шаровые краны 13; фильтр грубой очистки - грязевик 14; магнитные сетчатые фильтры 15 тонкой очистки; регулятор 16 перепада давления прямого действия; узел 17 учета тепловой энергии теплового пункта (в целом), включающий первый, второй, третий, расходомеры (водосчетчики) с термометрами сопротивления и тепловычислитель (не обозначены); узел 18 учета тепловой энергии дополнительных помещений, включающий шестой и седьмой расходомеры (водосчетчики) с термометрами сопротивления и тепловычислитель, включенные в трубопроводы 11, 12 (по отдельности) четвертый и пятый расходомеры 19 (водосчетчики); первый и второй теплообменники (водоподогреватели) 31, 32; третий и четвертый теплообменники (водоподогреватели); 20, 21; циркуляционные насосы 22, 39; смесительные насосы 23; обратные клапаны 24; первый, второй и третий двухходовые электроприводные (выполненные с электроприводом) клапаны 34, 33, 25 регулирующие, соответственно, дистанционного регулирования; датчики 26, 35, 36 погружные температуры теплоносителя (воды); первый контроллер 27 управления и тепло гидравлических режимов, второй контроллер 37 управления и теплогидравлических режимов теплового пункта; датчики 28, 40 температуры окружающего (атмосферного) воздуха (входят в состав метеостанции, выполненной с возможностью измерения направления и силы ветра); расширительный бак 29; предохранительный клапан 30.

Водоводяные теплообменники (идентично: водоподогреватели, бойлеры) 20, 21, 31, 32 выполнены в виде пластинчатых водоподогревателей, которые собраны из параллельно расположенных тонкостенных штампованных гофрированных пластин, изготовленных из нержавеющей стали толщиной 1 мм. Между пластинами образованы каналы для прохода воды, т.к. пластины установлены с промежутками 3-8 мм. Каждая пластина омывается с одной стороны первичным теплоносителем, а с другой - вторичным теплоносителем. Движение теплоносителей - противоточное. Пластины собраны в пакет и соединены в нем стяжными болтами. Каждый из теплообменников 20, 21, 31, 32 имеет входной и выходной патрубки первичного теплоносителя (воды), поступающего по трубопроводам 1, 2, а также входной и выходной патрубки вторичного теплоносителя (воды), циркулирующего в трубопроводах 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Все теплообменники 20, 21, 31, 32, насосы 22, 23, 39 и трубопроводы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 оборудованы соответствующей предохранительной и запорной арматурой, контрольно-измерительными приборами.

Тепловой пункт имеет выполненные аналогично прототипу строительные конструкции, образующие специализированное техническое помещение со средствами управления централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей населенного пункта и индивидуальным теплоснабжением потребителей в образованных заодно с этим тепловым пунктом дополнительных, конструктивно объединенных в этой же строительной конструкции, помещениях, например, социального назначения.

Тепловой пункт содержит подающий и обратный трубопроводы 1, 2, подключенные к магистралям территориальной теплосети.

Для формирования потоков тепловой энергии имеются первый и второй пластинчатые теплообменники (водоподогреватели) 31, 32 первой и второй ступеней, соответственно, горячего водоснабжения, и параллельно соединенные между собой входными и выходными патрубками третий и четвертый пластинчатые теплообменники 20, 21 отопления.

В трубопроводах 5, 10, 7 предусмотрены первый и второй, и третий, соответственно, насосные блоки, которые имеют по две параллельно включенные гидролинии, каждая из которых включает последовательно соединенные кран 13, обратный клапан 24 и циркуляционные насос 22 или 39, или смесительный насос 23. Краны 13 установлены на входах всех насосов 22, 23, 39.

Узел 17 учета тепловой энергии включает первый, второй, третий расходомеры (водосчетчики) с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров.

Узел 18 учета тепловой энергии включает шестой и седьмой расходомеры (водосчетчики) с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров.

Все расходомеры выполнены с импульсным выходом.

На подающем трубопроводе 1 последовательно установлены кран 13, фильтр-грязевик 14 грубой очистки, фильтр 15 тонкой очистки, первый расходомер узла 17, а на обратном трубопроводе 2 установлены фильтр 15, кран 13 и второй расходомер узла 17, третий расходомер которого включен в подпиточный трубопровод 3.

На выходе первого из расходомеров узла 17 учета тепловой энергии установлен регулятор 16 перепада давления прямого действия, регулируемый по перепаду давления в подающем и обратном трубопроводах 1, 2.

На подающем трубопроводе 1 перед входным патрубком первичного теплоносителя второго теплообменника 32 установлен первый клапан 34 регулирующий с электроприводом дистанционного регулирования, а перед связанными между собой входными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников 20, 21 - второй дистанционно управляемый клапан 33 регулирующий с электроприводом дистанционного регулирования.

Входной и выходной патрубки первичного теплоносителя первого теплообменника 31 и выходные патрубки первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников 20, 21 через краны 13 соединены ко второму расходомеру входного узла 17 учета тепловой энергии.

Одновременно выходной патрубок первичного теплоносителя второго теплообменника 32 связан через последовательно установленные кран 13 и обратный клапан 24 с выходными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников 20, 21, а также через другой кран 13 - со входным патрубком первичного теплоносителя первого теплообменника 31.

Выходной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника 32 подключен через кран 13 к трубопроводу 6 горячего водоснабжения удаленных потребителей и через последовательно соединенные кран 13, фильтр 15 и четвертый расходомер 19 - к трубопроводу 11 горячего водоснабжения дополнительных помещений.

Выходной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника 31 и входной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника 32 связаны между собой и подключены через последовательно связанные краны, первый насосный блок с циркуляционными насосами 39 и фильтр 15 к циркуляционному трубопроводу 7 удаленных потребителей и через пятый расходомер 19 к циркуляционному трубопроводу 12 горячего водоснабжения дополнительных помещений, при этом входной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника 31 соединен с территориальным трубопроводом 8 холодной воды.

Выходные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников 20, 21 подключены параллельно друг другу к трубопроводу 4 отопления внешних потребителей и через последовательно связанные кран 13, фильтр 15, шестой расходомер узла 18 учета тепловой энергии дополнительных помещений, и третий клапан 25 регулирующий с электроприводом дистанционного управления - к трубопроводу 9 отопления дополнительных помещений, снабженному погружным датчиком 26 температуры теплоносителя.

Входные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников 20, 21 подключены через последовательно связанные краны 13, второй насосный блок с циркуляционными насосами 22 и шестой расходомер узла 18 учета тепловой энергии дополнительных помещений и фильтр 15 к обратному трубопроводу 5 отопления внешних потребителей, которые дополнительно связаны через кран 13, седьмой расходомер узла 18 учета тепловой энергии дополнительных помещений, третий насосный блок со смесительными насосами 23, фильтр 15 и краны 13 к обратному трубопроводу 10 отопления дополнительных помещений.

Дополнительные помещения ЦТП могут быть при различных вариантах реализации образованы внутри строительных конструкций или путем смежной пристройки или надстройки строительных конструкций.

Клапан 25 регулирующий дистанционного регулирования температуры воды в системе отопления дополнительных помещений, приводы смесительных насосов 23, а также дополнительно установленный датчик 26 температуры погружной и датчик 28 температуры окружающего воздуха подключены к контроллеру 27 управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в дополнительных помещениях при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

Клапаны 33, 34 регулирующие дистанционного управления, приводы циркуляционных насосов 22, 39, а также дополнительно установленные датчики 35, 36 погружные температуры воды и датчик 40 температуры атмосферного воздуха подключены к контроллеру 37 управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в тепловом пункте в целом при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

Как правило, на всех трубопроводах и в гидролиниях установлены фильтры 15 и краны 13, выполненные в виде шаровых кранов и/или, что идентично, задвижек (везде по тексту - краны 13), а фильтры 15 выполнены в виде магнитных сетчатых фильтров.

Третий расходомер узла 17 учета тепла теплового пункта подключен подпиточным трубопроводом 3, в котором установлены клапан 38 регулирующий (соленоидный) с электроприводом дистанционного управления, шунтированный краном 13, и обратный клапан 24, к обратному трубопроводу 5 отопления удаленных (внешних) потребителей, при этом к обратному трубопроводу 5 отопления внешних потребителей подключен расширительный бак 29.

Тепловой пункт эксплуатируется следующим образом.

Тепловой пункт располагается на территории населенного пункта и одновременно осуществляет управление централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей (зданий) в качестве центрального теплового пункта (ЦТП), а также индивидуальным теплоснабжением потребителей в качестве индивидуального теплового пункта (ИТП), размещенных в образованных заодно с ним дополнительных, конструктивно объединенных в этой строительной конструкции помещениях.

Подключение трубопроводов 1, 2 к тепловой сети производится шаровыми кранами 13 и клапанами 25, 33, 34, регулирующими в соответствии с сезоном. Поступающая по трубопроводу 1, нагретая на теплоцентрали, вода очищается от взвешенных частиц в грязевике 14 и фильтре 15 поступает в соответствии с положением кранов 13 и клапанов 25, 33, 34, в зимнее время во все теплообменники (водоподогреватели) 20, 21, 31, 32. Из теплообменников 20, 21 отопления вода с расчетной температурой 120°С направляется в систему отопления удаленных потребителей по трубопроводу 4. Охлажденная в отопительных приборах потребителей вода возвращается по трубопроводу 5 в теплообменники 20, 21 с расчетной температурой 70°С. Обратная вода системы отопления не сбрасывается, а используется для подогрева холодной воды в теплообменнике 31 горячего водоснабжения (в зимний период), а затем поступает в обратный трубопровод 2 теплосети.

На подающем трубопроводе 1 на вводе ЦТП с помощью регулятора 16 перепада давления прямого действия стабилизируется перепад давления на вводе, что позволяет исключить разрывы потока, гидроудары, автоколебания трубопроводов. При необходимости рост давления прекращается срабатыванием предохранительного клапана 30.

Расход тепловой энергии вычисляется тепловычислителями по показаниям расходомеров и термометров сопротивления в составе узлов 17, 18 учета тепловой энергии, соответственно. Первый расходомер узла 17 определяет поступающее в ЦТП количество тепловой энергии, второй расходомер измеряет количество тепловой энергии, возвращаемое из ЦТП, третий расходомер измеряет количество тепловой энергии для подпитки контура отопления. Давление и температура воды визуально контролируются, соответственно, манометрами (не изображены) и термометрами. Шаровые краны 13 используются для включения или отключения теплового пункта и переключения между собой трубопроводов 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 отопления и горячего водоснабжения.

Обеспечение температурного режима трубопроводов 4, 5 отопления осуществляется по независимой схеме с помощью пластинчатых теплообменников 20, 21.

Для регулирования температуры теплоносителя трубопроводов 4, 5 отопления по температурному графику в пределах 120-70°С, в зависимости от температуры наружного воздуха на подающем трубопроводе 1 из теплосети перед теплообменниками 20, 21 отопления служит клапан 33 регулирующий с электроприводом, дистанционно управляемый контроллером 37.

Для циркуляции воды в трубопроводах 4, 5 отопления на обратном трубопроводе 5 служат параллельно включенные циркуляционные насосы 22, которые задействуются контроллером 37 при необходимости.

Для компенсации температурного расширения воды в трубопроводах 4, 5 отопления служит расширительный бак 29 закрытого типа.

Подпитка трубопроводов 4, 5 отопления осуществляется на входе насосов 22 от обратного трубопровода 2 теплосети. На подпиточном трубопроводе 3 устанавливается клапан 38 управляющий соленоидный, дистанционно управляемый контроллером 37.

Для приготовления горячей воды (ГВС) служат пластинчатые теплообменники 31, 32, включенные по 2-ступенчатой смешанной схеме, по одному в каждой ступени. Температура воды ГВС на водоразбор в трубопроводах 9, 11 поддерживается 65°С круглогодично контроллером 37.

Для циркуляции воды в трубопроводах 6, 7 горячего водоснабжения служат циркуляционные насосы 39.

Для автоматического поддержания температуры горячей воды 65°С на трубопроводе 6 перед вторым теплообменником 32 (второй ступени) задействуется клапан 34 регулирующий с электроприводом, дистанционно управляемый контроллером 37.

На подпиточном трубопроводе 3 в составе узла 17 учета тепловой энергии третий водосчетчик с импульсным выходом, подключенный к тепловычислителю, формирует информацию о тепловой энергии, возвращаемой насосами 22 теплообменникам 20, 21.

Для снижения температуры при необходимости в трубопроводах 9, 10 отопления дополнительных помещений по командам контроллера 27 задействуются смесительные насосы 23.

Для регулирования и поддержания температуры воды в трубопроводах 9, 10 отопления (в пределах 95-70°С или 85-60°С в зависимости от материала труб отопления) дополнительных помещений служит клапан 25 регулирующий с электроприводом, дистанционно управляемый контроллером 27. В процессе эксплуатации регулирование температуры в трубопроводах 4, 5, 9, 10 отопления в зависимости от температуры наружного атмосферного воздуха, измеряемой датчиками 28, 40 осуществляется при помощи контроллеров 27, 37, совместно реализующих энергетическую оптимизацию теплового пункта путем обеспечения минимального расходования тепловой энергии при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

Располагаемый напор в тепловой сети трубопроводов 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 должен быть достаточен для преодоления гидравлического сопротивления оборудования удаленных потребителей и дополнительных помещений. При этом давление в обратном трубопроводе 2 устанавливается контроллером 37 не ниже статического давления в этих трубопроводах 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и должно быть обеспечено предотвращение вскипания воды в верхних точках оборудования потребителей теплоты.

Программа контроллера 37 составляется исходя из обеспечения формирования команд управления, соответствующих потребному пьезометрическому графику давления теплоносителя теплосети в статическом и динамическом режимах при допустимых значениях расхода воды и ее температуры для обеспечения теплового комфорта в помещениях.

Все необходимые режимы работы автоматически реализуются командами управления контроллеров 27, 37 - совместным или попеременным при необходимости управлением клапанами 25, 33, 34 регулирующими дистанционного управления, приводами всех циркуляционных и смесительных насосов 22, 39, 23 по текущим параметрам, формируемым и передаваемым датчиками 26, 35, 36 погружными температуры воды и датчиками 28, 40 температуры окружающего атмосферного воздуха, с учетом направления и скорости ветра.

Одновременно информация о показаниях приборов, теплогидравлических расчетах, переданных командах и режимах работы передается контроллером 37 региональному оператору. Пользователю дополнительных помещений информация может быть предоставлена с контроллера 27.

Предлагаемое техническое решение выполнения ЦТП позволяет при эксплуатации:

- оптимизировать распределение тепловой нагрузки в теплосети и адекватно управлять гидравлическим и тепловым режимами внутренней системы теплопотребления здания за счет установки клапанов 25, 33, 34 регулирующих перед теплообменниками 20, 21, 31, 32, связи которых позволяют перераспределять потоки теплоносителя во всех трубопроводах в зависимости от расхода всех потребителей и температуры наружного воздуха. В результате имеется возможность снизить расход теплоносителя в теплосети, экономить энергоресурсы,

- уменьшить негативное воздействие сброса тепла на окружающую среду за счет уменьшения потерь в окружающее пространство благодаря возможности регулирования температуры теплоносителя, возвращаемого в теплосеть, в соответствии с температурой наружного воздуха по заданному температурному графику.

Обеспечивается ускоренный прогрев ("натоп") здания после энергосберегающего режима (пониженного теплопотребления), а также текущая коррекция режима теплопотребления по температуре воздуха в помещении, измеряемой метеостанцией с датчиком 40 температуры атмосферного воздуха с одновременным ограничением температуры теплоносителя в подающем трубопроводе 1 системы отопления и регулированием тепловой нагрузки в трубопроводах горячего водоснабжения;

а также регулирование величины снижения теплопотребления в заданные периоды по температуре наружного воздуха;

и регулирование режима теплопотребления с учетом и измеряемых метеостанцией силы и направления ветра и аккумулирующей особенности здания и его ориентации по сторонам света.

Указанные процессы в тепловом пункте изменяют режим теплопотребления абонента: с качественного режима на качественно-количественное.

1. Тепловой пункт, имеющий строительные конструкции, образующие специализированное техническое помещение со средствами управления централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей и индивидуальным теплоснабжением потребителей в образованных заодно с этим тепловым пунктом дополнительных, конструктивно объединенных в этой же строительной конструкции, помещениях, и содержащий:

- подающий и обратный трубопроводы, подключенные к магистралям территориальной теплосети, первый и второй теплообменники горячего водоснабжения, и параллельно соединенные между собой входными и выходными патрубками третий и четвертый пластинчатые теплообменники отопления, семь расходомеров, а также первый, второй и третий, соответственно, насосные блоки, каждый из которых имеет по два параллельно включенных насоса, узел учета тепловой энергии теплового пункта, включающий первый, второй и третий расходомеры с термометрами и тепловычислитель, узел учета тепловой энергии дополнительных помещений, включающий шестой и седьмой расходомеры с термометрами и тепловычислитель,

- при этом на подающем трубопроводе установлен первый расходомер учета тепловой энергии теплового пункта, на обратном - второй расходомер указанного узла, третий расходомер этого узла включен в подпиточный трубопровод, а на выходе первого из упомянутых расходомеров установлен регулятор перепада давления,

- на подающем трубопроводе перед входным патрубком первичного теплоносителя второго теплообменника установлен первый клапан регулирующий, а перед связанными между собой входными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников - второй клапан регулирующий,

- входной и выходной патрубки первичного теплоносителя первого теплообменника и выходные патрубки первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников присоединены ко второму расходомеру входного узла учета тепловой энергии теплового пункта,

- одновременно выходной патрубок первичного теплоносителя второго теплообменника связан через последовательно установленные кран и обратный клапан с выходными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого

теплообменников, а также через другой кран - со входным патрубком первичного теплоносителя первого теплообменника,

- выходной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника подключен к трубопроводу горячего водоснабжения удаленных потребителей и через четвертый расходомер - к трубопроводу горячего водоснабжения дополнительных помещений,

- выходной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника и входной патрубок вторичного теплоносителя второго теплообменника связаны между собой и подключены через первый насосный блок к циркуляционному трубопроводу удаленных потребителей и через пятый расходомер к циркуляционному трубопроводу горячего водоснабжения дополнительных помещений,

- при этом входной патрубок вторичного теплоносителя первого теплообменника соединен с трубопроводом холодной воды, выходные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников подключены параллельно друг другу к трубопроводу отопления удаленных потребителей и через шестой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений и третий клапан регулирующий - к трубопроводу отопления дополнительных помещений,

- входные патрубки вторичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников подключены через второй насосный блок и шестой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений к обратному трубопроводу отопления удаленных потребителей, который дополнительно связан через седьмой расходомер узла учета тепловой энергии дополнительных помещений и третий насосный блок к обратному трубопроводу отопления дополнительных помещений.

2. Тепловой пункт по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные помещения могут быть образованы внутри строительных конструкций или путем пристройки, и/или надстройки строительных конструкций.

3. Тепловой пункт по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первый и второй насосный блоки выполнены с циркуляционными насосами, а третий насосный блок - со смесительными насосами.

4. Тепловой пункт по п. 3, отличающийся тем, что клапан регулирующий дистанционного регулирования температуры воды в трубопроводе отопления дополнительных помещений, приводы смесительных насосов, а также

дополнительно установленные датчик погружной температуры теплоносителя и датчик температуры окружающего воздуха подключены к первому контроллеру управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в дополнительных помещениях при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

5. Тепловой пункт по п. 3, отличающийся тем, что клапаны регулирующие дистанционного управления на подающем трубопроводе, приводы циркуляционных насосов, а также дополнительно установленные датчики погружные температуры теплоносителя и датчик температуры атмосферного воздуха подключены ко второму контроллеру управления, выполненному с возможностью обеспечения минимального расходования тепловой энергии в тепловом пункте в целом при допустимых значениях расхода воды и ее температуры.

6. Тепловой пункт по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на всех трубопроводах установлены магнитные сетчатые фильтры и краны, выполненные в виде шаровых кранов и/или задвижек.

7. Тепловой пункт по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что третий расходомер узла учета тепловой энергии теплового пункта подключен подпиточным трубопроводом, в котором установлен клапан управляющий соленоидный, к обратному трубопроводу отопления удаленных потребителей, на котором установлен расширительный бак.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, где может быть использовано в системах теплоснабжения в качестве источника теплоты повышенной энергетической эффективности.

Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения для производственных и общественных зданий имеющих резко переменную часовую или суточную потребность в теплоте, подаваемой по двухтрубным тепловым сетям.

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

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для обеспечения электрической энергией устройств автоматики и исполнительных органов. Сущность: система включает высокотемпературный и низкотемпературный источники тепла, тепловой сток во внешнюю среду, блок автоматики, высокотемпературные и низкотемпературные термоэлектрические преобразователи (ТЭП), горячие спаи которых приведены в тепловой контакт с высокотемпературными и низкотемпературными источниками тепла соответственно, а холодные спаи - в тепловой контакт с внешней средой.

Устройство для автоматического управления теплопотреблением здания в системе центрального теплоснабжения включает последовательно соединенные и образующие замкнутый контур источник тепловой энергии, импульсный регулятор расхода теплоносителя в подающей магистрали, систему отопления здания и блок измерения температуры теплоносителя в обратной магистрали, а также блок измерения температуры наружного воздуха, блок управления, блок задания периода регулирования, блок задания минимального шага регулирования, блок задания шага изменения длительности импульса теплоносителя в каждом периоде регулирования расхода теплоносителя, блок коррекции знака шага изменения длительности импульса теплоносителя, блок задания температуры теплоносителя в обратной магистрали, блок задания шага изменения температуры теплоносителя в обратной магистрали за период регулирования расхода теплоносителя при минимальном значении длительности импульса теплоносителя, блок вычисления коэффициента кратности коррекции шага изменения длительности импульса теплоносителя и блок сравнения.

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.

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.

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.

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).

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.

Тепловой пункт имеет строительные конструкции, образующие помещение со средствами управления централизованным теплоснабжением территориально удаленных потребителей и индивидуальным теплоснабжением потребителей в образованных заодно с этим тепловым пунктом дополнительных помещениях. Тепловой пункт содержит подающий и обратный трубопроводы, подключенные к магистралям территориальной теплосети, первый и второй пластинчатые теплообменники первой и второй ступеней, соответственно, горячего водоснабжения, и параллельно соединенные между собой входными и выходными патрубками третий и четвертый пластинчатые теплообменники отопления. В трубопроводах предусмотрены первый и второй, и третий, соответственно, насосные блоки. Узел учета тепловой энергии включает первый, второй, третий расходомеры с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров. Узел учета тепловой энергии включает шестой и седьмой расходомеры с термометрами сопротивления и тепловычислитель обработки показаний расходомеров и термометров. На трубопроводе последовательно установлены кран, фильтр-грязевик грубой очистки, фильтр тонкой очистки, первый расходомер узла, а на обратном трубопроводе установлены фильтр, кран и второй расходомер узла, третий расходомер которого включен в подпиточный трубопровод. На выходе первого из расходомеров узла учета тепловой энергии установлен регулятор перепада давления прямого действия, регулируемый по перепаду давления в подающем и обратном трубопроводах. На подающем трубопроводе перед входным патрубком первичного теплоносителя второго теплообменника установлен первый клапан регулирующий, а перед связанными между собой входными патрубками первичного теплоносителя третьего и четвертого теплообменников - второй клапан регулирующий. Технический результат заключается в сокращении потерь тепла, повышении надежности и степени автоматизации, уменьшении габаритов оборудования. Тем самым заявляемое техническое решение позволяет объединить в одной строительной конструкции функции совместного автоматизированного контроля, управления и функционирования центрального и индивидуального теплового пункта. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх