ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ Российский патент 2000 года по МПК F24D3/08 

Изобретение относится к открытым системам теплоснабжения (с непосредственным водоразбором из тепловой сети) жилых, общественных и промышленных зданий.

Схемы тепловых пунктов с непосредственным присоединением системы горячего водоснабжения (ГВС) и системы отопления получили широкое распространение благодаря простоте устройства и дешевизне его обслуживания. В такой системе теплоснабжения зданий во время отопительного сезона обеспечивается циркуляционный напор за счет разности давлений в подающем и обратном трубопроводах (динамический режим), а в остальное время давление в подающем и обратном трубопроводе одно и тоже (статический режим). При статическом режиме работы системы горячая вода из теплосистемы может подаваться на водоразбор либо из подающего, либо из обратного трубопровода.

Известные схемы тепловых пунктов открытых систем теплоснабжения включают:
- подающий и обратный трубопроводы теплового пункта;
- водоразборный и циркуляционный трубопроводы системы ГВС;
- счетчики воды;
- регулятор температуры горячей воды с клапаном и датчиком;
- регулятор расхода на циркуляционном трубопроводе.

Для контроля за потреблением тепловой энергии и работой системы теплоснабжения в системе устанавливаются счетчики воды на подающем и обратном трубопроводах теплового пункта, на подающем и циркуляционном трубопроводах системы ГВС (см. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. -М.: Минтопэнерго. ГУ Госэнергонадзор, 1995, рис. 3, 5, 7).

Недостатком указанных схем является то, что при расходе в системе ГВС большем, чем в системе отопления (это проявляется особенно заметно в осенне-весенний период, когда расход воды на отопление мал), счетчик воды, установленный на обратном трубопроводе теплового пункта, будет выдавать недостоверные показания, соответственно будут недостоверны результаты измерений количества потребленного тепла и теплоносителя. При подаче воды из обратного трубопровода счетчик, установленный на нем, будет работать в условиях, существенно сокращающих его срок службы. Кроме того, при закрытом вентиле на подающем трубопроводе может осуществляться нерегистрируемый отбор горячей воды из системы.

Известна схема теплового пункта, в которой для снижения расхода воды циркуляционный трубопровод системы ГВС соединен с перемычкой между обратным трубопроводом теплового пункта и элеватором (см. а. с. 838276, МКИ F 24 D 3/08).

Основной недостаток этой схемы заключается в том, что при необходимости подачи воды в систему ГВС только из обратного трубопровода, имеющегося напора недостаточно для обеспечения циркуляционного расхода, т.к. в этом случае создаваемый напор составляет несколько сантиметров, а требуется не менее 1 м вод. ст. Если трубопровод проходит через неотапливаемое помещение (например, чердак), то это приводит замерзанию воды в трубах и их разрыву.

Этого недостатка лишен тепловой пункт по а. с. N 842343, МКИ F 24 D 11/02, в котором циркуляция воды в системе горячего водоснабжения создается путем установки диафрагмы на обратном трубопроводе, благодаря чему обеспечивается циркуляционный напор между водоразборным и циркуляционным трубопроводами системы ГВС.

Недостаток этой схемы - невозможность обеспечения выполнения требований СНиП 2.04.01-85 по температуре горячей воды, поскольку в систему ГВС подается вода только из обратного трубопровода, а для температурного графика сетевой воды 150-70^oC при температуре наружного воздуха выше минус 20^oC требования указанного СНиП невыполнимы.

Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого технического решения является тепловой пункт, схема которого описана в книге: В.С.Фаликов, В.П.Витальев. Автоматизация тепловых пунктов. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 96, рис. 3.12.

Недостатком прототипа является необходимость поддержания повышенного циркуляционного и, следовательно, сетевого расхода воды, что приводит к снижению эффективности работы системы теплоснабжения.

Задача заключается в снижении расхода сетевой воды через тепловой пункт, обеспечении достоверного контроля за потреблением тепловой энергии и теплоносителя, исключении нерегистрируемого отбора воды из теплосети.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что тепловой пункт содержит подающий, обратный, водоразборный и циркуляционный трубопроводы, регулятор температуры с клапаном и датчиком, счетчики воды на подающем, обратном, водоразборном и циркуляционном трубопроводах, регулятор расхода на циркуляционном трубопроводе и отличается тем, что между циркуляционным и водоразборным трубопроводами установлен насос, подключенный входом к циркуляционному трубопроводу до регулятора расхода и счетчика воды, а выходом к водоразборному трубопроводу между счетчиком воды и датчиком регулятора температуры, на циркуляционном трубопроводе установлен параллельно регулятору расхода дополнительный регулятор температуры, причем его датчик расположен до регулятора расхода, на обратном трубопроводе после циркуляционного трубопровода установлен обратный клапан, за которым выполнена обводная линия с обратным клапаном, подключенная между клапаном регулятора температуры и счетчиком воды на водоразборном трубопроводе.

Схема предлагаемого устройства показана на фиг. 1.

Система состоит из подающего 1 и обратного 2 трубопроводов теплового пункта, на обратном трубопроводе установлена диафрагма 3, терморегулятора 4 (показан на схеме пунктирной линией) с клапаном 5 и датчиком температуры 6, счетчиков воды 7 и 8, водоразборного 9 и циркуляционного 10 трубопроводов системы ГВС, регулятора расхода 11 и дополнительного регулятора температуры 12 с датчиком 13, циркуляционного насоса 14, обратных клапанов 15 - 19, счетчиков воды 20, 21 и обводной линии 22.

Устройство работает следующим образом.

С помощью регулятора температуры 4 задается максимально допустимая по СНиП температура горячей воды (температура Т3 в водоразборном трубопроводе 9 устанавливается около 75^oC) для обеспечения минимального водоразбора, а дополнительным регулятором температуры 12 - минимально допустимая температура горячей воды (температура Т4 в циркуляционном трубопроводе 10 устанавливается около 60^oC). Регулятором расхода 11 устанавливается минимальный расход воды, чтобы датчик дополнительного регулятора температуры 13 находился при температуре Т4. При температуре воды Т4 выше установленного регулятором 12 значения его клапан закрыт и обеспечивается минимальный циркуляционный расход через регулятор расхода 11 (около 10% от расхода на отопление). Если этот расход меньше требуемого, т.е. температура Т4 становится меньше установленного регулятором 12 значения, то он открывается, расход увеличивается, возрастает приток горячей воды через регулятор температуры 4 и температура Т4 увеличивается до требуемого значения.

Циркуляционный насос 14 необходим при прокладке трубопровода системы ГВС через неотапливаемое помещение, т.е. когда есть опасность замерзания воды при малых расходах. Врезка трубопровода насоса 14 между счетчиком воды 7 и датчиком 6 позволяет исключить влияние расхода воды, задаваемого насосом, на показания счетчика воды 7.

Обратный клапан 16 с обводной линией 22 необходимы для случая, когда расход горячей воды на водоразбор превышает расход горячей воды на отопление, а также при статическом режиме работы системы при подаче горячей воды из обратного трубопровода.

Обратный клапан 19 исключает нерегистрируемый отбор воды из тепловой сети, причем количество потребленной воды будет регистрироваться счетчиком 7.

На фиг. 2. показан вариант предлагаемого технического решения, в котором может быть использован водоподогреватель 23 воды, отбираемой из обратного трубопровода.

Предлагаемое устройство позволяет получить следующие положительные эффекты:
- в системе обеспечено получение достоверных показаний потребления тепловой энергии. При исправном состоянии всех элементов теплового пункта невозможен нерегистрируемый отбор воды из тепловой сети;
- в системе ГВС обеспечены требования СНиП к температуре горячей воды;
- исключена возможность замерзания воды в трубопроводе системы ГВС, проложенном через неотапливаемое помещение, при циркуляционном расходе воды в системе ГВС, практически не увеличивающем расход сетевой воды выше минимально возможного значения.

Изобретение относится к открытым системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Тепловой пункт открытой системы теплоснабжения содержит подающий, обратный, водоразборный и циркуляционный трубопроводы, регулятор температуры с клапаном и датчиком, счетчики воды на подающем, обратном, водоразборном и циркуляционном трубопроводах, регулятор расхода на циркуляционном трубопроводе, отличается тем, что между циркуляционным и водоразборным трубопроводами установлен насос, подключенный входом к циркуляционному трубопроводу до регулятора расхода, а выходом - к водоразборному трубопроводу между счетчиком воды и датчиком регулятора температуры, на циркуляционном трубопроводе установлен параллельно регулятору расхода дополнительный регулятор температуры, причем его датчик расположен до регулятора расхода и счетчика воды, на обратном трубопроводе после циркуляционного трубопровода установлен обратный клапан, за которым выполнена обводная линия с обратным клапаном, подключенная между клапаном регулятора температуры и счетчиком воды на водоразборном трубопроводе. Техническим результатом является обеспечение получения достоверных показаний потребления тепловой энергии. При исправном состоянии всех элементов теплового пункта невозможен нерегистрируемый отбор воды из тепловой сети, обеспечены требования СниП к температуре горячей воды, исключены возможности замерзания воды в трубопроводе, проложенном через неотапливаемое помещение. 2 ил.

Тепловой пункт открытой системы теплоснабжения, содержащий подающий, обратный, водоразборный и циркуляционный трубопроводы, регулятор температуры с клапаном и датчиком, счетчики воды на подающем, обратном, водоразборном и циркуляционном трубопроводах, регулятор расхода на циркуляционном трубопроводе, отличающийся тем, что между циркуляционным и водоразборным трубопроводами установлен насос, подключенный входом к циркуляционному трубопроводу до регулятора расхода, а выходом - к водоразборному трубопроводу между счетчиком воды и датчиком регулятора температуры, на циркуляционном трубопроводе установлен параллельно регулятору расхода дополнительный регулятор температуры, причем его датчик расположен до регулятора расхода и счетчика воды, на обратном трубопроводе после циркуляционного трубопровода установлен обратный клапан, за которым выполнена обводная линия с обратным клапаном, подключенная между клапаном регулятора температуры и счетчиком воды на водоразборном трубопроводе.