СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК F24D3/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в открытых системах теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий при зависимой схеме присоединения к тепловой сети.

После установки коммерческого узла учета тепловой энергии на неавтоматизированных тепловых пунктах жилых, общественных и промышленных зданий обычно возникает проблема по оптимизации теплового и гидравлического режимов работы системы теплоснабжения. Это связано с обусловленными техническими условиями установки расходомеров уменьшением диаметра соответствующих участков подающего и обратного трубопровода и сопутствующим этому дополнительным потерям напора.

Типовая схема теплоснабжения включает в себя: трубопровод системы горячего водоснабжения с наличием водоразборного с полотенцесушителями и циркуляционного трубопроводов; трубопровод к теплоиспользующим установкам системы отопительной вентиляции; элеваторное подключение конвективно-излучающих приборов системы отопления. Для всех видов тепловой нагрузки путем наладки должны быть установлены расходы теплоносителя, обеспечивающие нормативные значения температур воды на горячее водоснабжение и воздуха в отапливаемых помещениях (см. Апарцев М.М. «Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения». - М.: Энергоатомиздат, 1983, стр.11).

Проектные решения по выбору диаметра соответствующего трубопровода, как правило, ограничиваются их пропускной способностью и не учитывают пьезометрические напоры в месте их присоединения к магистральной или распределительной теплосети. Это обстоятельство приводит к необходимости проведения режимно-наладочных работ по обеспечению расчетных расходов теплоносителя в распределительной сети потребителя.

Технические условия на присоединение абонента к водяной тепловой сети требуют от потребителя ограничения максимального расхода теплоносителя на вводе, энергоснабжающая организация проводит при необходимости принудительную установку дроссельных устройств на границе раздела.

В условиях ограниченного располагаемого напора обеспечение расчетного расхода теплоносителя представляет сложную задачу, на решение которой и направлено данное техническое решение.

Расчетный расход сетевой воды на тепловой пункт и по тепловой сети слагается из расчетных расходов по каждой системе теплопотребления: отопление, вентиляция и горячее водоснабжение. Этот расход на каждом тепловом пункте обеспечивается соответствующей настройкой автоматических регуляторов.

Существуют известные способы применения регулирующих устройств в системах отопления (см. патент №2190163 и №2190164), существует практика их применения на каждом отопительном стояке и в каждом нагревательном приборе (теплоприемнике).

При отсутствии автоматических регуляторов устанавливаются дроссельные диафрагмы, подобранные по расчетному расходу сетевой воды исходя из располагаемого напора на вводе и расчетных потерь напора в системе.

Расчетные потери напора в местной системе отопления или в теплоприемнике определяются по разнице полных напоров в начале и конце участка трубопровода при пропуске через него расчетного расхода теплоносителя. Линейные потери напора (потери на трение) и потери напора в местных сопротивлениях на данном участке трубопровода определяются по формулам и номограммам. Операции по определению полных, линейных и в местных сопротивлениях потерь напора выполняются с поддержанием расчетного расхода теплоносителя.

В связи со сложностью определения расчетных потерь напора в системах теплоснабжения и в теплоприемниках, в технической литературе рекомендуется применять ряд допущений, которые не отражаются при разработке гидравлических режимов работы магистральных водяных сетей, но не всегда применимы в местных системах. Так, к примеру, избыточный напор, который определяется как разность между располагаемым напором перед системой (теплоприемником) и падением напора в системе (теплоприемнике) при расчетном расходе теплоносителя применяется в расчете дроссельных диафрагм с учетом всех имеющихся и намеченных к установке дроссельных устройств в данной системе. Кроме того, технические условия установки дроссельных диафрагм, а именно: фланцевое или резьбовое соединение, двустороннее отключение от трубопровода, накладывают дополнительные трудности к их применению (см. Апарцев М.М. «Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения». - М.: Энергоатомиздат, 1983, стр.58, 59).

Новым в способе обеспечения расчетного расхода теплоносителя является то, что величина расхода теплоносителя определяется по фактическим показаниям штатного расходомера (преобразователя расхода тепловычислителя), а регулирование осуществляется попеременным и совместным включением систем теплопотребления: отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с соответствующим измерением полных потерь напора в них по штатным поверенным манометрам.

Решение задачи по ограничению максимального расхода сетевой воды в циркуляционный контур системы горячего водоснабжения и отопительной вентиляции осуществляют пропуском потока через байпасы запорной арматуры для обеспечения достаточного располагаемого напора перед водо-водяным элеватором системы отопления.

Для осуществления способа монтируют обводной трубопровод (диаметром от Д_У 15 мм, но не более 30% диаметра основного трубопровода) запорной арматуры на входе теплоносителя к теплоиспользующим установкам системы отопительной вентиляции и запорной арматуры на выходе горячей воды из системы горячего водоснабжения.

Расчетный расход теплоносителя обеспечивает регулирующий орган, которым является байпас (обводной трубопровод) на трубопроводах систем отопительной вентиляции и горячего водоснабжения, сопротивление которого обеспечивает требуемую потерю напора в этих системах и сохраняет необходимый располагаемый напор для работы водо-водяного элеватора системы отопления.

Пропуск потока сетевой воды через расчетный уменьшенный диаметр обводного трубопровода позволяет системе теплоснабжения работать на расчетных расходах теплоносителя в пределах требуемого теплопотребления, при этом обеспечивается гидравлическая устойчивость как местной системы, так и теплосети в целом.

Предложенным способом обеспечивают в пределах значений, обусловленных фактическим режимом работы системы централизованного теплоснабжения, поддержание нормативной температуры горячей воды в водоразборном трубопроводе минимальным пропуском сетевой воды в обратный трубопровод, требуемой температуры нагретого воздуха пропуском расчетного расхода сетевой воды из подающего трубопровода в систему вентиляции и заданной температуры воздуха в отапливаемых помещениях пропуском расчетного расхода сетевой воды через водо-водяной элеватор.

Для осуществления данного способа обеспечения расчетного расхода не требуется дополнительных технических средств и электронного оборудования, а достаточно наличия поверенных штатных приборов.

Анализ научно-технической и патентной информации показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявленного способа с признаками известных технических решений.

Предлагаемые технические решения имеют существенные признаки, которые в совокупности влияют на достигаемый результат, а именно экономичность, доступность приобретения шаровых кранов и труб малого диаметра, быстрый срок окупаемости.

Предлагаемое решение представлено на принципиальной технологической схеме неавтоматизированного теплового пункта (см. чертеж).

Открытая система теплоснабжения неавтоматизированного теплового пункта включает в себя:

а) подающий 1 и обратный 2 трубопровод сетевой воды, оборудованные датчиками температуры 3 и расходомерами 4;

б) подающий 5 и обратный 6 трубопровод системы вентиляции, на подающем трубопроводе 5 установлены байпасы 7 на общем вводе и 8 на вводе к каждой теплоиспользующей вентустановке;

в) водоразборный 9 и циркуляционный 10 трубопровод системы горячего водоснабжения с полотенцесушителями, на выходе циркуляционного трубопровода 10 установлены байпас 11 и обратный клапан 12 для исключения отбора низкотемпературного теплоносителя из обратного трубопровода;

г) водо-водяной элеватор системы отопления 13 со штатными поверенными манометрами 14 для обеспечения равномерного распределения теплоносителя по стоякам отопления по мере их удаленности от элеватора монтируют вставки уменьшенного диаметра 15.

Способ обеспечения расчетного расхода теплоносителя и требуемого располагаемого напора осуществляют следующим образом:

а) по показаниям манометров 14 определяют располагаемый напор перед заполненной системой теплоснабжения;

б) через байпас 7 входного вентиля подключают систему отопительной вентиляции и настраивают на пропуск расчетного расхода теплоносителя по показанию расходомеров 4 и положениям шаровых кранов байпасов 8 по каждой теплоиспользующей вентустановке;

в) положением шарового крана байпаса 7 по показанию расходомера 4 обеспечивают пропуск расчетного расхода сетевой воды в полностью подключенную систему отопительной вентиляции;

г) по показаниям манометров 14 определяют располагаемый напор перед системой отопления после подключения нагрузки вентиляции;

д) через байпас 11 выходного вентиля подключают систему горячего водоснабжения и настраивают на пропуск расчетного циркуляционного расхода сетевой воды по показанию расходомера 4;

e) по показаниям манометров 14 определяют располагаемый напор перед системой отопления после подключения нагрузки вентиляции и горячего водоснабжения;

ж) по показаниям разницы расходов расходомеров 4 настраивают (открытием водоразборных кранов) разбор горячей воды в пределах величины средней за сутки максимального потребления в зимний период использования, корректируют величину расхода сетевой воды на вентиляцию байпасом 7;

з) по показаниям манометров 14 определяют располагаемый напор перед системой отопления после установления расчетного водоразбора и корректировки нагрузки вентиляции;

и) настраивают водо-водяной элеватор системы отопления на гашение избыточного напора, оставшегося после подключения нагрузки вентиляции и горячего водоснабжения и на пропуск в систему отопления расчетного расхода теплоносителя, определенного по отопительной нагрузке;

к) по показаниям расходомеров 4 при отсутствии водоразбора проверяют суммарный расход теплоносителя в систему теплоснабжения и фиксируют положение шаровых кранов байпасов 7, 8 и 11.

л) для обеспечения равномерного распределения теплоносителя по стоякам отопления по мере их удаленности от элеватора монтируют вставки 15 уменьшенного диаметра, обеспечивающие выравнивание располагаемых напоров на каждом отопительном стояке при работе водо-водяного элеватора.

Реализацией способа самим потребителем по штатным приборам обеспечивают в максимально большей степени сохранение гидравлической устойчивости распределительной сети потребителя при оптимальном теплопотреблении, а в процессе эксплуатации систем теплоснабжения с изменением гидравлических потерь в местных системах сохраняют инжекционный режим работы элеватора и нормальный циркуляционный режим систем вентиляции и горячего водоснабжения.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа условия «промышленная применимость».

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в открытых системах теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий при зависимой схеме присоединения к тепловой сети. Технический результат: обеспечение оптимального теплового и гидравлического режима работы неавтоматизированного теплового пункта в пределах значений, обусловленных фактическим режимом работы системы централизованного теплоснабжения. Способ обеспечения расчетного расхода теплоносителя неавтоматизированного теплового пункта открытой системы теплоснабжения с зависимым присоединением стояков циркуляционного контура системы горячего водоснабжения, отопительной вентиляции и водо-водяным элеватором системы отопления, оборудованного коммерческим узлом учета тепловой энергии, заключающийся в том, что измеряют и регулируют расчетный расход сетевой воды, поступающей поочередно в систему отопительной вентиляции и в водоразборные стояки горячего водоснабжения. По фактическим показаниям приборов учета тепловой энергии пропуском потока сетевой воды через байпасные (обводные) трубопроводы запорной арматуры с уменьшенным диаметром наращивают линейные потери напора в них и сохраняют располагаемый напор перед системой отопления, обеспечивающий устойчивую работу водо-водяного элеватора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обеспечения расчетного расхода теплоносителя неавтоматизированного теплового пункта открытой системы теплоснабжения с зависимым присоединением стояков циркуляционного контура системы горячего водоснабжения, отопительной вентиляции и водо-водяным элеватором системы отопления, оборудованного коммерческим узлом учета тепловой энергии, отличающийся тем, что измеряют и регулируют расчетный расход сетевой воды, поступающей поочередно в систему отопительной вентиляции и в водоразборные стояки горячего водоснабжения, по фактическим показаниям приборов учета тепловой энергии пропуском потока сетевой воды через байпасные (обводные) трубопроводы запорной арматуры с уменьшенным диаметром, наращивают линейные потери напора в них и сохраняют располагаемый напор перед системой отопления, обеспечивающий устойчивую работу водо-водяного элеватора.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что независимо от величины пьезометрических напоров на вводе теплового пункта пропуск сетевой воды байпасируют на входе теплоносителя к теплоиспользующим установкам отопительной вентиляции и на выходе теплоносителя из циркуляционного трубопровода системы горячего водоснабжения.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения равномерного распределения теплоносителя по стоякам системы отопления на выходе теплоносителя по мере их удаленности от водо-водяного элеватора осуществляют пропуск сетевой воды через трубные вставки уменьшенного диаметра расчетной длины.