СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F24D10/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для использования в системах централизованного и автономного теплоснабжения жилых зданий и производственных помещений. Кроме того, оно обеспечивает удаление старых отложений, замедление скорости коррозии и накапливания отложений на поверхностях трубопроводов, арматуре и связанных с ними теплообменников, в особенности отопительных приборов и других функциональных поверхностях, при этом обеспечивает возможность использования в качестве теплоносителя неподготовленных вод как из поверхностных источников (из рек, озер, прудов), так и подземных (артезианских скважин).

Известна система теплоснабжения (см. правила технической эксплуатации энергоустановок, зарегистрировано в Минюсте РФ 02.04.2003 г. №4358 с.117), содержащая отопительный контур, включающий в себя теплогенератор, к выходу которого подключен подающий трубопровод, соединенный с потребителем, а вход теплогенератора подсоединен к выходу блока циркуляционных насосов, на входе которого включен первый выход фильтра, вход которого соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, источник воды, соединенный с входом блока регулирования, учета и подачи воды, выход которого соединен с входом фильтра. Полости оборудования и трубопроводы заполняются теплоносителем в виде умягченной деаэрированной воды, специально подготовленной для снижения скорости протекания коррозии металлических поверхностей и образования на них отложений перед началом отопительного периода, обеспечивается движение, нагрев и охлаждение теплоносителя насосами и теплообменным оборудованием, восполняются утечеки теплоносителя умягченной деаэрированной водой в отопительный период, а также производят опорожнение полостей, гидропневмопромывку, очистку фильтров и грязевиков и защиту поверхностей оборудования от коррозии на период простоя после окончания отопительного периода или на время ремонта.

Однако такая система не обеспечивает высокоэффективную защиту от коррозии, требует больших финансовых и эксплуатационных затрат и приводит к сбросу значительного количества сточных вод с большими концентрациями солей. Кроме того, во время простоя требуется дополнительные специальные мероприятия по защите внутренних поверхностей от коррозии.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система теплоснабжения (см. своды правил по проектированию и строительству, проектирование тепловых пунктов, согласовано главным управлением стандартизации, технического нормирования и сертификации Минстроя России СП 41-101-95, дата введения 1996-07-01 с.87), содержащая отопительный контур, включающий в себя теплогенератор, к выходу которого подключен подающий трубопровод, соединенный с потребителем, а вход теплогенератора подсоединен к выходу блока циркуляционных насосов, на входе которого включен первый выход фильтра, вход которого соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, источник воды, соединенный с входом блока регулирования, учета и подачи воды, выход которого соединен с входом фильтра. Полости оборудования и трубопроводов заполняются теплоносителем в виде умягченной деаэрированной воды, специально подготовленной для снижения скорости протекания коррозии металлических поверхностей и образования на них отложений перед началом отопительного периода, обеспечивается движение, нагрев и охлаждение теплоносителя насосами и теплообменным оборудованием, восполняются утечки теплоносителя умягченной деаэрированной водой в отопительный период.

Однако такая система малоэффективна, требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат на водоподготовку, при этом не снимает проблему коррозии и образования отложений, имеет низкую эффективность теплообменного оборудования, высокие эксплуатационные затраты, низкий ресурс работы систем.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и ресурса систем теплоснабжения, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение экологии, повышение защиты теплообменного оборудования и трубопроводов от коррозии и от образования отложений.

Решение этой технической задачи достигается тем, что известная система теплоснабжения, содержащая отопительный контур, включающий в себя теплогенератор, к выходу которого подключен подающий трубопровод, соединенный с потребителем, а вход теплогенератора подсоединен к выходу блока циркуляционных насосов, на входе которого включен первый выход фильтра, вход которого соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, источник воды, соединенный с входом блока регулирования, учета и подачи воды, выход которого соединен с входом фильтра, снабжена источником поверхностно-активных веществ, блоком приготовления эмульсии поверхностно-активных веществ, первый вход которого подключен к обратному трубопроводу, второй вход соединен с источником поверхностно-активных веществ, блоком аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, первым блоком анализа и регистрации проб, соединенный с первым выходом блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, блоком дозирования и учета эмульсии поверхностно-активных веществ, вход которого подключен к второму выходу блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, а выход к входу блока циркуляционных насосов и подающему трубопроводу на вход потребителя, другим фильтром включенным в отопительный контур и соединенный подающим трубопроводом к выходу теплогенератора и входу потребителя, блоком охлаждения и фильтрации, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с входом потребителя, второй вход подключен к третьему выходу блока регулирования, учета и подачи воды, а третий вход соединен с выходом потребителя, блоком отбора проб, вторым блоком анализа и регистрации проб, подключенным к первому выходу блока отбора проб, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с первым выходом другого фильтра, второй вход соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, а третий вход подключен к четвертому выходу блока регулирования, учета и подачи воды, третьим блоком анализа и регистрации проб, подключенным к первому выходу блока охлаждения и фильтрации, блоком утилизации, вход которого соединен со вторыми выходами фильтров, блоков охлаждения и фильтрации и отбора проб, блоком подготовки и подачи сжатого воздуха, вход которого соединен с источником воздуха, блоком подготовки и подачи водовоздушной смеси, первый вход которого соединен с вторым выходом блока регулирования, учета и подачи воды, а второй его вход подключен к выходу блока подготовки и подачи сжатого воздуха, а выходы подключены подающим и обратным трубопроводом к входу и выходу потребителя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана блок-схема системы теплоснабжения.

Система теплоснабжения содержит отопительный контур, включающий в себя теплогенератор 1, имеющий, например, котел или теплообменник, соединенный обратным трубопроводом 2 с выходом блока циркуляционных насосов 3, вход которого соединен с первым выходом фильтра 4. Выход теплогенератора 1 соединен с входом другого фильтра 5, первый выход которого соединен подающим трубопроводом 6 с входом потребителя 7, выход которого соединен с входом фильтра 4. К подающему трубопроводу 6 подключены первый вход блока отбора проб 8, первый вход блока охлаждения и фильтрации 9. К обратному трубопроводу 2 подключены первый вход блока приготовления эмульсии поверхностно-активных веществ 10, второй вход которого соединен с источником поверхностно-активных веществ 11, а выход с входом блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ 12. Первый выход блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ 12 подключен к входу блока регистрации и анализа проб 13, второй выход соединен с входом блока дозирования и учета эмульсии поверхностно-активных веществ 14, выход которого подключен к входу блока циркуляционных насосов 3 и выходу первого фильтра 4 и подающим трубопроводом 6 к входу потребителя 7.

Обратный трубопровод 2 соединен со вторым входом блока отбора проб 8 и с третьим входом блока охлаждения и фильтрации 9. Источник воды подключен к входу блока регулирования, учета и подачи воды 15, первый выход которого соединен с входом фильтра 4, второй его выход подключен к первому входу блока подготовки и подачи водовоздушной смеси 16, третий выход соединен со вторым входом блока охлаждения и фильтрации 9, а четвертый выход подключен к третьему входу блока отбора проб 8. Выход блока подачи сжатого воздуха 17 подключен к второму входу блока подготовки и подачи водовоздушной смеси 16, а его вход с источником воздуха. Первый выход блока подготовки и подачи водовоздушной смеси 16 соединен подающим трубопроводом 6 с входом потребителя 7, а его второй выход обратным трубопроводом 2 с выходом потребителя 7.

Первый выход блока отбора проб 8 подключен к второму блоку анализа и регистрации проб 18, а первый выход блока охлаждения и фильтрации 9 подключены к третьему блоку регистрации и анализа проб 19. Вторые выходы фильтров 4, 5, блока отбора проб 8 и блока охлаждения и фильтрации 9 соединены с блоком утилизации 20.

В качестве поверхностно-активных веществ используют пленкообразующие амины, например октадециламин.

Система работает следующим образом.

Перед началом отопительного периода вода, являющаяся теплоносителем системы, подается в блок регулирования, учета и подачи воды 15, с первого выхода которого вода поступает по обратному трубопроводу 2 к потребителю 7, а также к фильтру 4, блоку циркуляционных насосов 3, теплогенератору 1, фильтру 5, подающему трубопроводу 6. Для водоснабжения системы теплоснабжения могут использоваться водопроводная вода, природные воды, как поверхностные (из рек, озер, прудов), так и подземные (из артезианских скважин).

После пуска системы отопления блок циркуляционных насосов 3 обеспечивает движение теплоносителя, теплогенератор 1 нагревает, а потребитель 7 обеспечивает охлаждение теплоносителя, при этом теплоноситель проходит очистку в фильтрах 4, 5.

В процессе эксплуатации отопительной системы без изменения режимов эксплуатации и вынужденных остановов на вход блока циркуляционных насосов 3 проводят постоянное или периодическое дозирование поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества от блока 11 поступают на второй вход блока приготовления эмульсии 10, а на первый вход через обратный трубопровод 2 от потребителя 7 поступает теплоноситель. В результате с выхода поступает водная эмульсия поверхностно-активных веществ и подается на вход блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ 12, который обеспечивает бесперебойную подачу и сохранение необходимых свойств эмульсии, при этом блок анализа и регистрации 13 систематически определяет качество эмульсии по периодически произведенным отборам проб. Готовая эмульсии поступает в блок дозирования и учета эмульсии поверхностно-активных веществ 14, который обеспечивает оптимальное количество поверхностно-активных веществ в контуре системы отопления и регистрирует расход эмульсии. Для поддержания расчетной концентрации эмульсии поверхностно-активных веществ в теплоносителе во время работы системы отопления из подающего 6 и обратного 2 трубопроводов производят отбор проб. Для этого в процессе работы на третий вход блока 8 подается вода, охлаждающая теплоноситель, поступающий на первый и второй входы из прямого 6 и обратного 2 трубопроводов. После охлаждения теплоносителя вода поступает в блок утилизации 20, а теплоноситель в виде пробы анализируется в блоке 18.

Процесс дозировки прекращают при достижении оптимальных концентраций поверхностно-активных веществ в контуре, зависящей от особенностей конкретной отопительной системы (материал поверхностей отопительных приборов, разводящих трубопроводов, качества теплоносителя и т.д.).

В процессе работы нерастворимые соединения осаждаются в фильтрах 4, 5. Для обеспечения хорошей фильтрации теплоносителя периодически осуществляют промывку фильтров 4, 5 теплоносителем, для этого периодически их промывают теплоносителем, который затем поступает в блок 20 на утилизацию.

По окончании отопительного периода производят опорожнение отопительного контура. Для этого теплоноситель поступает в блок 9, в котором осуществляется его охлаждение, фильтрация и подается в блок 19 для последующего анализа. Теплоноситель затем поступает на утилизацию в блок 20.

В межотопительный период производят удаление отложений с функциональных поверхностей оборудования и трубопроводов потребителя 7, подающего и обратного трубопроводов 2 и 6, фильтров 4 и 5 с использованием гидравлической и гидропневматической промывки.

Промывку осуществляют водой, подаваемой от источника на вход блока регулирования, учета и подачи воды 15, и сжатым воздухом, поступающим на вход блока подготовки и подачи сжатого воздуха 17. Вода с требуемыми параметрами подается в первый вход, а сжатый воздух на второй вход блока подготовки и подачи водовоздушной смеси 16, в котором формируется рабочее тело для промывки системы. Из блока 16 рабочее тело с необходимыми параметрами подается через подающий 6 или обратный 2 трубопровод, первый или второй выходы к потребителю 7, фильтрам 4, 5, теплогенератору 1. Отработавшее рабочее тело, поток воды или водовоздушная смесь подается на первый или третий входы блока 9, в котором оно фильтруется, поступает через первый выход в блок анализа и регистрации проб 19 и утилизируется через второй выход в блоке 20.

При нарушении сплошности пленки поверхностно-активного вещества на функциональных поверхностях системы отопления в процессе промывки проводят мероприятия по формированию новой защитной пленки. Для этого в процессе промывки или по ее окончании в рабочее тело дозируют через первый или второй выходы блока 14 молекулы поверхностно-активных веществ. Таким образом, обеспечивается надежная защита от коррозии на период простоя, вплоть до начала отопительного периода.

Промывку завершают после удаления отложений с внутренних поверхностей оборудования и формирования на них антикоррозионной пленки поверхностно-активных веществ.

Использование изобретения обеспечивает повышение эффективности и ресурса систем теплоснабжения, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение экологии, повышение защиты теплообменного оборудования и трубопроводов от коррозии и от образования отложений.

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для использования в системах централизованного и автономного теплоснабжения жилых и производственных помещений. Технический результат: повышение эффективности и ресурса систем теплоснабжения, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение экологии, повышение защиты теплообменного оборудования и трубопроводов от коррозии и от образования отложений. Система теплоснабжения содержит отопительный контур, включающий в себя теплогенератор, к выходу которого подключен подающий трубопровод, соединенный с потребителем, а вход теплогенератора подсоединен к выходу блока циркуляционных насосов, на входе которого включен первый выход фильтра, вход которого соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, и источник воды, соединенный с входом блока регулирования, учета и подачи воды, выход которого соединен с входом фильтра. Она также снабжена источником поверхностно-активных веществ, блоком приготовления эмульсии поверхностно-активных веществ, первый вход которого подключен к обратному трубопроводу, второй вход соединен с источником поверхностно-активных веществ, блоком аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, первым блоком анализа и регистрации проб, соединенный с первым выходом блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, блоком дозирования и учета эмульсии поверхностно-активных веществ, вход которого подключен к второму выходу блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, а выход к входу блока циркуляционных насосов и подающему трубопроводу на вход потребителя, другим фильтром включенным в отопительный контур и присоединенный подающим трубопроводом к выходу теплогенератора и входу потребителя, блоком охлаждения и фильтрации, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с входом потребителя, второй вход подключен к третьему выходу блока регулирования, учета и подачи воды, а третий вход соединен с выходом потребителя, блоком отбора проб, вторым блоком анализа и регистрации проб, подключенным к первому выходу блока отбора проб, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с первым выходом другого фильтра, второй вход соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, а третий вход подключен к четвертому выходу блока регулирования, учета и подачи воды, третьим блоком анализа и регистрации проб подключенным к первому выходу блока охлаждения и фильтрации, блоком утилизации, вход которого соединен со вторыми выходами фильтров, блоков охлаждения и фильтрации и отбора проб, блоком подготовки и подачи сжатого воздуха, вход которого соединен с источником воздуха, блоком подготовки и подачи водовоздушной смеси, первый вход которого соединен с вторым выходом блока регулирования, учета и подачи воды, а второй его вход подключен к выходу блока подготовки и подачи сжатого воздуха, а выходы подключены подающим и обратным трубопроводом к входу и выходу потребителя. 1 ил.

Система теплоснабжения, содержащая отопительный контур, включающий в себя теплогенератор, к выходу которого подключен подающий трубопровод, соединенный с потребителем, а вход теплогенератора подсоединен к выходу блока циркуляционных насосов, на входе которого включен первый выход фильтра, вход которого соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, источник воды, соединенный с входом блока регулирования, учета и подачи воды, выход которого соединен с входом фильтра, отличающаяся тем, что она снабжена источником поверхностно-активных веществ, блоком приготовления эмульсии поверхностно-активных веществ, первый вход которого подключен к обратному трубопроводу, второй вход соединен с источником поверхностно-активных веществ, блоком аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, первым блоком анализа и регистрации проб, соединенный с первым выходом блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, блоком дозирования и учета эмульсии поверхностно-активных веществ, вход которого подключен ко второму выходу блока аккумуляции эмульсии поверхностно-активных веществ, а выход - к входу блока циркуляционных насосов и подающему трубопроводу на вход потребителя, другим фильтром, включенным в отопительный контур и соединенным подающим трубопроводом с выходом теплогенератора и входом потребителя, блоком охлаждения и фильтрации, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с входом потребителя, второй вход подключен к третьему выходу блока регулирования, учета и подачи воды, а третий вход соединен с выходом потребителя, блоком отбора проб, вторым блоком анализа и регистрации проб, подключенным к первому выходу блока отбора проб, первый вход которого соединен подающим трубопроводом с первым выходом другого фильтра, второй вход соединен обратным трубопроводом с выходом потребителя, а третий вход подключен к четвертому выходу блока регулирования, учета и подачи воды, третьим блоком анализа и регистрации проб, подключенным к первому выходу блока охлаждения и фильтрации, блоком утилизации, вход которого соединен со вторыми выходами фильтров, блоков охлаждения и фильтрации и отбора проб, блоком подготовки и подачи сжатого воздуха, вход которого соединен с источником воздуха, блоком подготовки и подачи водовоздушной смеси, первый вход которого соединен со вторым выходом блока регулирования, учета и подачи воды, а второй его вход подключен к выходу блока подготовки и подачи сжатого воздуха, а выходы подключены подающим и обратным трубопроводом к входу и выходу потребителя.