СИСТЕМА ТЕПЛОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК F24D3/12 F01K17/02 

Область техники

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике, в частности к централизованному теплоснабжению и электроснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.

Уровень техники

В настоящее время известны различные системы централизованного отопления и электроснабжения.

Аналогом данной системы можно считать:

систему теплоэлектроснабскения по патенту РФ №2174610, МКИ F01K 17/02, оп. 2001.10.10, включающую прямой и обратный магистральный трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения.

Недостатками аналога являются: недостаточно высокая надежность электрической части системы, повышенные габаритные размеры электрических трансформаторов, повышенные температурные нагрузки на электрической части системы в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды, недостаточная экологичность, недостаточная эффективность теплоотвода от трансформаторов, недостаточное использование теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Наиболее близким аналогом для предлагаемой системы является интегрированная с системой электроснабжения система централизованного теплоснабжения по патенту РФ №2168113, МКИ F24D 3/12, оп. 2001.05.27, включающая прямой и обратный магистральный трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения.

Недостатками наиболее близкого аналога являются: недостаточно высокая надежность электрической части системы, повышенные габаритные размеры электрических трансформаторов, повышенные температурные нагрузки на электрической части системы в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды, недостаточная экологичность, недостаточная эффективность теплоотвода от трансформаторов, недостаточное использования теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Наиболее близким аналогом для предлагаемого способа можно считать «Способ работы тепловой электрической станции» по патенту РФ №2174610, МКИ F01K 17/02, оп. 2001.10.10, включающий выработку электрической энергии и доставку ее потребителям электрической энергии, нагрев сетевой воды и доставку потребителям тепловой энергии по магистральным трубопроводам тепловой сети.

Недостатками наиболее близкого аналога являются: недостаточно высокая надежность электрической части системы, повышенные температурные нагрузки на электрической части система в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды, недостаточная экологичность, недостаточное использование теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Аналогом для предлагаемого трансформатора можно считать трансформатор жидкостный с охладителем, конструкция которого описана в "Худяков З.И. Устройство и ремонт трансформаторов. М.: Высшая школа, 1971, 240 с." на страницах 109-111, включающий обмотки, бак с трансформаторной жидкостью, циркуляционный насос и воздушный теплообменник с вентиляторами.

Недостатками аналога являются: повышенные габаритные размеры трансформатора, недостаточная надежность трансформатора, недостаточная эффективность теплоотвода от трансформатора.

Наиболее близким аналогом для одного из вариантов предлагаемого трансформатора можно считать трансформатор жидкостный с водяным охладителем («самый мощный»), конструкция которого описана в «Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, 832 с.» на странице 259, включающий обмотки, бак с трансформаторной жидкостью, циркуляционный насос и водяной теплообменник.

Наиболее близким аналогом для одного из вариантов предлагаемого трансформатора можно считать трансформатор жидкостный с воздушным охладителем с номинальной полной мощностью 10÷60 MB·A, конструкция которого описана в «Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978, 832 с.» на странице 259, включающий обмотки, бак с трансформаторной жидкостью, вентилятор и трубчатый охладитель.

Недостатками наиболее близких аналогов являются: повышенные габаритные размеры трансформатора, недостаточная надежность трансформатора, недостаточная эффективность теплоотвода от трансформатора, повышенная стоимость эксплуатации трансформатора.

Раскрытие изобретений

В существующих системах теплоэлектроснабжения в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды часто потребители тепловой и электрической энергии, например физические лица, для обогрева помещений задействуют приемники-потребители электрической энергии. Это, в свою очередь, увеличивает нагрузку на электрическую часть системы теплоэлектроснабжения, в частности трансформаторы, преобразующие высоковольтное напряжение в низковольтное, работают в режиме повышенных тепловых нагрузок, что может приводить к выходу трансформаторов из строя. Примером развития событий по такому, сценарию может служить аварийное отключение электрической энергии в нескольких районах г.Москвы в мае 2005 года по причине аварии на трансформаторной подстанции в Чагино.

Использование системы «с обратной связью» позволит при отводе тепловой энергии, выделяемой трансформаторами, в обогреваемые помещения, в которых при вышеописанных условиях задействуют приемники-потребители электрической энергии, быстрее достигать комфортной температуры, отключать задействованные приемники-потребители электрической энергии и снижать нагрузку на электрическую часть системы теплоэлектроснабжения.

Задача изобретений - улучшить систему теплоэлектроснабжения.

Технические результаты изобретений:

1) повышение КПД системы;

2) повышение экологичности системы;

3) повышение надежности системы;

4) повышение полноты использования теплотворной способности топлива источником централизованного теплоснабжения;

5) снижение температурных нагрузок на электрическую часть системы в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды;

6) снижение стоимости эксплуатации системы;

7) снижение габаритных размеров электрических трансформаторов;

8) повышение эффективности теплоотвода от трансформаторов.

Технические результаты достигаются тем, что система теплоэлектроснабжения содержит подсистему теплоснабжения с прямым и обратным магистральными трубопроводами тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, по меньшей мере, с одним отопительным прибором здания, подсистема электроснабжения содержит электростанцию, линии электропередач, по меньшей мере, один трансформатор жидкостной, включающий, по меньшей мере, один насос и разделительный теплообменник, вторичный контур которого соединен, по меньшей мере, с одним отопительным прибором здания или, по меньшей мере, с одной низкотемпературной системой теплопотребления здания.

Технические результаты могут достигаться также тем, что отопительный прибор здания, соединенный с вторичным контуром разделительного теплообменника трансформатора, низкотемпературный.

Технические результаты достигаются также тем, что способ работы системы теплоэлектроснабжения заключается в том, что вырабатывают и доставляют потребителям электрическую и тепловую энергию, а тепловую энергию, выделяемую трансформаторами, отводят в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения.

Технические результаты достигаются тем, что трансформатор жидкостный содержит, по меньшей мере, одну обмотку, бак с трансформаторной жидкостью, циркуляционный насос и разделительный теплообменник, при этом вторичный контур снабжен циркуляционным насосом, а теплоноситель вторичного контура разделительного теплообменника при работе упомянутого циркуляционного насоса подается, по меньшей мере, в один отопительный прибор здания или, по меньшей мере, в одну низкотемпературную систему теплопотребления здания.

Технические результаты достигаются тем, что трансформатор жидкостный содержит, по меньшей мере, одну обмотку, бак с трансформаторной жидкостью и соединен с воздушным контуром подачи нагретого трансформатором воздуха в отапливаемое, по меньшей мере, одним отопительным прибором здание или помещение.

Технические результаты достигаются тем, что трансформатор содержит, по меньшей мере, одну обмотку и соединен с воздушным контуром подачи нагретого трансформатором воздуха в отапливаемое, по меньшей мере, одним отопительным прибором здание или помещение.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема системы теплоэлектроснабжения с жидкостным трансформатором и жидкостным теплообменником трансформатора.

На фиг.2 представлена схема системы теплоэлектроснабжения с жидкостным трансформатором и воздушным теплообменником трансформатора.

На фиг.3 представлена схема системы теплоэлектроснабжения с сухим трансформатором и воздушным теплообменником трансформатора.

Осуществление изобретения

Система теплоэлектроснабжения содержит подсистему использования тепловой энергии, включающую прямой 1 и обратный 2 магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, по меньшей мере, с одним отопительным прибором 3 здания 4, подсистема электроснабжения содержит электростанцию 5, линии электропередач 6, по меньшей мере, один трансформатор 7, например жидкостный, включающий циркуляционный насос 8 и разделительный теплообменник 9, вторичный контур 10 которого соединен, по меньшей мере, с одним отопительным прибором 11 (3) здания или, по меньшей мере, с одной низкотемпературной системой теплопотребления здания.

Отопительный прибор 3 здания, соединенный с вторичным контуром разделительного теплообменника трансформатора 7, может быть выполнен низкотемпературным.

Трансформатор 7, например жидкостный, содержит, по меньшей мере, одну обмотку 12, бак 13 с трансформаторной жидкостью 14, циркуляционный насос 8 и разделительный теплообменник 9, при этом вторичный контур 10 снабжен циркуляционным насосом 15, а теплоноситель вторичного контура 10 разделительного теплообменника 9 при работе упомянутого циркуляционного насоса 15 подается, по меньшей мере, в один отопительный прибор 3 (11) здания 4 или, по меньшей мере, в одну низкотемпературную систему теплопотребления здания.

Трансформатор 16 жидкостный содержит, по меньшей мере, одну обмотку 12, бак 13 с трансформаторной жидкостью 14 и соединен с воздушным контуром 17 подачи нагретого трансформатором 16 воздуха в отапливаемое, по меньшей мере, одним отопительным прибором 3 здание 4 или помещение.

Трансформатор 18 содержит, по меньшей мере, одну обмотку 12 и соединен с воздушным контуром 17 подачи нагретого трансформатором воздуха в отапливаемое, по меньшей мере, одним отопительным прибором 3 здание 4 или помещение.

Подсистема теплоснабжения может включать центральные тепловые подстанции 19.

Система теплоэлектроснабжения работает следующим образом. Вырабатывают и доставляют потребителям электрическую и тепловую энергию соответственно подсистемами теплоснабжения и электроснабжения, а выделяемую трансформаторами 7 (16, 18) в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения 4.

Изготовление элементов системы теплоэлектроснабжения может быть осуществлено из известных комплектующих и материалов и известными методами.

Соединение элементов теплоэлектроснабжения может быть осуществлено известными методами.

Таким образом, система теплоэлектроснабжения позволяет достичь указанных выше технических результатов.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике, в частности к централизованному теплоснабжению и электроснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Технический результат: повышение КПД, экологичности и надежности системы, полноты использования теплотворной способности топлива источником централизованного теплоснабжения, эффективности теплоотвода от трансформаторов, снижение температурных нагрузок на электрическую часть системы в периоды интенсивного понижения температуры окружающей среды, стоимости эксплуатации и габаритных размеров электрических трансформаторов. Система теплоэлектроснабжения содержит подсистему использования тепловой энергии, прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, по меньшей мере, с одним отопительным прибором здания, и подсистему электроснабжения. При этом подсистема электроснабжения содержит электростанцию, линии электропередач, по меньшей мере, один трансформатор жидкостный, содержащий, по меньшей мере, одну обмотку, бак с трансформаторной жидкостью, циркуляционный насос и разделительный теплообменник, вторичный контур которого снабжен циркуляционным насосом, а теплоноситель вторичного контура разделительного теплообменника при работе упомянутого циркуляционного насоса подается, по меньшей мере, в один отопительный прибор здания, соединенный со вторичным контуром разделительного теплообменника. Также описан вариант системы теплоэлектроснабжения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система теплоэлектроснабжения, содержащая подсистему использования тепловой энергии, прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, по меньшей мере, с одним отопительным прибором здания, и подсистему электроснабжения, отличающаяся тем, что подсистема электроснабжения содержит электростанцию, линии электропередач, по меньшей мере, один трансформатор жидкостный, содержащий, по меньшей мере, одну обмотку, бак с трансформаторной жидкостью, циркуляционный насос и разделительный теплообменник, вторичный контур которого снабжен циркуляционным насосом, а теплоноситель вторичного контура разделительного теплообменника при работе упомянутого циркуляционного насоса подается, по меньшей мере, в один отопительный прибор здания, соединенный со вторичным контуром разделительного теплообменника.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что отопительный прибор здания, соединенный со вторичным контуром разделительного теплообменника трансформатора, является низкотемпературным.3. Система теплоэлектроснабжения, содержащая подсистему использования тепловой энергии, прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, по меньшей мере, с одним отопительным прибором здания, и подсистему электроснабжения, отличающаяся тем, что подсистема электроснабжения содержит электростанцию, линии электропередач, по меньшей мере, один трансформатор жидкостный, содержащий, по меньшей мере, одну обмотку и бак с трансформаторной жидкостью, и соединенный с воздушным контуром подачи нагретого им воздуха в отапливаемое, по меньшей мере, одним отопительным прибором, здание или помещение.