УСТАНОВКА НАСОСА ПОДМЕШИВАНИЯ В ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F24D19/00 

Данное техническое решение относится к энергетике и применимо в области централизованного теплоснабжения локальных и местных тепловых сетей.

Местная тепловая сеть - это система отопления одиночно стоящих зданий либо группы помещений в здании.

Локальная (квартальная) тепловая сеть объединяет несколько местных тепловых сетей. Использование насоса подмешивания в локальной сетях отопления служит для снижения температуры теплоносителя внутри сети и доведения ее до санитарных норм. Температура не должна превышать 95°С.

В настоящее время для снижения температуры теплоносителя в местной тепловой сети применяются элеваторные узлы типа УТЭ, изготовленные по стандарту ТУ400-38-111-91. Конструкция и назначение элеваторных узлов описаны на сайте zhkx/17-elevatornyi-uzel-elevator, которые можно рассматривать в качестве прототипа предлагаемому техническому решению. Недостатками рассматриваемого прототипа являются:

- ограниченная пропускная способность;

- отсутствие достаточного напора теплоносителя, необходимого для прокачки локальной сети;

- необходимость поддерживания перепада давлений между подающим трубопроводом и трубопроводом обратки не менее 0.25МПа;

- необходимость поддерживания в системе отопления достаточно высокого избыточного давления от 0.7МПа и выше.

Установка в Центральном Тепловом Пункте (далее ЦТП) локальной сети подмешивающего насоса между подающим и трубопроводом обратки решает проблемы, связанные с установкой в ЦТП элеваторного узла. Но при пробных установках в ЦТП насоса подмешивания между трубопроводом обратки и подающим трубопроводами выяснилось, что при пуске насоса подмешивания возникает гидроудар, способный разрушить систему отопления. Пуском насоса подмешивания на закрытую задвижку и плавное ее открытие можно избежать гидроудара, но турбулентность, возникающая в зоне подмеса в подающем трубопроводе, гасила энергию потоков теплоносителя от теплогенерирующего источника и потока от насоса подмешивания, что, в свою очередь, препятствовало прокачке теплоносителя в локальной сети.

Для устранения турбулентности в зоне подмеса теплоносителя в трубопроводе подачи в ЦТП мною была разработана и внедрена система врезки насоса подмешивания в локальную сеть отопления через направляющие патрубки. В зоне врезки всасывающей трубы насоса подмешивания в трубопровод обратки вваривается направляющий патрубок, направленный против хода движения теплоносителя. Такое положение направляющего патрубка создает дополнительный напор во всасывающей трубе насоса подмешивания. Но для уменьшения избыточного давления во всасывающей трубе насоса подмешивания площадь сечения направляющего патрубка уменьшается в два раза по отношению к площади сечения всасывающей трубы насоса подмешивания. В зоне врезки напорной трубы насоса подмешивания в трубопровод подачи направляющий патрубок вварен по ходу движения теплоносителя. Такое положение направляющего патрубка препятствует возникновению турбулентности в зоне подмеса теплоносителей. Площадь сечения направляющего патрубка уменьшена в два раза по отношению к площади сечения напорной трубы насоса подмешивания. Данное техническое решение позволяет избежать гидроудара в момент пуска насоса подмешивания, повышает избыточное давление в напорной трубе насоса подмешивания, что в свою очередь позволяет значительно повысить скорость потока теплоносителя в трубопроводе подачи локальной сети отопления. Следует отметить, что выше перечисленные технические решения повышают производительность насоса подмешивания на 30%.

Установка насоса подмешивания в локальных сетях систем центрального отопления, по сравнению с прототипом, обладает следующими преимуществами:

- упрощение конструкции локальной сети отопления за счет отсутствия внутри локальной сети элеваторных узлов;

- за счет повторного использования тепловой энергии теплоносителя достигается экономия тепловой энергии более 30% от расчетных величин;

- за счет увеличения скорости потока теплоносителя значительно повышается эффективность работы калориферных установок;

- снижается избыточное давления внутри локальной сети до 0.3-0.4МПа;

- снижается перепад давлений между трубопроводом подачи и трубопроводом обратки до 0.04Мпа;

- возникает возможность упрощенного перевода локальной сети отопления на режим «выходного» и «рабочего» дня.

Экономический эффект данного технического решения основан на повторном использовании тепловой энергии теплоносителя, возвращаемого потребителем теплогенерирующему источнику, где тепловая энергия теряется в накопительных бассейнах и отстойниках.

Экономия тепловой энергии в локальной тепловой сети, при использовании насоса подмешивания, достигается за счет снижения потребления тепловой энергии поступающей от теплогенерирующего источника. Данная потеря тепловой энергии компенсируется увеличением в 4 раза, за узлом подмешивания, количества прокачиваемого через локальную тепловую сеть теплоносителя. Это условие удовлетворяется установкой в тепловой сети насоса подмешивания.

Следует отметить, что приведенные в графической части заявки размеры, приемлемы только для локальной тепловой сети ОАО «ИМЗ», г. Ишимбай, республика Башкортостан, Россия, где установлен и эксплуатируется с 2010 года насос подмешивания. При разработке проекта установки насоса подмешивания в локальную или местную тепловую сеть следует исходить из данных «Технического задания» на данную локальную или местную тепловую сеть. В качестве базовой расчетной величины принимается часовой расход теплоносителя в локальной или местной тепловой сети, который умножается на коэффициент 4. По полученному результату следует выбирать производительность насоса. Исходя из технических данных насоса подбираются диаметры всасывающей и напорной труб. Площадь сечения направляющих патрубков должна быть в два раза меньше площади сечения всасывающей и напорной труб насоса подмешивания. Однако уменьшение диаметра направляющих патрубков в местной тепловой сети не обязательно.

Краткое описание чертежей.

Техническая сущность предложенного решения поясняется чертежами на которых:

Фигура 1 - установка насоса подмешивания, вид сбоку;

Фигура 2 - установка насоса подмешивания, вид сверху;

Фигура 3 - схема врезки направляющих патрубков.

Насос подмешивания (фиг. 1 поз. 1) устанавливается в ЦТП локальной теплосети. Теплоноситель по трубопроводу обратки (фиг. 3 поз. 3) поступает через направляющий патрубок (фиг. 3 поз. 7) во всасывающую трубу (фиг. 3 поз. 6) насоса подмешивания (фиг. 1 поз. 1), который под избыточным давлением перекачивает теплоноситель через напорную трубу (фиг. 3 поз. 5) и направляющий патрубок (фиг. 3 поз. 4) в трубопровод подачи (фиг. 3 поз. 2), где происходит смешивание потоков остывшего и горячего теплоносителей. Направляющий патрубок (фиг. 3 поз. 7) в трубопроводе обратки (фиг. 3 поз. 3) направлен против хода движения потока теплоносителя, что создает подпор во всасывающей трубе (фиг. 3 поз. 6) насоса подмешивания (фиг. 1 поз. 1) и увеличивает производительность насоса. Направляющий патрубок (фиг. 3 поз. 4) на трубопроводе подачи (фиг. 3 поз. 2) направлен по ходу движения потока теплоносителя, что позволяет избежать турбулентности в зоне смешивания остывшего и горячего теплоносителей. Стрелками на (фиг. 2 и фиг. 3) показано направление движения теплоносителя. Площадь сечения направляющих патрубков (фиг. 3 поз. 4 и фиг. 3 поз. 7) в два раза меньше площади сечения напорной трубы (фиг. 3 поз. 5) и площади сечения всасывающей трубы (фиг. 3 поз. 6) насоса подмешивания.

Данное техническое решение относится к энергетике и применимо в области централизованного теплоснабжения локальных и местных тепловых сетей. Установка насоса подмешивания в локальных сетях систем центрального отопления характеризуется тем, что направляющий патрубок всасывающей трубы насоса подмешивания вваривается в трубопровод обратки в ЦТП локальной сети против хода движения теплоносителя, для создания подпора во всасывающей трубе насоса подмешивания, площадь сечения направляющего патрубка меньше площади сечения всасывающей трубы в два раза, для снижения избыточного давления во всасывающей трубе насоса подмешивания, а направляющий патрубок на напорной трубе насоса подмешивания вваривается в трубопровод подачи в ЦТП локальной сети по ходу движения теплоносителя для снижения турбулентности в зоне подмешивания горячего и холодного теплоносителей, площадь сечения направляющего патрубка в два раза меньше площади сечения напорной трубы насоса подмешивания для придания дополнительной энергии потоку теплоносителя в подающей трубе локальной сети. 3 ил.

Установка насоса подмешивания в локальных сетях систем центрального отопления характеризуется тем, что направляющий патрубок всасывающей трубы насоса подмешивания вваривается в трубопровод обратки в ЦТП локальной сети против хода движения теплоносителя, для создания подпора во всасывающей трубе насоса подмешивания, площадь сечения направляющего патрубка меньше площади сечения всасывающей трубы в два раза для снижения избыточного давления во всасывающей трубе насоса подмешивания, а направляющий патрубок на напорной трубе насоса подмешивания вваривается в трубопровод подачи в ЦТП локальной сети по ходу движения теплоносителя для снижения турбулентности в зоне подмешивания горячего и холодного теплоносителей, площадь сечения направляющего патрубка в два раза меньше площади сечения напорной трубы насоса подмешивания для придания дополнительной энергии потоку теплоносителя в подающей трубе локальной сети.