Закрытая водяная система централизованного теплоснабжения Советский патент 1984 года по МПК F24D17/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к закрытым водяным системам теплоснабжения и направлено на повышение их эффективности. Известна закрытая водяная система централизованного теплоснабжения, включающая двухтрубные магистральные тепловые сети, к которым подключены потребители тепла - системы отопления и горячего водоснабжения. Послед ние подключены к тепловым сетям по двухступенчатой последовательной схеме, В этой системе первая ступень подогревателя воды системы горячего водоснабжения подключена к обратному трубопроводу тепловой сети, вторая ступень - к подающему трубопроводу тепловой сети, и отвод теплоносителя из первой ступени и подвод теплоносителя во вторую ступень соединены обводной линией с задвижкой Вода для системы горячего водоснабжения из водопроводной сети подаетс в первую ступень подогревателя, из которого по соединительному трубопро воду поступает во вторую ступень подогревателя и далее через подающий трубопровод к точкам водоразбора. Циркуляционный трубопровод системы горячего водоснабжения имеет циркуля ционный насос и подключен к трубопро воду, соединяющему первую и вторую ступени Cl . Недостатки такой закрытой водяной системы теплоснабжения заключаются в том, что не используется или испол зуется только частично тепло обратной сетевой воды в системе горячего водоснабжения. Расход тепла в цирку ляционных системах горячего водоснаб жения составляет 30-40% от среднесуточного расхода тепла на горячее водоснабжение. Для нагрева циркуляционного расхода воды в системе горя чего водоснабжения отбирается сетева вода из подающего трубопровода. Это требует соответствующего увеличения расхода сетевой воды, дополнительных энергозатрат на ее прокачку, соотве ствующего увеличения диаметра трубс проводов тепловой сети, а значит, и дополнительных капиталовложений в ее сооружение. Температура сетевой воды в подающем трубопроводе большую часть отопительного периода поддерживается выше 100°С. Использование такой воды в качестве греющего теплоносителя в подогревателях: системы горячего водоснабжения ведет к образованию накипи на поверхностях труб, снижению их тепловой эффективности на 30-40% и увеличению в связи с этим расхода горячей воды, из тепловой сети, особенно в переходные периоды отопительного сезона. Кроме того, отложение накипи.резко увеличивает гидравлическое сопротивление системы и вызывает увеличение энергозатрат на прокачку среды. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является закрытая водяная система централизованного теплоснабжения, содержащая подающую и обратную магистрали, подающий и обратный трубопроводы системы отопления, трубопроводы холодной и горячей воды, регулятор постоянного расхода теплоносителя с датчиками перепада давления, установленными на подающем трубопроводе, элеватор, подогреватели горячей воды первой и второй ступеней, установленные на обратной магистрали перемычки с регуляторами температуры, датчики которых установлены на обратном трубопроводе системы отопления и на трубопроводе горячей воды, соединяющие подающий и обратный трубопроводы системы отопления .23. Недостатки известной системы заключаются в том, что необходимо устанавливать циркуляционные насосы для системы горячего водоснабжения, которые являются источниками повышенного щума в жилых помещениях при размещении их в тепловых пунктах отдельных зданий. По этой причине рекомендуется строить центральные (на группу зданий) тепловые пункты (ДТП) На значительном расстоянии от зданий с прокладкой к ним четырехтрубнцх распределительных тепловых сетей (двух для отопления и двух для горячего водоснабжения), один из которых циркуляционный. Это требует дополнительных капитальных вложений и эксплуатационных расходов, связанных с периодической перекладкой распределительных трубопроводов горячего водоснабжения, подвергающихся ин тенсивной внутренней и наружной коррозии; присоединение одновременно нескольких зданий к ЦТП создает большие трудности в распределении горячей воды между многочисленными подающими и циркуляционными стояками систем горячего водоснабжения и в обеспечении потребителей горячей водой с требуемой температурой,-ограничивается область ее применения величиной соотношения максимальных тепловых нагрузок горячего водоснабжения и отоп- о,в. ления У макс Например,при максимальной температуре сетевой воды эта система обеспечивает нормальную работу системы горячего водоснабжения прир 0,8. Это вызвано ограничением расхода греющей сетевой воды, которую можно использовать в целях горячего водоснабжения, расчетным отопительным расходом, пропускаемым регулятором ,расхода на тепловой пункт. Цель изобретения - снижение энер гозатрат на горячее водоснабжение. Поставленная цель достигается тем, что закрытая водяная система централизованного теплоснабжения, содержащая подающую и обратную магистрали, подающий и обратный трубопроводы системы отопления, трубопроводы холодной и горячей вод регулятор постоянного расхода тепло носителя с датчиками перепада давления, установленными на подающем трубопроводе, элеватор, подогревате горячей воды первой и второй ступеней, установленные на обратной магистрали, перемычки с регуляторам температуры, датчики которых устано лены на обратном трубопроводе систе мы отопления и на трубопроводе горячей воды, соединяющие подающий и обратный трубопроводы системы ото ления,вторая ступень подогревателя горячей воды выполнена в виде двухсекционных теплообменников, каждый из которых установлен непосредствен но у водоразборных кранов, причем секции соединены между собой по нагреваемой воде последовательно. При этом датчик перепада давлени регулятора расхода установлен на обратной магистрали. На чертеже представлена схема за крытой водяной системы централизованного теплоснабжения. Система содержит подающую магист раль 1, обратный трубопровод 2 системы отопления, вторую 3 и первую 4 ступени подогревателя горячей воды, перемычки 5 и 6 с регуляторами 7 и 8 температуры, трубопровод 9 горячей воды,обратную магистраль 10, водоразборные краны 11, подающий трубопровод 12 системы отоплени регулятор 13 расхода, систему 14 отопления, датчик 15 перепада давле ния и трубопровод 16 холодной воды. Система теплоснабжения работает следующим образом. Горячая вода из подающей магистрали 1 поступает через клапан регул /тора 13 расхода в подающий трубопро вод 12 системы отопления и далее в местную систему 14 отопления. Из системы отопления вода отводи ся по обратному трубопроводу систем 2 отопления, а затем поступает в обратную магистраль 10 с п-образньтм участком, на котором последовательн установлены двухсекционные теплообменники второй ступени 3 подогревателя горячей воды и подогреватель горячей воды первой ступени 4. В водоразборные краны 11 вода подается из трубопровода 16 холодной воды через подогреватель горячей воды первой ступени 4, трубопровод 9 горячей воды и параллельно подключенные к нему двухсекционные теплообменники второй ступени 3 подогревателя горячей воды, установленные на П-образном участке обратной магистрали. Указанная схема установки второй ступени 3 подогревателя обеспечивает поддержание практически одинаковой температуры горячей воды у потребителей, проживающих как на нижних, так и на верхних этажах зда-г ния, поскольку средняя температура .греющей воды в каждой паре подогревателей второй ступени будет одной и той же на любом из этажей. Например, температура греющей воды на первом этаже будет максимальной в подъемном трубопроводе П-образного участка и минимальной в опускном трубопроводе, а на последующих этажах температура в подъемном трубопроводе будет убывать, а в опускном возрастать. В холодный период отопительного сезона, когда температура воды в обратном трубопроводе 2 системы отопления достаточно высока для требуемого нагрева воды в системе горячего водоснабжения {т.е. когда ее температура ), клапан регулятора 7 температуры закрыт и вода из тепловой сети с расходом, равным расчетному расходу на отопление, поступает в подающий трубопровод системы отопления. I Некоторое кратковременное снижение этого расхода может иметь место только в часы максимального потребления тепла в системе горячего водоснабжения . В этот период клапан регулятора 8 температуры пропускает часть сетевой воды из подающей магистрали в Обратный трубопровод 2 системы отопления по перемычке б и клапан регулятора .13 расхода соответственно уменьшает на ту же величину расход сетевой воды в подающем трубопроводе системы отопления. При понижении температуры воды в обратном трубопроводе 2 системы отопления до значений ниже 60°С, при которых заданный нагрев воды в системе горячего водоснабжения становится невозможным, срабатывает клапан регулятора 7 температуры, имеющий соответствующую настройку, и вода из подающей магистрали 1 начинает поступать по перемычке 5 в обратный трубопровод 2 системы отопления, повышая температуру в нем до установленного значения,,после чего прекращается дальнейшее открытие клапана регулятора 7 температуры. В период повышенного и максимального водоразборав системе горячего водоснабжения, когда при установленной регулятором 7 температуре воды в обратной магистрали 10 заданный нагрев воды в системе горячего водоснабжения становится невозможньтм и температура нагрева воды в подогревателе первой ступени 4 горячей воды становится ниже температуры настройки этого регулятора, происходит открытие его клапана. При этом вода из подающей магист рали 1 поступает в обратную магистраль 10 через перемычку 6 и повышает температуру воды в ней до такого значения, при котором обеспечиваетс заданный нагрев воды в первой ступе ни 4 подогревателя горячей воды. Во всех случаях открытие клапано регуляторов 7 и 8 температуры сопро вождается перепуском части сетевой воды из подающеймагистрали в обрат ную 10 и соответственным уменьшением расхода воды в подающем трубопро воде 12 системы отопления. При этом в период максимального водоразбора, когда расход сетевой воды через клапаны регуляторов 7 и температуры равен расчетному расход сетевой воды на цели отопления или превышает его, клапан регулятора 13 расхода автоматически закрывается, поскольку перепад давления на датчике 15, передаваемый на исполнительный механизм регулятора 13 расхода, равен перепаду давления, на который отрегулирован регулятор 13 расхода или превыиает его. В этом случае система отопления мржет оказаться полностью отключенной. Полное отключение системы отопления может иметь место только в наиболее теплый период отопительн го сезона в течение 20-30 мин прохо дения вечерного максимума потребления горячей воды. Отключение систем отопления такж может осуществляться централизованнсз в теплые дни отопительного сезон ,при температуре наружного воздуха выше путем соответствующего понижения температуры воды,подаваемой от источника тепла, до темп ратуры, близкой к температуре настройки регулятора 7, который в этом случае открывается. Для того, чтобы расход через перемычку 5 в этом режиме не прев1 ал величину расчетного расхода на отопление, клапан регулятора 7 температуры должен быть снабжен ограничителем хода. При этом режиме работы системы необходимое увеличение расхода сетевой воды сверх расчетного расхода на отопление в период максимального разбора горячей воды обеспечивается клапаном регулятора 8 температуры. Централизованное отключение систем отопления в теплые дни отопительного сезона устранит традиционный перерасход тепла на цели отопления, имеющий место в известных системах. При использовании предлагаемой системы теплоснабжения обеспечиваются сокращение затрат на строительство тепловых сетей, экономия тепла, расходуемого на цели отопления и горячего водоснабжения, сокращение капитальных вложений в систему теплоснабжения за счет исключения необходимости строительства отдельностоящих ДТП и четырехтрубных распределительных теплов1- х сетей в городских кварталах, поддержание требуемой температуры горячей воды в водоразборных кранах потребителей без использованчя циркуляционных насосов, экономия электроэнергии, расходуемой на привод циркуляционных насосов системы горячего водоснабжения, снижение коррозии трубопроводов системы горячего водоснабжения в зданиях за счет снижения уровня температуры в них и уменьшения их протяженности практически в два раза,причемпотребители обеспечиваются горячей водой необходимой температуры при любых значениях f (макс.).

/ Т

1. ЗАКРЫТАЯ ВОДЯНАЯ СИСТЕМА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ,содержащая подающую и обратную магистрали, подающий и обратный трубопроводы системы отопления, трубопроводы холодной и горячей воды, регулятор постоянного расхода теплоносителя с датчиками перепада давлении, установленными на подающем трубопроводе, элеватор, подогреватели горячей воды первой и второй ступеней, установленные на обратной магистрали, перемычки с регуляторами температуры, датчики которых установлены на обратном трубопроводе системы отопления и на трубопроводе горячей воды, соединяющие подающий и обратный трубопроводы системы отопления, отличающаяся тем, что,с целью снижения энергозатрат на горячее водоснабжение, вторая ступень подогревателя горячей воды выполнена в виде двухсекционных теплообменников, каждый из которых установлен непосредственно у водоразборных сл кранов, причем секции соединены между собой по нагреваемой воде последовательно . 2. Система по п.1, отличающая с я тем, что датчик перепада давления регулятора расхода ус тановлен. на обратной магистрали. со о со со