Автономная система горячего водоснабжения Советский патент 1992 года по МПК F24D17/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в промышленных и бытовых системах горячего водоснабжения.

Известна система горячего водоснабжения, содержащая бак-аккумулятор, линию подпиточной водопроводной воды от магистрального трубопровода,подключенного параллельно через распределительные сети холодной, теплой и горячей воды и соответствующие водоразборные стояки к водоразборной и смесигельно-водоразборной арматуре, причем распределительная сеть горячей воды снабжена включенными последовательно по ходу потока нагревателями первой и второй ступени, в которых сетевая вода тепловой сети подогревает холодную водопроводную воду 1.

К недостаткам данной системы горячего водоснабжения относится слив в канализацию теплой и холодной воды после использования у потребителя, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу особенно ценной питьевой водопроводной поды, а также к перерасходу энергии.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемом/ результату является система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуля««

VJ XJ

ю

СП

со о

торы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, распределительные сети горячего водоснабжения и холодной воды, водоразборные краны холодной и горячей воды, иизкопотенциаль- ный источник теплоты, подключенный к испарителю теплового насоса, линию подпиточной воды от магистрального трубопровода, сливний трубопровод, насосы и магистральные сети 2,

В данной системе горячего водоснабжения питьевая вода и горячая вода после использования у потребителя сливаются в канализацию, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу питьевой водопроводной воды, а также к перерасходу энергии. Кроме этого, в качестве низкопотенциального источника теплоты используется навозохранилище, что существенно ограничивает область применения данной системы горячего водоснабжения.

Целью изобретения является уменьшение затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды,

На чертеже изображена схема предлагаемой системы горячего водоснабжения.

Автономная система горячего водоснабжения содержит бак-аккумулятор 1 горячей воды с уровнемером, в нижнюю часть которого вмонтирован доводчик температуры 2, а на его входном патрубке установлен вентиль 3, управляемый уровнемером, размещенным в баке-аккумуляторе 1 горячей воды. На подающем стояке 4 горячей воды размещены последовательно по ходу по ходу потока циркуляционный насос 5 и пиковый подогреватель 6, который расположен пе редтрубопроводами 7с водоразборными кранами горячей воды 8. Подающий стояк 4 через воздушный кран 9 сообщается с атмосферой. На обратном стояке 10 размещен обратный клапан 11. В соста,в системы входит бак-аккумулятор 12 холодной воды с уровнемером. На подающем стояке 13-хо- лодной воды размещен циркуляционный насос 14. К обратному стояку подключены трубопроводы 15 с водоразборными кранами 16 холодной воды, а перед баком-аккумулятором 12 на обратном стояке установлен обратный клапан 17. Подающий стояк 13 через воздушный кран 18 сообщается с атмосферой. Водоразборные краны горячей 8 и холодной 16 воды подключен к смесителям 19, из которых смесь холодной и горячей воды подается к абоненту, а использованная вода через приемники слива 20 (раковины, ванны и т.д.) поступает в сливные трубопроводы 21, каждый из которых снабжен отстойником 22 с уровнемером, на сливном патрубке которого

установлен регулируемый вентиль 23, упа- равляемый от уровнемера, а на выходном - регулятор температуры 24 с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к трубопровдам теплового 25 и холодного 26 слива. На трубопроводе холодного слива 26 последовательно размещены фильтры 27 и бак-аккумулятор 28 холодного слива, а на трубопроводе теплового

0 слива 25 последовательно по ходу потока размещены фильтры 29, бак-аккумулятор теплового слива 30 с уровнемером, насос 31, химводоподготовительная установка 32. Холодная вода из бака-аккмулятора 28 хо5 лодного слива с помщью насоса 33 подается в бачки санузлов (на схеме не показано). На трубопроводе теплового слива 25 и на трубопроводе холодного слива 26 перед фильтрами 29 и 27 и за ними, между

0 баком-аккумулятором теплового слива 30 и насосом 31, а также перед насосом 33 и за ним установлены запорные вентили 34. Трубопровод теплового слива 25 после химво- доподготовительной установки 32

5 разветвлен на два трубопровода, один тру- бопровд 35 подсоединен к входу испарителя 36 теплового насоса с греющей стороны, выходной трубопровод 37 из которого соединен с распределительной сетью 38 холод0 ной воды, а другой трубопровод 39 подсоединен к входу конденсатора 40 с нагреваемой стороны, выходной трубопровод из которого соединен с распределительной сетью 41 горячего водоснабжения, 8 состав

5 теплового насоса входят, кроме испарителя 36 и конденсатора 40, компрессор 42 с приводом 43 и дроссельный вентиль 44. На разветвлении трубопроводов установлены вентили 45и 46, позволяющие изменять сот0 ношение потоков воды, направляемой в распределительные сети горячего водоснабжения 41 и холодной воды 38. Между распределительными сетями горячего водоснабжения 41 и холодной воды 38 установ5 лена перемычка 47, на которой размещен насос 48 и регулятор температуры 49 с температурным датчиком, установленным на распределительной сети 41 горячего водоснабжения, В испарителе 36 теплового на0 coca установлена теплообменная поверхнсть 50, а на линии подпиточной воды установлены последовательно по ходу движения потока регулируемый вентиль 51 и регулятор температуры 52 с трехходовым

5 краном, один из выходных штуцеров которого подключен с помощью трубопровода 53 непосредственно к выходному трубопроводу 37 испарителя 36 через обратный клапан 54 и к распределительной сети питьевой воды 55 с водоразборными кранами 56, а

другой выходной штуцер через обратный клапан 57 подключен к выходному трубопроводу 37 испарителя 36 через установленную в нем теплообменную поверхность 50. К распределительной сети 38 холодной воды подключен вентиль 58, управляемый уровнемером, установленным в баке-аккумуляторе 12 холодной воды, а между насосом 31 и химводоподготовительной установкой 32 установлен регулируемый вентиль 59, управляемый от уровнемера бака-аккумулятора теплового слива 30. Все трубопроводы и аппараты системы теплоизолированы (на схеме не показано). Кроме этого, к испарителю 36 подводится теплота от низкопотенциального источника тепла.

Система горячего водоснабжения работает следующим образом.

В периоды водозабора горячая и холодная вода из баков-аккмуляторв горячей 1 и холодной 12 воды с помощью насосов 5 и 14 соответственно подается черз краны горячей 8 и холодной 16 воды в смесители 19, а после использования сливается через приемники слива 20 (раковины, ванны и т.д.) в сливные трубопроводы 21, а из них в отстойники 22, где сливная вода проходит очистку от крупных механических включений. При накоплении отстоя с отстойнике 22 до заданного уровня по сигналу от уровнемера открывается вентиль 23 и отстой сливается в канализацию. Регулятор температуры 24, установленный на выходном патрубке отстойника 22, в зависимости от температуры сливной воды направляет ее либо в трубопровод теплового слива 25, либо в трубопровод холодного слива 26. В трубопровод холодного слива вода направляется, если ее температура равна или ниже 5°С. По мере движения по трубопроводу холодного слива 26 вода проходит полную очистку от механических примесей в филы ре 29. После очистки от механических примесей вода сливается в бак-аккумулятор теплового слива 30 с размещенным в нем уровнемером. Насос 31 может включаться в работу как по сигналу уровнемера при достижении верхнего уровня сливной воды в баке-аккумуляторе теплового слива 30, который одновременно с включением насоса 31 открывает регулируемый вентиль 59 и включает привод 43 компрессора 42 теплового Hacocat так и по команде оператора в период ночного провала нагрузки. При включении насоса 31 и теплового насоса вода из бака-аккумулятора теплового слива 30 поступает в химводопсдготовительную установку 32, где она проходит химическую, биологическую и другие виды обработки, Часть потока очищенной и обработанной

воды охлаждается в испарителе 36 до температуры 4-5°С, а другая ее часть нагревается в конденсаторе 40 теплового насоса. Нагретая и охлажденная вода после теплового насоса поступает в распределительные сети горячей 41 и холодной 38 воды, откуда она попадает в местные системы горячего водоснабжения и холодной воды, а из них в баки-аккумуляторы горячей 1 и холодной 12

воды. Если температура воды после конденсатора 40 ниже заданного значения, догрев ее производится доводчиком температуры 2, установленном в баке-аккумуляторе 1 горячей воды. В качестве доводчика температуры могут использоваться либо электрический нагреватель, либо нагреватель, в котором используется теплота сетевой воды из подающей линии тепловой сети. Для пдогрева горячей воды может также

использоваться пиковый пдогреватель 6, когда абоненту в течение непродолжительного времени требуется воды с повышенной температурой. В случае , когда температура воды после конденсатора выше заданного значения, по сигналу температурного датчика, установленного на распределительной сета 41 горячей воды, открывается вентиль регулятора температуры 49 и включается насос 40. В результате холодная вода

из распределительной сети холодной воды 38 подмешивается к горячей, снижая ее температуру до заданного значения. Если вода в баке-аккумуляторе 1 горячей воды достигает верхнего уровня, по сигналу уровнемера закрывается вентиль 3 и выключается тепловой нассс. При достижении верхнего уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной воды по сигналу уровнемера открывается вентиль 3, через который излишек холодной воды сливается в канализацию. В случае снижения уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной вды до нижней отметки, по сигналу уровнемера открывается вентиль 51 на линии подпиточной

воды, если при этом уровень воды в баке-аккумуляторе 30 ниже нижнего предельного уровня. Для использования теплоты подпиточной воды в испаритель 36 теплового насоса вмонтирована теплообменная

поверхнсть 50, через которую пропускается подпиточная вода при температуре, превышающей нижний допустимый предел. Если температура подпиточной воды равна или меньше нижнего предела, подпиточная вода поступает в систему, минуя теплообменную поверхность 50. Переключение поткоов подпиточной воды осуществляется с по- мщью регулятора температуры 52 с трехходовым краном.

Данная автономная система горячего водоснабжения позволяет использовать сливную воду как в качестве низколотенци- ального источника теплоты, так и повторно после соответствующей очистки и обработки в качестве горячей и холодной воды в системе горячего водоснабжения с возможностью регулирования температуры горячей воды на водоразборе, что позволяет экономить не только энергию, но также и питьевую водопроводную воду со значительным снижением затрат на магистральные сети. Система позволяет также холодную воду с температурой 5°С и ниже, использованную потребителем, после соответствующей очистки от механических примесей направлять в бачки санузлов, что также позволяет экономить питьевую водопроводную воду. Кроме этого, существенно расширяется область применения такой системы, так как она не связана с внешним низкопотенциальным источником теплоты. Достоинством этой системы является также и то, что она не загрязняет окружающую среду тепловыми выбросами и сточными водами.

Формула изобретения Автономная система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуляторы горячей и холодной ВОДУ, установленные на трубопроводах горячей м холодной воды соответственно, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды от магистрального трубопровода и

сливной трубопровод, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды, система дополнительно

содержит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и пследовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя, соответственные линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды, линия подпиточной воды снабжена регулятором температуры с трехходовым краном, выходные штуцеры которого подключены к распределительномоу трубопроводу холодной воды, причем один - непосредственно, а другой - через дополнительную теплообменную поверхность испарителя бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды, при этом она содержит соединенные с выходом отстойника

дополнительные фильтр и бак сливной воды, при зтом в месте соединения основных и дополнительных элементов с выходом отстойника установлен регулируемый по температуре трехходовой клапан.

ч-а

|ц7

S

Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения. Сущность изобретения: система содержит баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды от магистрального -трубопровода и сливной трубопровод. Система также содержит на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя теплового насоса, соответствующие линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды. Линия подпиточной воды снабжена регулятопом температуры с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем один - непосредственно, а другой через дополнительную теплообменную поверхность испарителя. Бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. 1 ил. сл с

S2

Й

IP

to

Ј

и