Система теплоснабжения Советский патент 1992 года по МПК F24D1/00 

Изобретение относится к области теплоснабжения и может найти применение в производственных процессах, требующих безнасосной передачи тепла в направлении сверху вниз.

Известна система теплоснабжения, включающая установленный на крыше водогрейный котел и циркуляционные насосы, объединенные посредством трубопроводов с котлом и потребителями тепла в замкнутый циркуляционный онтур.

Недостатком такой системы является ее низкая эффективность, обусловленная ограничениями в нагреве воды. Вследствие того, что котел размещен на лрыше и внутри него имеет место низкое гидростатическое давление, попытки увеличить производительность котельной могут привести к вскипанию жидкости и к срыву работы системы. Такая система характеризуется также затратами энергии на привод насосов, которые возрастают по мере увеличения высоты здания вследствие повышения отрицательного гравитационного давления.

Известной является система теплоснабжения, состоящая из парового котла и потребителей, присоединенных к котлу в верхней точке посредством паропровода, а в нижней - посредством конденсатопрово- да через конденсатный бак и конденсатный насос. Такая система позволяет разместить котел на крыше и тем самым дает возможность для другого, более эффективного использования нижней части зданий, а также позволяет применять газ в качестве топлива. Однако она требует затрат энергии на привод конденсатных насосов, что не позволяет использовать ее для случаев размещех XI 00 4 СЛ

ния источника тепла над потребителями (в настоящее время в качестве крышных применяют только водогрейные).

Известна также система теплоснабжения, содержащая пароводогрейный котел с водяным циркуляционным контуром.

Использование такого котла в крышном варианте требует затрат энергии на циркуляцию воды в водогрейном контуре и на подачу питательной воды из деаэратора в барабан котла.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.

Цель достигается тем, что система теплоснабжения дополнительно оборудована размещенным ниже котла осмотическим аппаратом с водяным и растворными камерами, отделенными друг от друга полупроницаемыми мембранами, и трубопроводами циркуляционного контура, объединяющими входы и выходы растворных камер осмотического аппарата с водяным объемом котла, при этом трубопровод конденсата присоединен к водяным камерам осмотического аппарата.

Для поддержания в циркуляционном контуре заданной концентрации раствора к трубопроводам циркуляционного контура системы присоединен растворный бак с затворными ящиками.

На чертеже представлена схема системы теплоснабжения.

Схема включает паровые котлы 1, паропровод 2, потребители тепла (теплообменники, приборы отопления и т.п) 3, подпиточный трубопровод с вентилем 4, конденсагопровод 5, осмотический аппарат 6, содержащий растворные камеры 7, водяные камеры 8, отделенные друг от друга мембраной 9, продувочный трубопровод 10, трубопроводы циркуляционного контура 11, трубопроводы 12 растворного бака 13, затворные ящики 14, размещенные в растворном баке.

Система работает следующим образом.

Внутренний объем системы (трубопроводов, котлов, потребителей энергии и осмотических аппаратов) заполняют водой через трубопровод 4 и паропровод 2, после чего вентиль закрывают. Вентиль на продувочном трубопроводе 10 при этом закрыт. После заполнения осуществляют нагрев воды в котлах 1. При нагреве образуется пар и по паропроводу 2 поступает к потребителям 3, где он конденсируется, охлаждается и поступает в водяные камеры 8 осмотического аппарата 6,

Образование пара сопровождается повышением концентрации соли в водяном объеме котла, что вызывает перемещение

раствора по левому трубопроводу 11 циркуляционного контура из нижней части котла 1 в нижнюю часть растворных камер 7 осмотического аппарата 6, В осмотическом аппарате таким образом создаются условия для протекания процесса прямого (естественного) осмоса, так как с одной стороны мембраны 9 имеется соленая вода, а с другой - конденсат (обессоленная вода). Вследствие

0 осмоса конденсат проникает в контур циркуляции, преодолевая гидростатическое давление, имеющееся в нижней точке этого контура.

Известно, что если в нижней части кон5 тура плотность жидкости уменьшать, а в верхней - увеличивать, то в контуре начнется циркуляционное движение этой жидкости. Условия для циркуляции в предлагаемом контуре обеспечиваются за

0 счет разбавления раствора соли в нижней части контура (уменьшение плотности жидкости) и его концентрирования в верхней части (увеличение плотности).

Циркуляционное движение жидкости в

5 контуре используется для передачи тепла к потребителям 3, присоединенным к циркуляционному контуру, и для интенсификации циркуляции нагреваемой жидкости в водяном объеме котла (известно, что циркуляци0 ониый напор зависит от высоты размещения центра концентрирования над центром разбавления).

По мере накопления соли в водяной камере вследствие выноса ее из котла с паром

5 камера может быть продута посредством трубопровода с вентилем 10.

Для пополнения циркуляционного контура 11 солью открывают вентиль на трубопроводе 12. При этом соленая вода (раствор)

0 начинает циркулировать и через растворные баки, где, двигаясь вдоль поверхности твердой фазы соли, насыпанной в затворные ящики 14, увеличивает свое солесодер- жание. При достаточной концентрации соли

5 в контуре вентили на трубопроводах 12 закрывают. Так осуществляется работа системы при передаче тепла потребителям с паром и с водой циркуляционного контура. Система теплоснабжения может рабо0 тать как на соли, присутствующей в водопроводной воде, концентрация которой повышается вследствие выпаривания части растворителя, так и на растворе, приготовляемом путем растворения соли в раствор5 ном баке 14 Для снижения коррозионной активности в раствор могут быть добавлены ингибиторы коррозии, действующие в концентрированных растворах.

Преимуществом изобретения по сравнению с прототипом является снижение

энергозатрат на привод конденсатных.и циркуляционных насосов. При условии контакта раствора контура с конденсатом и водопроводной водой, поступающей в конденсат по трубопроводу 4, соли вместе с водой в котел не поступают и остаются в водяной камере.

Формула изобретения

Система теплоснабжения, содержащая пароводогрейный котел, водяной объем которого прямым и обратным трубопроводами сетевой воды подсоединен к потребителям водяной системы отопления

0

а паровой обьем подсоединен паропроводом к потребителю пара, имеющему трубопровод конденсата, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, система дополнительно снабжена расположенным ниже осмотическим аппаратом с водяным и растворными камерами, отдаленными одна от другой полупроницаемыми мембранами, и растворным баком с затворными ящиками, причем растворные камеры осмотического аппарата и растворный бак подключены к прямому и обратному трубопроводам сетевой воды, а водяные камеры осмотического аппарата подключены к трубопроводу конденсата.

Использование: может найти применение в производственных процессах, требующих безнасосной передачи тепла в направлении сверху вниз. Сущность состоит в том, что система теплоснабжения дополнительно оборудована размещенным ниже котла осмотическим аппаратом с водяными и растворными камерами, отделенными Друг от друга полупроницаемыми мембранами, и трубопроводами циркуляционного контура, объединяющими входы и выходы растворных камер осмотического аппарата с водяным объемом котла, при этом трубопровод конденсата присоединен к водным камерам осмотического аппарата. Для поддержания в контуре заданной концентрации раствора к трубопроводам циркуляционного контура системы присоединен растворный бак с затворными ящиками. 1 ил.

Оборудование системы осмотическим аппаратом

Оборудование сисмы циркуляционным контуром

Оборудование системы циркуляционным контуром

Оборудование циркуляционного контура растворным баком с затворными ящиками

Мембрана служит л.ля очистки волы, поступающей в контур, и для обеспечения циркуляции в контуре.

Циркуляционный контур служит для передачи тепла в направлении сверху аниз.

Циркуляция в контуре осуществляется за счет разности плотностей концентрированного и разбавленного растворов.

Растворный бак с затворными ящиками служит для растворения соли в условиях движения раствора вдоль поверхности твердой соли

Мембрана служит для Функции мембраны в иэ- повышения давления вестном и противопос- з камеретавляемом устройствах

различны.

Функции контура в известном и противопоставпяе- мом техническом решениях ГЧ ОТИВОПОЛОЖНЫ.

Источники пробужлеьия циркуляции в нзрестном и противопоставляемых технических решениях различны.

Сьо -iCTca, проявляемые отличительным признаком, а заявленном и и пест- ном решениях не совпадают