Устройство для регулирования расхода тепла в системе теплоснабжения Советский патент 1993 года по МПК F24D17/00 

Устройство для регулирования расхода тепла в системе теплоснабжения.

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода тепла в системе теплоснабжения, в частности к регулированию температуры сетевой воды в систему отопления в весенний и осенний .периоды, когда температура воды из теплоисточника подается завышенной относительно отопи-, тельного температурного графика в связи с

поддержаниеим расчетной минимальной температуры сетевой воды для нужд горячего водоснабжения в закрытых системах и может быть использовано дял понижения темп ературы сетевой воды в зимний период в случае ее завышения на теплоисточнике и. гашения завышенной температурной волны при повышении температуры наружного воздуха.

Цель изобретения -снижение расхода подающей сетевой воды в систему отопления. ....

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство: на фиг,2 - регулятор тепловой нагрузки.

Устройство для регулирования расхода тепла в системе теплоснабжения содержит магистральный трубопровод 1 и установленные на нем задвижка 2, регулятор тепловой нагрузки 3 соединенный через входной патрубок А с сильфонной полостью 5, выходной патрубок 6 подающей сетевой воды, выходящий из смесительной полости 7, задвижку 8, установленную на магистральном трубопроводе 1 после регулятора тепловй нагрузки 3, обратный магистральный, трубопровод 9, проходящий через первую ступень 10, водоподогревателя 11, подающий трубопровод 12 на вторую ступень 13 водоподогревателя 11 с установленным на нем регулятором температуры 14 и затем через подмешивающий патрубок 15 соединен с распределительной полостью 16 регулятора теповой нагрузки 3, через сбросную полость 17 и обратный патрубок 18 соединенный с обратным магистральным трубопроводом 9 и через первую сту.пень 10 водоподогревателя 11 с обратным трубопроводом 19 уходящим на теплоисточник. При этом подающий трубопровод 12 соединен подающей перемычкой 20, оснащенной задвижкой 21 с магистральным трубопроводом 1 после выходного патрубка 6 подающей сетевой воды, а до подмешивающего патрубка 15 обратной перемычкой 22, оснащенной задвижкой 23 с обратным магистральным трубопроводом 9. Трубопровод на горячее водоснабжение 24 подключен последовательно через первую 10 и вторую 13 ступени водоподогревателя 11.

Регулятор теповой нагрузки 3 содержит корпус 25 разделенный разъемными перегородками верхней 26 и нижней 27 и неразъемной 28 на четыре полости: сильфонную полость 5, смесительную полость 7, распределительную полость 16 и сбросную полость 17. Сильфонная полость 5 оснащена силь- фоном 29, заполненным жидкостью с высоким коэффициентом температурного расширения. В верхней части сильфонной

полости 5 сильфон 29 закреплен к крышке 30 с возможностью вращения и передвижения в осевом направлении корректирующим винтом 31, уплотненным уплотняющим

устройством 32. К нижней части к сильфону. 29 прикреплен шток сильфона 33 несущий на себе скобу 34 с возможностью вращения на нем вокруг оси. Концы скобы 34 жестко прикреплены к балансирующей камере 35,

которая имеет свободное поступательное движение в отверстии 36 верхней разъемной перегородки 26. Внутри балансирующей камеры 35, конусом вверх, на стержне 37 закреплен с возможностью регулировав

ния в осевом направлении с помощью резьбового соединения 38, выполненного на перемычке 39, проходящей по диаметру сильфонной полости 5 и закрепленной концами к ее стенкам, балансирующий клапан

40 контактирующий с верхним отверстием балансирующей камеры 35. Смесительная полость 7 оснащена двухстронним клапаном 41, его верхняя коническая часть 42 контактирует с нижним отверстием балансирующей камеры 35, а его нижний клапан 43 с внутренней полостью конического гнез- .да 44. Двухстронний клапан 41 выполнен пустотелым, внутри его установлена в свободном (расжатом) состоянии амортизационная пружина 45, один конец которой упирается в опорную шайбу 46, закрепленную на направляющем штоке 47, проходящим по оси двухстроннего клапана 41 с возможностью его свободного движения в

осевом направлении, а направляющими его

являются отверстие в нижнем клапане 43 и глухое отверстие 48 в полости верхней конической части 42 двустороннего клапана 41, а другой конец пружины 45 упирается в ниж0 ний клапан 43, выполняющий одновременно роль крышки. Высота конического гнезда 44 не меньше диапазона движения двухстроннего клапана 41 при регулировании,а высота верхней конической части 42 не

5 меньше диапазона движения двухстроннего клапана 41 при регулировании плюс диа- п азона движения балансирующей камеры 35 при регулировании, т.е. при регулировании нижний клапан 43 не выходит за пред0 елы верхнего обреза конического гнезда 44, а вершина верхней конической части 42 за пределы нижнего отверстия балансирующей камеры 35. Конус балансирующего клапана 40 выполнен скорректированно со 55 шкалой корректировочного указателя 57 состоящего из градуированной рейки 58,,со шкалой температур наружного, воздуха, закрепленной на крышке 30 и стрелки 59, закрепленной на корректирующем винте 31 с возможностью передвижения ее вместе с

винтом в осевом направлении при его поступательном движении и возвожностью скольжения и сохранения состояния покоя при его вращательном движении. Корректировка выполнена посредством ориентации шкалы показаний температуры наружного воздуха в зависимости от изменения зазоров, с одной стороны между верхним отверстием балансирующей камеры 35 и конусом балансирующего клапана 40. с другой стороны - нижним отверстием балансирующей камеры 35 и конусом верхней конической части 42 двухстороннего клапана 41 при вращении корректировочного винта 31 таким образом, что п$и полностью опущенной балансирующей камере 31 и опущенном двухстороннем клапане 41 при существующем перепаде давлений до балансирующей камеры 35 и после нее и при расчетной минимальной необходимой температуре сетевой воды на горячее водоснабжение, например 70/°С пропускная способность площади сечений sssspa между верхним отверстием балансирующей кз- меры 35 и окружностью конуса балансирующего клапана 40 равна водяному эквиваленту воды, способной обеспечить нормальное теплоснабжение подключенной системы отопления при начале

отопительного сезона, т.е. выдерживается расчетная нагрузка на отопление при этом стрелка 59 совмещена с делением на градуированной рейке 58 соответствующим температуре наружного воздуха при начале

отопительного сезона.

Например: (см. табл. параметров сетевой воды при температурном графике 150- 70°С I известный) В дальнейшем именуемые табл. (1) или (2). В начале отопительного сезона при темп ературе наружного воздуха 10°С температура подающей сетевой воды в систему отопления согласно температурного графика должна быть t e 47,2°С, тогда при нагрузке Q 708000 ккал/ч расход должен соответствовать G 15000 кг/час и оставаться постоянным в. связи с возрастанием температуры t подающей сетевой воды при понижении температуры наружного воздуха tB. Но как минимально необходимая температура сетевой воды на горячее водоснабжение равна 70°С, то при существующем давлении сетевой воды в магистральном трубопроводе 1 й-поступающей в сильфонную полость 5 расход через установленный зазор между верхним отверстием балансирующей камеры 35 и окружностью конуса балансирующего клапана 40, затем через балансирующую камеру 35, через смесительную полость 7, выходной патрубок 6,

магистральный трубопровод 1 и в систему отопления по стрелке Б равен (см. табл.2).

G1 Q 080KLioi 14 кг/ч 10,114 т/ч, ои /и

т.е. водяной эквидистант снижен не за счет

температуры воды, как в существующеми

техническом решении, а за счет ее расхода.

П ри понижении температуры наружно0 го воздуха от температуры при начале отопительного сезона, например 10°С до тем- п ературы срезки температурного графика, например 2,5°С и при передвижении при этом балансирующей камеры 3S вверх «яо8 щадь сечения зазора между верхним отверстием балансирующей камеры 35 и окружностью балансирующего клапана 40 постоянно остается скорректированной с показанием тем пературы наружного еозду0 х8 на градуированной рейки 58 и водяной аквивалент воды проходящий черв эту площадь сечения а любой момент обеспечивает нормальное теплоснабжение подключенной системы отопления при еоот5 ветствующей температуре наружного eos- духа указанную стрелкой 59.

Длина двухетроннего клапана 41, отношения гонуса его верхней конической части 42 к казусу внутренней поверхности кони

0 «ffiCKoro гнезда 44 и диаметры нижнего отверстия балансирующей камеры 35 и отверстия конического гнезда 44 выполнены во взаимосвязи, при которой а период соответствия температуры наружного возБ духа, указанной стрелкой 59 на градуиро-.

ванной рейке 58 температуре сетевой воды

. поступ ающей из второй ступени 13 водоподогревателя 11, температурному графику,

например: (см. табл.температура сетевой

0 воды, поступающей из второй ступени 13 равна 60°С. тогда ее соответствие по температурному графику с темп ературой наружного воздуха равно 6°С, при этом, при полностью поднятом двухстроннем клапане

5 41 нижнее отверстие балансирующей камеры 35 полностью закрыто верхней конической частью 42, а амортизационная пружина 45 сжата до соприкосновения витков, пропускная способность площади сече0 ния зазора между внутренней поверхностью конического гнезда 44 и ок- ружностыо нижнего клапана 43 равна водяному эквиваленту воды способной обеспечить нормальное теплоснабжение под5 ключенной системы отопления при существующем переп аде давлений до конического гнезда 44 и после него и температуре воды, поступающей из второй ступени 13 водопо- догревателя 11

Например: (см. табл,2)температура греющей воды поступающей из второй ступени 1.3 водоподогревателя 11 по стрелке Г через подмешивающий патрубок 15 в смесительную полость 7 постоянно равна t 2 60°С, тогда при температуре наружного воздуха tB 6°С, когда температура подающей воды в систему отопления должна быть равна также t 60°С. при полностью поднятом двух- строннем клапане 41 до сжатия витков амортизационной пружины 45 и при полностью закрытом нижнем отверстии балансирующей камеры 35 верхней конической частью 42 пропускная способность площади сечения зазора между внутренней поверхностью конического гнезда 44 и окружностью нижнего клапана 43 равна водяному эквиваленту воды способной обеспечить нормальное теплоснабжение подключенной системы отопления при температуре 12 60°С, а расход G г воды будет составлять (см. табл.2) .

15000 кг/ч 15 т/ч.

Го Q 900000 G2 -----

60

При опускании двухстороннего клапана 41 во время снижения расхода сетевой воды через вторую ступень 13 водоподогревателя 11. а отсюда при уменьшении зазора между внутренней поверхностью конического гнезда 44 и окружностью нижнего клапана 43 происходит снижение водяного эквивалента воды через площадь сечения этого зазора. Это снижение в любой момент равно повышению водяного эквивалента воды, поступающей через площаль сечения в зазоре между нижним отверстием балансирующей камеры 35 и поверхностью конуса верхней конической части 42 и наоборот, при подъеме двухстроннего клапана 41 изменение водяных эквивалентов воды через зазоры происходит в обратной последовательности. Тоесть установлено постоянство тепловых нагрузок как через отверстия в балансирующей камере 35, так и в коническом гнезде 44 при крайних - верхнем и нижнем положениях двухстроннего клапа- . на41.ри разных температурах воды, за счет выравнивания водяных эквивалентов:

Q

яОг

- я$ , лО - лх$

.----4-----Vrtl ---4--- V2t2 ,

где D 1 и Da - соответственно диаметр ниж- него.отверстия балансирующей камеры 35 и внутренний диаметр конического гнезда 44 в сечении расположения нижнего клапана 43;

di и d2 - соответственно диаметр верхней конической части 42 в сечение нижнего

отверстия балансирующей камеры 35 и диаметр нижнего клапана 43;

vi и va - соответственно скорость воды, проходящей через зазор между нижним отверстием балансирующей камеры 35 и верхней конической частью 42 и с другой стороны между внутренней поверхностью конического гнезда 44 и окружностью нижнего клапана 43;

ti и t2 - соответственно температура воды, поступающей через нижнее отверстие балансирующей камеры 35 и через отверстие конического гнезда 44.

.яСЙ-жй..;,... 4

лЙ-лг

5 но-т.к,V1 Gi и

V2 Хэ2,.

то Q Gi ti G2 t2

.Обеспечение постоянства данного уравнения достигается за счет зависимости между углами конусов внутренней поверхности конического гнезда 44 и верхней конической частью 42 двухстороннего клапана 41, при

которой в диапазоне движения двухстроннего клапана 41 от полного закрытия отверстия конического гнезда 44 до полного его открытия и при этом одновременно полного закрытия нижнего отверстия балансирующей.камеры 35 верхней конической частью 42 или в обратном направлении, изменение водяного эквивалента воды, проходящей через одно отверстие обратно пропорционально изменению водяного эквивалента

воды проходящей через другое отверстие, т.е. суммарный водяной эквивалент воды, поступающий в систему отопления остается постоянным при неизменной температуре наружного воздуха

т.е. Q (Gi ti) + (G2 ta)

остается постоянным при любом положении двухстроннего клапана. Смесительная полость 7 оснащена выходным патрубком 6. Распределительная полость 16 оснащена

подвешивающим патрубком 15.

В сбросной полости 17 расположен сбросной клапан 49, контактирующий с зеркалом сбросного отверстия 50, выполненного в нижней разъемной перегородке 27 и

подпружиненнолй к зеркалу сбросной пружиной. 51, жесткость и упругость которой соответствует началу сжатия-открытия сбросного клапана 49 в момент, когда двухсторонний клапан 41 поднят до ограничения, а расход воды через вторую ступень 13 и трубопровод по стрелке Г через патрубок 15 увеличивается и возрастает давление в распределительной полости 16 .

Сбросная полость 17 оснащена сбросным патрубком 18, а в днище 52 сбросиой

полости 17 выполнено натяжное устройство 53 для регулирования натяжения сбросной пружины 51 путем передвижения подпятника 54, для чего на его нижней части выполнена резьба и навернута гайка 55, а для регулирования натяже.ния амортизационной пружины 45 шток 47 проходит через сквозное осевое отверстие сбросного клапана 49 и на его нижней части выполнена резьба и навернута гайка 56. Для предотвращения протекания воды гайки 55 и 56 уплотнены прокладками.

Устройство работает следующим обраSUM.

В п ериод отопительного сезона, когда . темп ература подающей сетевой воды в систему отопления выдерживается согласно температурного графика в зависимости от температуры наружного воздуха, сетевая вода при закрытых задвижках 2 и 8 и открытых задвижках 21 и 23 от теплоисточника поступает по магистральному трубопроводу 1 по стрелке А, по подающему трубопроводу 12 по стрелке В, затем через подающую перемычку 20 и далее по магистральному трубопроводу 1 по стрелке Б в систему отопления. Из системы отопления по обратному магистральному трубопроводу 9 По стрелке Ей Ж через первую ступень 10 водоподогревателя i 1 на теплоисточник по стрелке 3. П араллельно из подающего трубопровода 12 через регулятор температуры 14 подаю-; щая сетевая вода поступает во вторую ступень 13 водоподогревателя 11, а поступающая из второй ступени 13 сетевая вода поступает по стрелке Г через обратную перемычку 22 в обратный трубопровод 9 и в смеси с обратной сетевой водой по стрел- ке Ж в первую ступень 10 водолодогрева- теля 11 и далее по обратному трубопроводу 19 по стрелке 3 на теплоисточник. .

При наступлении отопительного периода или при начале срезки температурного ;. графика, т.е. когда температура подающей сетевой воды в систему отопления не выдерживается (не снижается на теплоисточнике согласно температурного графика и становится относительно температуры наружного воздуха, завышенной, например до 700Ci Т.е. до минимально расчетной необходимой для подогрева воды на горячее водоснабжение в водоподогревателях до расчётной температуры, .например 60°С, задвижки 2 и 8 открывают, а задвижки 21и 23 закрывают и сетевая вода в систему отопления поступает через регулятор терловой нагрузки 3, его входной п атрубок 4 и выходной п атру- бок 6, по стрелке Б. Из системы отопления по обратному магистральному трубопроводу 9 по стрелке Е и Ж через первую ступень

10 водоподогревателя 11 и трубопровод 19 на теплоисточник по стрелке 3.

Параллельно по подающему трубопроводу 12, через регулятор температуры 14 5 подающая сетевая вода поступает во вторую ступень 13 водоподогревателя 11 и далее по стрелке Г через подмешивающий патрубок 15 в распределительную полость 16 регулятора тепловой нагрузки 3. При

0 этом вращением корректирующего винта 31 на корректировочном указателе 57 устанавливают стрелку 59 на деление градуированной рейки 58,, соответствующее температуре наружного воздуха, что обес5 печит смешивание сетевой воды, поступающей в регулятор тепловой нагрузки 3 через входной л атрубок 4 с стевой водой, поступающей из второй ступени 13 через подмешивающий патрубок 15. в

0 распределительную полость 16 регулятора тепловой нагрузки 3 в такой пропорции, при которой водяной эквивалент смешанной сетевой воды будет равным тепловой нагрузке системы отопления при установленной тем5 пературэ наружного воздухе на коррвктиро- аочоном указателе 57 и полученная.смесь поступает в систему отопления по стрелке В. Избыточное количество воды из распределительной полости 16 через обратный

0 патрубок 18 по стрелке Д и Ж е смеси с обратной сетевой водой, поступающей из системы отопления по стрелке Е поступает по обратному магистральному трубопроводу 9 в первую ступень 10 водоподогревателя

5 11, откуда по об. ратному трубопроводу 19 на. теплоисточник по стрелке 3.

При этом сетевая вода, поступающая из теплоисточника через входной патрубок 4 в сильфонную полость 5, омывает сильфон 29,

0- величина растяжения которого остается ус- тановившеся, постоянной, т.к. расчетная минимально необходимая температура на горячее водоснабжение от начала срезки температурного графика до окончания ото5. пительного периода, остается постоянной, например 70°С, затем через отверстия балансирующей камеры 35 в смесительную полость 7. Параллельно сетевая вода, отда- чвая часть тепла, из второй ступени 13 посту0 пает через подмешивающий п атрубок 15 в

распределительную полость 16 и через от- . верстие конического гнезда 44 так же в смесительную полость 7 и далее, полученная смесь в смесительной полости 7с усреднен5 ным водяным эквивалентом за счет изменения температуры и расхода, поступает через входной патрубок 6 в систему отопления.-. Необходимое значение водяного эквива- лента воды, обеспечивающего нормальное тепоснабжение системы отопления при определенной темп ературе наружного воздуха устанавливают вращением корректирующего винта 31 и установкой стрелки 59 на деление градуированной рейки 58, соответствующее температуре наружного воздуха на данный момент. При этом изменяются, уменьшаются или увеличиваются зазоры с одной стороны между верхним отверстием

В момент отсутствия расхода сетевой воды через вторую ступень 13 водоподогре- вателя 11, когда двухсторонний клапан 41 полностью опущен, сетевая вода поступает только из магистрального трубоовода 1 через входной.патрубок 4 через сильфонную полость 5 зазор между верхним отверстием балансирующей камеры 35 и окружностью конуса балансирующего клапана 40, затем через балансирующую камеру 35, через смесительную полость 7, выходной патрубок 6, магистральный трубопровод 1 и в систему отопления по стрелке Б и согласно расходу равному

r J3 ti

обеспечивается нормальное теплоснабжение подключенной системы отопления.

Из системы отопления по стрелке Е и Ж по обратному магистральному трубопроводу 9, через первую ступень 10 водоподогре- вателя 11, где отдает тепло холодной воде, поступающей по трубопроводу на горячее водоснабжение 24 и по стрелке 3 уходит на теплоисточник.

При работе водоподогревателя 11, т.е. при разборе горячей воды из трубопровода на горячее водоснабжение 24 водопо- догревателя 11 открывается регулятор

температуры 14 и сетевая вода, отдавшая часть тепла во второй ступени 13 поступает через подмешивающий патрубок 15 в рас- пределителвную полость 16. под ее давлением, при существующем перепаде .давлений до конического гнезда 44 и после него преодолевается сопротивление веса двухстороннего клапана 41 и упругости амортизационной пружины 45, двухсторонний клапан 41 поднимается до образования зазора между окружной поверхностью нижнего клапана 43 и внутренней поверхностью конического гнезда 44 до размера, площадь сечения которого обеспечивает пропуск количества воды, при расчетной ее температуре (расчетной температуре греющей воды, поступающей из второй ступени 13водопо- догревателя 11, например t 60°C, обеспечивающей нормальное теплоснабжение

подключенной системы отопления.

- Например: (см. табл. 1 и 2) при температуре наружного воздуха t B 6°С температура сетевой воды на отопление по существу- ющему графику 1 должна быть t 60°С, а отсюда при тепловой нагрузке Q 900000 ккал/ч расход равен

G iP|000 15000 кг/ч 15 т/ч

В предложенном решении тепловая нагрузка не должна меняться, она будет также равна Q 900000, но так как температура

воды, поступающей из второй ступени 13 равна t 60°С, то расход воды через зазор между окружной поверхностью нижнего клапана 43 и внутренней поверхностью конического гнезда 44 равен

G2 Qe 900000. 15000кг/ч.15т/ЧПри этом корректирующим винтом 31 стрелка 59 установлена на деление 6°С на градуированной рейке 58.

В этом случае при расходе воды из второй ступени G2 15 т/ч двухсторонний клапан 41 поднят до предела (до полного сжатия витков амортизационной пружины 45), а нижнее отверстие балансирующей камеры 35 полностью закрыто (расход сетевой воды в систему отопления равен нулю), а теплоснабжение системы отопления осуществляется только за счет обратной воды, поступающей из второй ступени ,13 через

подмешивающий патрубок 15, распределительную полость 16, зазор между внутренней поверхностью конического гнезда 44 и нижнем клапаном 43 и далее через смесительную полость 7 и выходной патрубок 6 по

трубопроводу 1 по стрелке Б в систему отопления .

Из системы отопления по стрелке Е и Ж по обратному магистральному трубопроводу 9 через первую ступень 10 водоподогревателя 11, где отдает тепло холодной воде, поступающей по трубопроводу на горячее водоснабжение 24 и по стрелке 3 уходит на теплоисточник..

При возрастании расхода сетевой воды из второй ступени 13 более 15 т/ч тем самым повышении давления в распределительной полости 16, которое воздействует на сбросный клапан 49, сбросная пружина 51 сжимается, клапан 49 опускается и открывается сбросное отверстие 50.

Сетевая вода из распределительной полости 16 поступает в сбросную полость 17, затем через обратный патрубок 18 по

стрелке Д и в смеси с обратной сетевой водой из системы отопления по обратному магистральному трубопроводу 9 по стрелке Ж через первую ступень 10, где отдает тепло холодной воде, проходящей потрубопроводу на горячее водоснабжение 24 по стрелке 3 уходит на теплоисточник.

При восстановлений расхода G2 до 15 т/ч давление в распределительной полости 16 снижается, сбросной клапан 49 закрывается.

При некотором снижении расхода сетевой воды из второй ступени 13 через подмешивающий патрубок 15, тем самым понижении давления в распределительной полости 16 соответственно понижению давления опускается двухсторонний клапан 41 и приоткрывается нижнее отверстие корректирующей камеры 35 и на основании уравнения сохранения равенства дросселирования двухстороннего клапана 41 при крайних верхнем и нижнем его положениях

Q Gi t2

и уравнения суммарного постоянства дросселирования при любом положении двухстороннего клапана 41

Q (Gi tz) + (G2 tz)

которое достигнуто за счет зависимости между углами конусов внутренней поверхности конического гнезда 44 и верхней конической части 42 водяной эквивалент смешанной воды в смесительной полости 7 при неизменной температуре наружного воздуха, значение которой установлено корректировочным указателем 57 будет автоматически поддерживаться стабильным.

Например: (см. табл. 2) расход через вторую ступень 13от6е 15000 кг/ч снизился до G 2 12000 кг/ч и водяной эквивалент воды, поступающий через отверстие конического гнезда упал до

Q (G2 --G2) t (15000 - 12000) х 60 - 180000 ккал/ч

тогда расход, сетевой воды через нижнее отверстие балансирующей камеры 35.

2,57 т/ч.

G1, Ј 180000 2570,

В случае падения расхода греющей воды через вторую ступень 13 водоподогрева- теля 11 (редкий случай в практике горячего водоснабжения) двухсторонний клапан 41 опущен полностью вниз и отверстие конического гнезда 44 закрыто .полностью нижним клапаном 43, тогда верхняя коническая часть 42 полностью откроет нижнее отверстие балансирующей камеры 35 и на основании равенства

„ тгО - ж$лО - тк&

0 5---3--- V1 1 --- V2 t2

водяной эквивалент сетевой воды поступа- ющей через нижнее отверстие.балансирующей камеры 35 будет равен водяному эквиваленту воды, поступающей через отверстие конического гнёзда 44 при полно0

стью поднятом двухстороннем клапане 41, т.к. при понижении расхода (см. табл.2 с G2 150000 до GI 12857 повысится температура с t2 60 до ti 70 и тепловая нагрузка остается неизменной

Q Gi ti 12857 х 70 900000 ккал/ч, что эквивалентно

Q G 2 ti 15000 х 60 900000 ккал/ч. При повышении температуры наружно го воздуха, например с tB 6°С до tB 7°С корректирующим винтом 3.1 на стрелку 59 устанавливают на деление te 7°С на градуированной рейке 58, при этом усилие от корректирующего винта.31 через .сильфон

5 29 и скобу 34 передается на балансирующую камеру 35, которая опускается вниз и уменьшается зазор между верхним отверстием балансирующей камеры 35 и окружностью конуса балансирующего клапана 40

0 до образования площади сечения зазора, пропускная способность которого соответствует водяному эквиваленту воды, способной обеспечить нормальное теплоснабжение подключенной системы

5 отопления. В случае опущенного вниз двухстороннего клапана 41 тепловая нагрузка через этот зазор снизится (см. табл.1) и при температуре наружного tB 7°C температура сетевой воды t 1 70°С и тепловой нагрузке Q 855000 ккал/ч, расход будет равен.

Gl-SU 12214 кг/ч 12,214

т/ч.

В случае поднятого двухстороннего, клапана 41 балансирующая, камера 35, опускаясь, нажимает на верхнюю коническую часть 42 двухстороннего клапана 41, амортизационная пружина 45 сжимается, двух0 сторонний клапан 41 опускается и нижним клапаном 43 прикрывает отверстие конического гнезда 44 до образования площади сечения зазора, пропускная способность которого соответствует водяному эквива5 ленту воды, способной обеспечить нормаль- ное теплоснабжение подключенной системы отопления. В этом случае расход при неизменной нагрузке Q 855000 ккал/ч, будет равен

G2 14250 кг/ч 14,25.

т/ч

При изменении расхода сетевой воды , через вторую ступень 13 водоподогревате- 5 ля 11, поддержание постоянства тепловой нагрузки в систему отопления через смесительную полость 7, за счет перераспределе-: ния водяных эквивалентов воды, поступающей через нижнее отверстие ба0

5

0

ансирующей камеры 35 и отверстие кониеского гнезда 44 будет осуществляться в втоматическом режиме.

При понижении температуры наружного воздуха, например с 6 до 5°С корректирующим винтом 31 стрелку 59 устанавливают на деление 5°С на градуированной рейке 58, при этом вместе с корректирующим винтом 31, сильфоном 29 и скобой 34 поднимается вверх балансирующая камера 35 и зазор между окружностью нижнего отверстия балансирующей камеры 35 и окружностью конуса верхней конической чести 42 {возрастает на величину, при которой, на основании уравнения сохранения равенства дросселирования двухстороннего клапана 41 при крайних верхнем и нижнем его положениях,

Q Gi t2

и уравнения суммарного постоянства дросселирования при любом положении двух- стороннего клапана 41

Q«(6l tl).(G2 2

уравнение суммарного постоянства дросселирования при любом положении двухстороннего клапана примет вид:

. Q(Gi iO+AC8i tf)(6a tz) ; где $6iti) - теплавая нагрузка через площадь сечения прирощенного зазора.

Отсюда, как при нижнем так и при вер хнем положении двухсторзинаго клапана 41, так и при любом среднем его положении тепловая нагрузка остэетсй постоянной и на

основании зависимости между углами конусов внутренней поверхности конического гнезда 44 и верхней конической части 42 водяной эквивалент смешанной воды а смесительной полости 7 при неизменной температуре наружного воздуха, значение

которой установлено корректировочным указателем 57 будет автоматически поддерживаться стабильным с высокой точностью, т.к.- балансирующим клапаном 40 установ- . лен необходимый перепад давлений до балансирующей камеры 35 и после нее, а конус балансирующего клапана 40 выполнен взашосвязано с конусом верхней конической части 42 двухстороннего клапана 41 таким образом, что при передвижении балансирующей камеры 35 вверх или вниз во время нахождения двухстороннего клапана 41 в нижнем положении располагаемый напор воды относительно сильфонной полостью 5 и распределительной полостью 16 остается постоянным.

. Располагаемый напор, а отсюда и расход меняется только при движении двухстороннего клапана 41, который верхней

конической частью 42 изменяет расход через нижнее отверстие балансирующей камеры 35.

При нарушении температурного графика со стороны теплоисточника, т.е. не выдерживании минимально необходимой расчетной температуры сетевой воды на горячее водоснабжение, например ti 70°С, завышение ее или занижение, включается в

работу сильфон 29, который соответственно при завышении температуры сетевой воды выше 70°С расширяется, передает движение через шток сильфона 33 и скобу 34 на балансирующую камеру 35, которая опускаясь прикрывает верхнее отверстие балансирующим клапаном 40 на величину, при которой площадь сечения установившегося зазора между окружностью верхнего отверстия балансирующей камеры 35 и поверхностью конуса балансирующего клапана 40 будет равна водяному эквиваленту воды, обеспечивающей нормальное теплоснабжение подключенной системы отопления. При занижении температуры сетевой

воды выше расчетной произойдут обратные явления и обеспечится точность поддержания водяного эквивалента воды, необходимой для нормального теплоснабжения подключенной системы отопления.

Регулятор тепловой нагрузки 3 также выполняет функции регулятора давления и регулятора расхода, но действия его функционально обратные действию регулятора давления и расхода.

Если регулятор давления, работающий в режиме после себя, установленный на трубопроводе перед потребителем, во время увеличения нагрузки на горячее водоснабжение открывается и для увеличения давления перед потребителем увеличивает через себя пропуск теплоносителя, а регулятор расхода установленный на тепловом пункте на трубопроводе, питающем систему отопления так же открывается, увеличивая

через себя пропуск теплоносителя во время увеличения теплонагрузки на водоподогре- ватель на горячее водоснабжение и пропорционально увеличению нагрузки на горячее водоснабжение увеличивается суммарный

расход сетевой воды, т.к. увеличивается расход в систему отопления.

В отличии от такого действия регулятор тепловой нагрузки 3 при увеличении расхода сетевой воды на водоподогреватель на

горячее водоснабжение пропорционально увеличению тепловой нагрузки на горячее водоснабжение уменьшает через себя пропуск теплоносителя, т.к. двухсторонний клапан 41 верхней конической частью 42

прикрывает нижнее отверстие балансирующей камеры 35 пропорционально уменьшает нагрузку на отопление со стороны магистрального трубопровода 1, обеспечивает стабильность расхода и давления теп- 5 лоносителя в трубопроводе перед теплопотребителями, а отсюда во всей взаимосвязанной системе теплоснабжения без установки регулятора давления и расхода.

10

При максимальной нагрузке на горячее водоснабжение расход сетевой воды на отопление через магистральный трубопровод 1 и регулятор расхода 3 полностью прекращается, а поддержание нормального 15 теплоснабжения системы отопления обеспечивается через первую ступень 13 водо- подогревателя 11 и регулятор расхода 3.

Отсюда, в случае превышения расчет- 20 ной нагрузки на отопление над расчетной нагрузкой на горячее водоснабжение при использовании предлагаемого технического решения, суммарная нагрузка не будет превышать расчетную нагрузку на отопле- 25 ние, . . .

Осум Оотоп ,

а в случае превышения расчетной нагрузки на горячее водоснабжение над расчетной нагрузкой на отопление суммарная тепло- 30 вая нагрузка не будет превышать расчетную нагрузку на горячее водоснабжение,

QcyM Ј: .ВОДОСН.

.. чем устраняется техническое противоре- 35 чие, при котором с началом или увеличени- . ем нагрузки на горячее водоснабжение увеличивается расход сетевой воды.

Применение предложенного способа регулирования температуры отопительной 40 воды на тепловых пунктах с использованием регулятора тепловой нагрузки 3 позволит обеспечить горячее водоснабжение без увеличения расхода сетевой воды и решить одну из важнейших проблем теплоснабжения 45 . - сглаживание пиковых расходов.

Формулаизобретения Устройство для регулирования расхода тепла в системе теплоснабжения, содержащее подающий трубопровод с установленными на нем водоподогревателем второй ступени и регулятором температуры, обратный трубопровод с водоподогревателем первой ступени, имеющий задвижку, обводной трубопровод водоподогревателя второй ступени и перемычку между подающим и обратным трубопроводом, подключенную к последнему перед водоподогревателем первой ступени, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода подающей сетевой воды в систему отопления, устройство снабжено регулятором тепловой нагрузки, включенным в подающий трубопровод после водоподогревателя второй ступени и до места подключения обводного трубопровода, перемычка подключена к подающему трубопроводу перед регулятором тепловой нагрузки, при этом регулятор тепловой нагрузки выполнен в виде корпуса с тремя перегородками с. образованием четырех полостей: сильфонной, смесительной, распределительной, сбросной, на перегородке между сильфонной и смесительной полостями установлена сообщающаяся с последними балансирующая камера,смесительная полость сообщена с распределительной полостью и балансирующей камерой при .помощи установленного в смесительной полости двустороннего клапана, сильфонная полость.сообщена с балансирующей камерой через балансирующий кла-. пан, а на перегородке между распределительной и сбросной полостями установлен сбросной клапан, причем сильфонная полость подключена к подающему трубопроводу перед обводным, регулятор тепловой нагрузки включен в подающий трубопровод через смесительную и распределительную полости, а сбросная, полость подключена к обратному трубопроводу через водоподогреватёль первой ступени.

Таблица параметра сетевой воды при температурном графике 150-70°С

Редактор

Фм. 2.

Составитель В.Летягин Техред М.Моргентал

Корректор М.Куль

Использование: изобретение может быть использовано для регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения на теплопунктах, содержащих водоподогрева- телй. Устройство состоит из водоподогрева- теля, включенного по двухступенчатой смешанной схеме и оснащенного регулятором тепловой нагрузки, установленного между первой и второй ступенями и состоящего из четырех отсеков, каждый из которых имеет патрубок. Сильфонная полость оснащена сильфоном, закрепленным на корректирующем винте, оснащенным корректировочным указателем, а с нижней стороны к штоку сильфона прикреплена балансирующая камера с расположенным внутри ее балансирующим клапаном. Смесительная полость оснащена двусторонним клапаном, верхняя коническая часть которого контактирует с нижним отверстием балансирующей камеры, а нижний клапан двустороннего клапана - с внутренней полостью конического гнезда. В сборной полости, расположенной под распределительной полостью и сообщающейся с ней через сбросное отверстие, находится сбросной клапан, подпружиненный к зеркалу сбросного отверстия пружиной, упирающейся в подпятник, регулируемый по высоте. Регулятор тепловой нагрузки соединен трубопроводами с системой отопления и горячего водоснабжения, при этом магистральный трубопровод из теплоисточника соединен с сильфонной полостью, сме- сительная полость с магистральным трубопроводом в систему отопления, распределительная полость 16 - с трубопроводом из второй ступени, сбросная полость с обратным магистральным трубопроводом воды из системы отопления через первую ступень водоподогревателя и далее с теплоисточником. 2 ил. 00 к Сл