Автономная система горячего водоснабжения Советский патент 1993 года по МПК F24D17/00 

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

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

На чертеже изображена схема системы горячего водоснабжения.

Автономная система горячего водоснабжения содержит местные системы горячего водоснабжения и холодной воды. В состав местной системы горячего водоснабжения с циркуляционным контуром входит

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 циркуляционного контура размещен последовательно по ходу потока цир- куляционный насос 5 и пиковой подогреватель 6, который расположен перед трубопроводами 7 с водоразборными кранами горячей воды 8. Подающий стояк 4 через воздушный кран 9 сообщается с атмосферой. На обратном стояке 10 циркуляционного контура размещен обратный

00

00

от о VI

клапан 11, В состав местной системы холодной воды с циркуляционным контуром входит бак-аккумулятор 12 холодной воды с установленным в нем уровнемером. На подающем стояке 13 циркуляционного контура 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 воды 16 подключены 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 сливной трубопровод 21. На сливном трубопроводе 21 последовательно по ходу потока размещены отстойник 22 с уровнемером, на сливном патрубке которого установлен регулируемый вентиль

23. управляемый от уровнемера, фильтры

24. бак-аккумулятор 25 с уровнемером и смонтированной в его нижнюю часть тепло- обменной поверхностью 26, насос 27, регулируемый вентиль 28, управляемый от уровнемера бака-аккумулятора 25, химво- доподготовительная установка 29. На сливном трубопроводе перед фильтрами и за ними, а также между баком-аккумулятором 25 и насосом 27 установлены запорные вентили 30. Сливной трубопровод 21 послехим- подготовительной установки 29 разветвлен на два трубопровода, один подсоединен к входу испарителя 31 теплового насоса с греющей стороны, выходной трубопровод 32 из которого соединен с распределительной сетью 33 холодной воды, а другой трубопровод 34 подсоединен к входу конденсатора 35 с нагреваемой стороны, выходной трубопровод из которого подключен к входу теплообменника 36 циркуляционного контура с нагреваемой стороны, а выходной трубопровод из него подсоединен к распределительной сети 37 горячего водоснабжения, при этом теплообменная поверхность 26 и теплообменник 36 циркуляционного контура включены параллельно и подсоединены к гелионагревателю 38 с одной стороны через регулятор температуры 39 с трехходовым краном, ас другой - через насос 40, причем один из выходных патрубков трехходового крана трубопроводом соединен с входом теплообменной поверхности, а другой - с входом теплообменника с греющей стороны. В состав теплового насоса входят, кроме испарителя 31 и конденсатора 35. компрессор с приводом 41 и дроссельный вентиль 42. На

разветвлении трубопроводов установлены вентили 43 и 44, позволяющие изменять соотношение потоков воды, направляемой в распределительные сети горячей 37 и холодной 33 воды. Между распределительными сетями горячей 37 и холодной 33 воды установлена перемычка 45, на которой размещен насос 46 и регулятор температуры 47 с температурным датчиком, установленным

0 на распределительной сети 37 горячей воды, а линия подпиточной воды 48 через параллельно включенные регулируемый вентиль 49 и запорный вентиль 50 подключена к выходному трубопроводу испарителя

5 32. К распределительной сети 33 холодной воды подключен вентиль 51, управляемый уровнемером, установленным в баке- аккумуляторе 12 холодной воды. Все трубопроводы и аппараты системы тепло0 изолированы (на схеме не показано).

Система горячего водоснабжения работает следующим образом.

В периоды водоразбора горячая и холодная вода из баков-аккумуляторов горя5 чей 1 и холодной 12 воды с помощью насосов 5 и 14 соответственно подается через краны горячей 8 и холодной 16 воды в смесители 19, а после использования сливается через приемники слива 20 (раковины,

0 ванны и т.д.) в сливной трубопровод 21. По мере движения по сливному трубопроводу

21 вода проходит последовательно две стадии очистки: предварительную от механических примесей и основную, включающую 5 химическую, биологическую и другие виды обработки воды. Для предварительной очистки сливной воды используется отстойник

22 и фильтр 24. При накоплении отстоя в отстойнике 22 до заданного уровня по сиг0 налу от уровнемера открывается вентиль 23 и отстой сливается в канализацию. Тонкая очистка Сливной воды от механических примесей осуществляется в фильтрах 24, которые периодически поочередно промы5 ваются. После предварительной очистки вода сливается в бак-аккумулятор 25 с размещенным в нем уровнемером и вмонтированной в его нижнюю часть теплообменной поверхностью 26. Насос 27 может

0 включаться в работу как по сигналу уровнемера при достижении верхнего уровня сливной воды в баке-аккумуляторе 25, который одновременно с включением насоса 27 открывает регулируемый вентиль 28 и включа5 ет привод компрессора 41 теплового насоса, так и по команде оператора в период ночного провала нагрузки. При включении насоса 27 и теплового насоса сливная вода из бака-аккумулятора 25 поступает в химподготовительную установку 29, где она

проходит химическую, биологическую и другие виды обработки. Часть потока очищенной и обработанной воды охлаждается в испарителе 31 до температуры 4-5°С, а другая его часть нагревается в конденсаторе 35 теплового насоса и затем может дополнительно подогреваться в теплообменнике 36 циркуляционного контура. Нагретая и охлажденная вода после теплового насоса и теплообменника 36 циркуляционного контура поступает в распределительные сети горячей 37 и холодной 33 воды, откуда она подается в местные системы горячего водоснабжения и холодной воды. Поскольку в данной схеме предполагается неподвижная установка гелионагревателя 38, то интенсивность потока солнечного излучения, падающего на теплоприемную поверхность гелионагревателя 38, будет изменяться в течение дня, а следовательно, будет изменяться температура теплоносителя, проходящего через него. В зависимости от температуры теплоносителя на выходе из гелионагревателя 38 терморегулятор 39 будет направлять его поток либо в теплооб- менник 36, либо в теплообменную поверхность 26. Если температура теплоносителя за гелионагревателем 38 выше температуры сетевой воды, подогреваемой в конденсаторе 35 теплового насоса, то терморегулятор 39 переключает поток теплоносителя на теплообменник 36, в котором он подогревает сетевую воду. Охлажденный теплоноситель с помощью насоса 40 возвращается в гелионагреватель 38 для повторного нагревания. Если температура теплоносителя за гелионагрев ателем 38 ниже температуры сетевой воды, подогреваемой в конденсаторе 35 теплового насоса, то терморегулятор 39 переключает поток теплоносителя на теплообменную поверхность 26, которая отдает свою теплоту сливной воде, собираемой в баке-аккумуляторе 25. Из распределительных сетей 37 и 33 вода соответственно поступает в баки-аккумуляторы горячей 1 и холодной 12 воды. Если температура воды после теплообменника 36 ниже заданного значения, догрев ее производится доводчиком температуры 2. установленном в баке-аккумуляторе 1 горячей воды. В качестве доводчика температуры может использоваться нагреватель, в котором использована теплота сетевой воды из подающей или обратной линии тепловой сети. Для подогрева горячей воды может также использоваться пиковый подогреватель 6, когда абоненту в течение непродолжительного времени требуется вода с повышенной температурой. В случае, когда температура воды после конденсатора выше заданного значения, по сигналу температурного датчика, установленного на распределительной сети 37 горячей воды, открывается вентиль регулятора температуры 47 и включается насос 46. В результате холодная вода из распределительной сети холодной воды 33 подмешивается с 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 насос. При достижении верхнего уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной воды по сигналу

уровнемера открывается вентиль 51, через который излишек холодной воды сливается в канализацию. В случае снижения уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной воды до нижней отметки по сигналу уровнемера

открывается вентиль 49 на линии приточной воды, если при этом уровень воды в баке-аккумуляторе 25 ниже нижнего уровня.

Автономная система горячего водоснабжения позволяет использовать сливную воду как в качестве низкопотенциального 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 водозаборе, что позволяет экономить не только энергию, но также и питьевую водопроводную воду со значительным снижением затрат на магистральные сети. Кроме того, существенно расширяется область применения такой системы, так как она не связана с внешним низкопотенциальным источником теплоты. Что же касается использования солнечной

энергии в качестве источника теплоты, то теплоприемником солнечного излучения могут быть элементы конструкции здания, например стены и крыши, в которые вмонтирован змеевик, по которому проходит нагреваемый в нем теплоноситель. Данная система позволяет использовать всю теплоту, получаемую гелионагревателем в течение дня, как низкого потенциала, так и высокого. 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 воды, установленные в трубопроводах горячей и холодной воды соответственно, тепловой насос и 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 замкнутый контур гелионагрева- теля, установленные 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, соот0

ветственные линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды, бак-аккумулятор сливной воды и трубопровод горячей воды снабжены теплообменниками, подключенными параллельно к контуру гелионагревателя, причем бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака- аккумулятора дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды.

. Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения с несколькими источниками теплоты. Сущность изобретения: для уменьшения затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуляторы (БА) горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем (И) и конденсатором (К), линию подпиточной воды и сливной трубопровод, дополнительно содержит замкнутый контур гелионагревате- ля, установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, БА сливной воды и химво- доподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам К и И, соответствующие линии нагрева и охлаждения которых подключены к соеди- ненным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды. БА сливной воды и трубопровод горячей воды снабжены теплообменниками, подключенными параллельно к контуру гелионагревателя, причем БА горячей воды снабжен вмонтированным в нем доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после БА горячей воды до- полнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. 1 ил. 63

1

SUi

л $

26

33

49 М