Система горячего водоснабжения Советский патент 1993 года по МПК F24D17/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для систем горячего водоснабжения.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности путем снижения затрат на перекачку воды.

Предлагаемая система горячего водоснабжения за счет дополнительной установки элеватора с приемной камерой и всасывающими патрубками, при этом, вход, выход и всасывающие патрубки приемной камеры подключены соответственно к распределительному, подающему и циркуляционному трубопроводам, причем всасывающие патрубки приемной камеры элеватора выполнены диаметрально противоположными, водонагреватель первой ступени размещен ЁГ центральном тепловом пункте, а водонагреватель второй ступени расположен на подающем трубопроводе после элеватора и перед потребителями горячей воды, позволяет упростить циркуляционный трубопровод от жилых домов до центрального теплового пункта, а значит

уменьшить тепловые потери, начальные и эксплуатационные затраты на сооружение и содержание тепловой сети, полностью отказаться от расхода электрической энергии на перекачку циркуляционного объема горячей воды. Эту работу в предлагаемой системе выполняет элеватор, который в свою очередь работает от прикладывания ручного труда жильцов при открытии водоразборных кранов для потребления горячей воды, при этом, затраченная энергия ручного труда создает перепад давлений на элеваторе, необходимый для создания циркуляции воды в системе.

Конструкция предлагаемого элеватора, у которого приемная камера выполнена с двумя диаметрально противоположными всасывающими патрубками, кроме того, обеспечивает меньшее гидравлическое сопротивление всасывающих патрубков и приемной камеры и делает элеватор более чувствительным к изменяемому перепаду давлений, позволяет элеватору обеспечить циркуляцию воды в контуре даже при малых

сл

с

00

го VJ сл о го

перепадах давлений и избегать при этом, горизонтальную разрегулировку гидравлического режима на концевых циркуляционных стояках.

Конструкция предлагаемого элеватора, у которого приемная камера выполнена с двумя диаметрально противоположными всасывающими патрубками, обеспечивает также циркуляцию воды в контуре в ночное время, пропуская се равномерно и беспрепятственно из контура через всасывающие патрубки, приемную и смесительную камеры, диффузор на водонагреватель второй ступени, таким образом, элеватор вновь является устройством, замыкающим уже контур с естественной циркуляцией поды.

Конструкция предлагаемого элеватора позволяет обеспечить дополнительную циркуляцию воды в ночное время в контуре за счет пульсаций давления воды, создаваемой в системе в результате периодического включения и отключения повысительного насоса в автоматическом режиме в зависимости от изменяемого давления воды в системе. При включении насоса создается прямая пульсация воды о трубопроводах и разность давлений воды в подающих распределительных циркуляционных трубопроводах, которая постепенно сглаживается, но, при этом, усиливается эффект естественной циркуляции в контурах. При включении повысительного насоса начинается естественный спад давления воды в системе за счет редких водоразборов и естественных утечек, горячая вода под действием статического давления через сопло элеватора начинает медленно протекать из контура в распределительные и магистральный трубопроводы. В этом случае, из циркуляционных трубопроводов воды из контура поступает на сопло элеватора в несколько раз большее количество, чем из подающих трубопроводов, так как естественная циркуляция, создаваемая водонагревателем в контуре, гидравлическое сопротивление водонагревателя второй ступени и диаметра камеры смешения элеватора создают большое препятствие для перетока воды из контура.

Установка водонагревателя первой ступени в центральном тепловом пункте, а группы водонагревателей второй ступени после элеваторов и перед потребителем позволяет более эффективно и экономично использовать тепловую энергию, обеспечить естественную циркуляцию воды в контурах в ночное время и при малых водоразборах, что экономит электрическую энергию на перекачку циркуляционного объема горячей воды.

На фиг.1 схематично показана система горячего водоснабжения; на фиг.2 - общий вид элеватора предлагаемой системы горячего водоснабжения.

Предлагаемая система горячего водоснабжения (см. фиг,1) состоит из повысительного насоса 1, который подает холодную воду через обратный клапзн 2 на подогреватель первой ступени 3, установ0

ленный в центральном тепловом пункте

(ЦТП). На водонагревателе 3 первой ступени посредством регулирования температуры горячей воды на выходе из водонагревателя 3 регулятором 4, она нагревается до рабочих

5 параметров теплоносителем из тепловой сети ТЭЦ и из обратного трубопровода местной системы отопления после ЦТП, например, по смешанной схеме. От водонагревателя 3 первой ступени горячая вода

0 поступает в подающий магистральный трубопровод 5 откуда по распределительным трубопроводам 6 направляется на элеваторы 7. Водонагреватель 8 второй ступени, подающие 9 и циркуляционные 10 трубоп5 роводы, водоразборные краны 11, полотен- цесушители 12 образуют замкнутый контур 13.

Из циркуляционных трубопроводов 10 горячая вода в полном циркуляционном объ0 еме направляется на элеватор 7, где смешивается с новой порцией горячей воды по объему равной использованному объему воды из водоразборных кранов 11. Водонагреватель второй ступени 8 может быть

5 электрическим (вариант А) или теплофикационным (вариант В).

Элеватор 7 (см. фиг.2) имеет сопло 14, приемную камеру 15, всасывающие патруб- ки 16, смесительную камеру 17, диффузор

0 18, Предлагаемый элеватор 7 имеет два диаметрально противоположных всасывающих патрубка 16, что позволяет ему быть более чувствительным к изменяемому перепаду давлений; позволяет обеспечить цир5 куляцию воды в контуре 13 даже при малых перепадах давлений 0,1-0,5 кгс/см и избегать, при этом, горизонтальной разрегулировки гидравлического режима на концевых циркуляционных трубопроводах 10, позво0 ляет быть устройством, замыкающим и обеспечивающим контур 13 с естественной циркуляцией воды, при малых водоразборах позволяет быть устройством, обеспечивающим использование возникающих пульса5 ций воды о трубопроводах для поддержания естественной циркуляции в контуре 13 при малых водоразборах.

Предлагаемая система горячего водоснабжения работает следующим образом. Ловысительным насосом 1 холодная вода из

водопровода через обратный клапан 2 подается на водонагреватель 3 первой ступени, где посредством регулирования температуры горячей воды на выходе в пределах независимо от расхода горячей воды в системе теплоносителем из тепловой сети ТЭЦ и из обратного трубопровода местной системы отопления, например, по смешанной схемке, От водонагревателя 3 первой ступени горячая вода поступает в подающий магистральный тупиковый трубопровод 5 откуда по распределительным трубопроводам 6 направляется на элеваторы 7. Элеватор 7 при этом, является началом и концом замкнуюго контура 13, в котором происходит водоразбор горячей воды из водоразборных кранов 11, отопление ванных комнат полотенцесуши- телями 12 и циркуляция горячей воды посредством разности давлений в подающем распределительном трубопроводе 6 и цир- куляционныхтрубопроводах 10. Элеватор7, причем, работает когда происходит водоразбор горячей воды из замкнутого контура 13 через водоразборные краны 11, что и обеспечивает разность давлений воды. Горячая вода после смешения на элеваторе проходит водонагреватель 8 второй ступени и поступает в подающие трубопроводы 9. На водонагревателе 8 второй ступени происходит догрев смешанной воды до температуры 55-60°С. При водоразборе подогрев практически не требуется, так как падение температуры горячей воды на элеваторе 7 после смешения происходит всего на 2- 3°С. Когда водоразбор горячей воды из контура 13 уменьшается, то естественно, водонагреватель 8 второй ступени начинает подогревать воду посредством регулирования собственного регулятора температуры 4.

В ночное время, когда водоразбор из водоразборных кранов 11 очень мал, элеватор 7 приходит в режим работы устройства, обеспечивающим естественную циркуляцию в контуре 13, создаваемую водонагревателем 8 второй ступени и пульсацией давления в трубопроводах системы. При включении повысительного насоса 1 создается прямая пульсация воды в системе. На элеваторе 7 временно возникает разность давлений воды в подающем распределительном трубопроводе бив циркуляционных трубопроводах 10, которая постепенно сглаживается, но при этом, усиливается эффект естественной циркуляции в контуре 13. При отключении повысительного насоса 1 и закрытии обратного клапана 2 начинается

спад давления воды за счет, например, редких водоразборов и естественных утечек. Горячая вода под действием статического давления перетекает из контура 13 через 5 сопло 14 элеватора 7 в распределительный 6 и магистральный 5 трубопроводы. При этом, из циркуляционных трубопроводов 10 вода поступает на сопло 14 через диаметрально противоположные всасывающие

патрубки 16 и приемную камеру 15, сечение которых в десятки раз больше, чем сечение смесительной камеры 17, диффузора 18 Поэтому, при остановке повысительмого насоса 1-в системе создается обратная

5 пульсация воды, способствующая естественной циркуляции воды в контуре 13.

Предлагаемая система горячего водоснабжения представляется более эффективной и экономичной в сравнении с

0 известными, так как она позволяет уменьшить начальные затраты на сооружение тепловой сети, снизить эксплуатационные затраты, тепловые потери, экономию материалов,- в частности, труб, исключить затра5 ты электрической энергии на перекачку циркуляционного объема воды, улучшает гидравлические возможности элеватора, которые также могут быть использованы на элеваторах в системах отопления. В тех слу0 чаях, когда система горячего водоснабжения в ночное время отключается, установка группы водонагревателей второй ступени у потребителей не обязательна.

5 Формула изобретения

1.Система горячего водоснабжения, содержащая магистральный, распределительный, подающий и циркуляционный трубопроводы, повысительный насос, водо0 нагреватели первой и второй ступени, водоразборную, запорную и регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит элеватор с приемной камерой и всасывающими пат5 рубками, при этом вход, выход и всасывающие патрубки приемной камеры подключены соответственно к распределительному, подающему и циркуляционному трубопроводам, причем всасывающие пат0 рубки приемной камеры элеватора выполнены диаметрально противоположными.

2.Система по п. 1.отличающаяся тем, что водонагреватель первой ступени размещен в центральном тепловом пункте,

5 а водонагреватель второй ступени расположен на подающем трубопроводе после элеватора и перед потребителями горячей воды.

Ятщ

Из $оЗо: npo8ofa

1 гг

Фм.1

Сущность изобретения: вход, выход и всасывающие патрубки приемной камеры элеватора подключены соответственно к распределительному, подающему и циркуляционному трубопроводам. Патрубки выполнены диаметрально противоположными. Водонагреватель первой ступени размещен в центральном тепповом пункте, водонагреватель второй ступени - на подающем трубопроводе после элеватора и перед потребителями горячей воды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

(pa 2