Закрытая водяная система централизованного теплоснабжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 5 ц Р 24 0 17/О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фД г(54)(57) ЦЕНТРАЛИ держащаярали, по воды сис ды холод тор пост и.(:й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Манюк В.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М., Стройиздат, 1978, с,104-1062. Авторское свидетельство СССР 9 928135, кл. Г 24 О, 17/10, 1980 (прототип). 1. ЗАКРЫТАЯ ВОДЯНАЯ СИСТЕМА ОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ,соподающую и обратную магистающий и обратный трубопроемы отопления, трубопровоой и горячей воды, регуляянного расхода теплоноси 801090979 теля с датчик перепада давления, установленными на подающем трубопро воде, элеватор, подогреватели горячей воды первой и второй ступеней, установленные на обратной магистрали, перемычки с регуляторами температуры, датчики которых установлены на обратном трубопроводе системы отопления и на. трубопроводе горячей воды, соединяющие подающий и обратный трубопроводы системы отопления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью снижения энергозатрат на горя чее водоснабжение, вторая ступень подогревателя горячей воды выполнена в виде двухсекционных теплообменников, каждый из которых установ лен непосредственно у водоразборных кранов, причем секции соединены между собой по нагреваемой воде последовательно.2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что датчик перепада давления регулятора расхода ус-. тановлен. на обратной магистралИзобретение относится к теплоэнергетике, в частности к закрытымводяным системам теплоснабжения инаправлено на повышение их эффективности.Известна закрытая водяная система 5централизованного теплоснабжения,включающая двухтрубные магистральныетепловые сети, к которым подключеньпотребители тепла - системы отопления и горячего водоснабжения, Послед- )Оние подключены к тепловым сетямпо двухступенчатой последовательнойсхеме В этой системе первая ступеньподогревателя води системы горячеговодоснабжения подключена к обратному трубопроводу тепловой сети, вторая ступень - к подающему трубопроводу тепловой сети, и отвод теплоносителя из первой ступени и подводтеплоносителя во вторую ступень соединены обводной линией с задвижкой,Вода для системы горячего водоснабжения из водопроводной сети подаетсяв первую ступень подогревателя, изкоторого по соединительному трубопро воду поступает во вторую ступеньподогревателя и далее через подающийтрубопровод к точкам водоразбораЦиркуляционный трубопровод системыгорячего водоснабжения имеет гиркуляционный насос и подключен к трубопро-ЗОводу, соединяющему первую и вторуюступени 1 ),Недостатки такой закрытой водянойсистемы теплоснабжения заключаютсяв том, что не используется или исполь 35зуется только частично тепло обратной сетевой воды в системе горячеговодоснабжения. Расход тепла в циркуляционных системах горячего водоснабжения составляет 30-40 от среднесу Оточного расхода тепла на горячееводоснабжение. Для нагрева циркуляционного расхода воды в системе горячего водоснабжения отбирается сетеваявода из подающего трубопровода, Этотребует соотнетствующего увеличениярасхода сетевой воды, дополнительныхэнергозатрат на ее прокачку, соответствующего увеличения диаметра трубспроводов тепловой сети, а значит, идополнительных капиталовложений в ее осооружение,Температура сетевой воды н подающем трубопроводе большую часть отопительного периода поддерживаетсявыше 100 ОС. Использование такой воды 55в качестне греющего теплоносителя вподогревателях: системы горячеговодоснабжения ведет к образованиюнакипи на поверхностях труб, снижению их тепловой эффективности на 6 О30-40 и увеличению в связи с этимрасхода горячей воды из тепловойсети, особенно в переходные периодыотопительного сезона. Кроме того,отложение накипи резко увеличинает 65 гидравлическое сопротивление системыи вызывает увеличение энергозатратна прокачку среди,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности являетсязакрьтая водяная система централизованного теплоснабжения, содержащаяподающую и обратную магистрали, подающий и обратный трубопроноды системыотопления, трубопроводы холоднойи горячей воды, регулятор постоянногорасхода теплоносителя с датчикамиперепада давления, установленными наподающем трубопроводе, элеватор,подогреватели горячей воды первой ивторой ступеней, установленные наобратной магистрали перемычки срегуляторами температуры, датчикикоторых установлены на обратномтрубопроводе системы отопления и натрубопроводе горячей воды, соединяющие подающий и обратный трубопроводысистемы отопления,2 1.Недостатки известной системызаключаются в том, что необходимоустанавливать циркуляционные насосыдля системы горячего водоснабжения,которые являются источниками повышенного шума в жилых помещенияхпри размещении их в теплоных пунктахотдельных зданий, По этой причинерекомендуется строить центральные(ЦТП) на значительном расстоянии отзданий с прокладкой к ним четырехтрубних распределительньх тепловыхсетей (двух для отопления и двух длягорячего водоснабжения), один изкоторых циркуляционный. Это требуетдополнительных капитальных вложенийи эксплуатационных расходов, связанных с периодической перекладкой распределительных трубопроводов горячего водоснабжения, подвергающихся интенсивной внутренней и наружной коррозии; присоединение одновременнонескольких зданий к ЦТП создает большие трудности в распределении горячейводы между многочисленными подающимии циркуляционными стояками системгорячего водоснабжения и в обеспечении потребителей горячей водой стребуемой температурой;ограничиваетсяобласть ее применения величиной соотношения максимальных тепловых нагрузок горячего водоснабжения и отопмакаааааа Умакс акакк кеаоНапример,при максимальной температуре сетевой воды 150 С эта система обеспечивает нормальную работу системы горячего водоснабжения прир 40 8.аакс ф Это вызвано ограничением расхода греющей сетевой воды, которую можно использовать в целях горячего нодо- снабжения, расчетным отопительным,расхода на тепловой пункт.Пель изобретения - снижение энергозатрат на горячее водоснабжение.Поставленная цель достигаетсятем, что закрытая водяная системацентрализованного теплоснабжения,содержащая подающую и обратнуюмагистрали, подающий и обратныйтрубопроводы системы отопления,трубопроводы холодной и горячей воды,регулятор постоянного расхода теплоносителя с датчиками перепада давления, установленными на подающемтрубопроводе, элеватор, подогревателигорячей воды первой и второй ступеней, установленные на обратноймагистрали, перемычки с регуляторамитемпературы, датчики которых установлены на обратном трубопроводе системы отопления и на трубопроводегорячей воды, соединяющие подающийи обратный трубопроводы системы отоп(ления,вторая ступень подогревателягорячей воды выполнена в виде двухсекционных теплообменников, каждыйиз которых установлен непосредствен-.но у водоразборных кранов, причемсекции соединены между собой по нагреваемой воде последовательно.При этом датчик перепада давлениярегулятора расхода установлен наобратной магистрали,На чертеже представлена схема закрытой водяной системы централизованного теплоснабжения. 60 ной регулятором 7 температуре водыу в обратной магистрали 10 заданный Система содержит подающую магистраль 1, обратный трубопровод 2 системы отопления, вторую 3 и первую 4 ступени подогревателя горячей воды, перемычки 5 и 6 с регуляторами 7 и 8 температуры, трубопровод 9 горячей воды,обратную магистраль 10, водоразборные краны 11, подающий трубопровод 12 системы отоплениярегулятор 13 расхода, систему 14 отопления, датчик 15 перепада давления и трубопровод 16 холодной воды.Система теплоснабжения работает следующим образом.Горячая вода из подающей магистрали 1 поступает через клапан регуля (тора 13 расхода в подающий трубопровод 12 системы отопления и далее в местную систему 14 отопления.Из системы отопления вода отводит ся по обратному трубопроводу системы 2 отопления, а затем поступает в обратную магистраль 10 с П-образным участком, на котором последовательно установлены двухсекционные теплообменники второй ступени 3 подогревателя горячей воды и подогреватель горячей воды первой ступени 4.В водоразборные краны 11 вода подается из трубопровода 16 холодной воды через подогреватель горячей воды первой ступени 4, трубопровод 9 горячей воды и параллельно подключенные к нему двухсекционные теплообменники второй ступени 3 подогревателя горячей воды, установленныена П-образном участке обратноймагистрали, Указанная схема установки второй ступени 3 подогревателяобеспечивает поддержание практическиодинаковой температуры горячей водыу потребителей, проживающих как на Ю нижних, так и на верхних этажах зда-.ния, поскольку средняя температурагреющей воды в каждой паре подогревателей второй ступени будет однойи той же на любом из этажей, Напри мер, температура греющей воды напервом этаже будет максимальной вподъемном трубопроводе П-образногоучастка и минимальной в опускномтрубопроводе, а на последующихэтажах температура в подъемном трубопроводе будет убывать, а в опускномвозрастать.В холодный период отопительногосезона, когда температура воды вобратном трубопроводе 2 системыотопления достаточно высока длятребуемого нагрева воды в системегорячего водоснабжения (т.е. когдаее температура 360 С), клапан регуляотора 7 температуры закрыт и вода изтепловой сети с расходом, равнымрасчетному расходу на отопление,поступает в подающий трубопроводсистемы отопления.Некоторое кратковременное снижение З 5 этого расхода может иметь место только в часы максимального потреблениятепла в системе горячего водоснабжения. В этот период клапан регулятора8 температуры пропускает часть сете вой воды из подающей магистрали вобратный трубопровод 2 системы отопления по перемычке 6 и клапан регулятора .13 расхода соответственно уменьшает на ту же величину расход сетевой воды в подающем трубопроводе системы отопления.При понижении температуры воды в ообратном трубопроводе 2 системы отопления до значений ниже 60 С, при которых заданный нагрев воды в системе горячего водоснабжения становится невозможным, срабатывает клапан регулятора 7 температуры, имеющий соответствующую настройку, и вода из подающей магистрали 1 начинает поступать по перемычке 5 в обратный трубопровод 2 системы отопления, повышая .температуру в нем до установленного значения,.после чего прекращается дальнейшее открытие клапана регулятора 7 температуры.В период повышенного и максимального водоразбора"в системе горячего водоснабжения, когда при установлен 1090979нагрев воды в системе горячеговодоснабжения становится невозможнми температура нагрева воды в подогревателе первой ступени 4 горячейводы становится ниже температурынастройки этого регулятора, происходит открытие его клапана.При этом вода из подающей магистрали 1 поступает в обратную магистраль 10 через перемычку 6 и повышает температуру воды в ней до такого 10значения, при котором обеспечиваетсязаданный нагрев воды в первой ступени 4 подогревателя горячей воды.Во всех случаях открытие клапановрегуляторов 7 и 8 температуры сопровождается перепуеком части сетевойводы иэ подающей магистрали в обратную 10 и соответственным уменьшением расхода воды в подающем трубопроводе 12 системы отопления,При этом в период максимальноговодораэбора, когда расход сетевойводы через клапаны регуляторов 7 и 8температуры равен расчетному расходусетевой воды на цели отопления илипревышает его, клапан регулятора 13расхода автоматически закрывается,поскольку перепад давления на датчике 15, передаваемый на исполнительный механизм регулятора 13 расхода, равен перепаду давления, на 30который отрегулирован регулятор 13расхода или превышает его.В этом случае система отоплениямржет оказаться полностью отключенной, Полное отключение системы 35отопления может иметь место тольков наиболее теплый период отопительного сезона в течение 20-30 мин прохождения вечерного максимума потребления горячей воды. 40Отключение систем отопления такжеможет осуществляться централизованно в теплые дни отопительного сезона,при температуре наружного воздухавыше 8 С путем соответствующего понижения температуры воды,подаваемой от источника тепла, до температуры, близкой к температуре настройки регулятора 7, который в этом случае открывается, Для того, чтобы расход через перемычку 5 в этом режиме не превьрал величину расчетного расхода на отопление, клапан регулятора 7 температуры должен быть снабжен ограничителем хода. При этом режиме работы системы необходимое увеличение расхода сетевой воды сверх расчетного расхода на отопление в период максимального разбора горячей воды обеспечивается клапаном регулятора 8 температуры. Централизованное отключение систем отопления в теплые дни отопительного сезона устранит традиционный перерасход тепла на цели отопления, имеющий место в известных системах.При использовании предлагаемой системы теплоснабжения обеспечиваются сокращение затрат на строительство тепловых сетей, экономия тепла, расходуемого на цели отопления и горячего водоснабжения, сокращение капитальных вложений в систему теплоснабжения за счет исключения необходимости строительства отдельностоящих ЦТП и четырехтрубных распределительных тепловых сетей в городских кварталах, поддержание требуемой температуры горячей воды в водоразборных кранах потребителей беэ использования циркуляционных насосов, экономия электроэнергии, расходуемой на привод циркуляционных насосов системы горячего водоснабжения, снижение коррозии трубопроводов системы горячего водоснабжения в зданиях эа счет снижения уровня температуры в них и уменьшения их протяженности практически в два раза, причем потребители обеспечиваются горячей водой необходимой температуры при любых значениях р (макс.).5 илиал Т ПИ Гос о делам 35, Мо аж 711.арственного киэобретений ива, Ж, Ра омитета открыти ушская на Патент", г. Ужгород, ул. Проект