Автономная система горячего водоснабжения

(я)5 Р 24 О 17 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР С(56) 1, Авторское свидетелМ. 1211530, кл, Р 24 О 172, Авторское свидетелК 581357, кл. Р 24 О 17/О литехнический тмановьство СССР00, 1984.ьство СССРО. 1975,(54) АВВОДОС (57) Исп товых си изобрет мулятор вой наса линию и го труб Система бопрово н" о о ть о- ляГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОНОУНАЯ СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО НАБУЕНИЯользование: в промышленных и быстемах теплоснабжения. Сущность ения ,система содержит баки-аккуы горячей и холодной воды, теплос с испарителем и конденсатором, одпиточной воды от магистральноопровода и сливной трубопровод, также содержит на сливном труде отстойник и соединенные с его Изобретение относится к теплоэнерг тике. а именно к теплоснабжению, и мож быть использовано в промышленных и б товых системах горячего водоснабжения.Известна система горячего водосна жения, содержащая бак-аккумулятор, л нию подпиточной водопроводной воды магистрального трубопровода,подключе ного параллельно через распределительн сети холодной, теплой и горячей воды и с ответствующие водоразборные стояки к в доразборной исмесительно-водоразборн арматуре, причем распределительная се горячей воды снабжена включенными и следовательно по ходу потока нагревате выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя теплового насоса, соответствующие линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды. Линия подпиточной воды снабжена регулятором температуры с трех- ходовым краном, выходные штуцера которого подключены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем один - непосредственно, а другой через дополнительную теплообменную поверхность испарителя, Бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды, 1 ил. ми первои и второй ступени, в которых сетевая вода тепловой сети подогревает холодную водопроводную воду ЩК недостаткам данной системы горячего водоснабжения относится слив в канализацию теплой и холодной воды после использования у потребителя, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу особенно ценной питьевой водопроводной воды, а также к перерасходу энергии.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемом результату является система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуля 1772530торы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, распределительные сети горячего водоснабжения и холодной воды, водоразборные краны холодной и горячей воды, низкопотенциаль ный источник теплоты, подключенный к испарителю теплового насоса, линию подпиточной воды от магистрального трубопровода, сливной трубопровод, насосы и магистральные сети 2, 10В данной системе горячего водоснабжения питьевая вода и горячая вода после использования у потребителя сливаются в канализацию, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу 15 питьевой водопроводной воды, а такке к перерасходу энергии. Кроме этого, в качестве низкопотенциального источника теплоты используется навозохранилище, что существенно ограничивает область применения 20 данной системы горячего водоснабжения.Целью изобретения является угленьшение. затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды,На чертеже изобракена схема предла гаемой системы горячего водоснабжения,Автономная система горячего водоснабкения содержит бак-аккумулятор 1 горячей воды с уровнемером, в нижнюю часть которого вмонтирован доводчик температу ры 2, а на его входном патрубке установлен вентиль 3, управляемый уровнемером, размещенным в баке-аккумуляторе 1 горячей воды, На подающем стояке 4 горячей воды разме,цены последовательно по ходу по хо ду потока циркуляционный насос 5 и пиковый подогреватель 6, который расположен перед трубопроводами 7 с водоразборными кранами горячей воды 8, Подающий стояк 4 через воздушный кран 9 сообщается с ат мосферой. На обратном стояке 10 размещен обратный клапан 11. В состав системы входит бак-аккумулятор 12 холодной воды с уровнемером, На подающем стояке 13:хо лодной воды размещен циркуляционный 45 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 50 через воздушный кран 18 сообщается с атмосферой. Водоразборные краны горячей 8 и холодной 16 воды подключен к смесителям 19, иэ которых смесь холодной и горячей воды подается к абоненту, а 55 использованная вода через приемники слива 20 (раковины, ванны и т,д,) поступает в сливные трубопроводы 21, каждый из которых снабжен отстойником 22 с уровнемером, на сливном патрубке которого установлен регулируемый вентиль 23, упаравляемый от уровнемера, а на выходном - регулятор температуры 24 с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к трубопровдам теплового 25 и холодного 26 слива. На трубопроводе холодного слива 26 последовательно размещены фильтры 27 и бак-аккумулятор 28 холодного слива, а на трубопроводе теплового слива 25 последовательно по ходу потока размещены фильтры 29, бак-аккумулятор теплового слива 30 с уровнемером, насос 31, химводоподготовительная установка 32, Холодная вода из бака-аккмулятора 28 холодного слива с помщью насоса ЗЗ подается в бачки санузлов на схеме не показано). На трубопроводе теплового слива 25 и на трубопроводе холодного слива 26 перед фильтрами 29 и 27 и за ними, между баком-аккумулятором теплового слива 30 и насосе.л 31, а также перед насосом ЗЗ и эа ним установлены запорные вентили 34. Трубопровод теплового слива 25 после химводоподготовительной. установки 32 разветвлен на два трубопровода, один трубопровд 35 подсоединен к входу испарителя 36 теплового насоса с греющей стороны, выходной трубопровод 37 из которого соединен с распределительной сетью 38 холодной воды, а другой трубопровод 39 подсоединен квходу конденсатора 40 с нагреваемой стороны, выходной трубопровод из которого соединен с распределительно "1 сетью 41 горячего водоснабжения, В состав теплового насоса входят, кроме испарителя 36 и конденсатора 40, компрессор 42 с приводом 43 и дроссельный вентиль 44. На разветвлении трубопроводов установлены вентили 45 и 46, позволяющие изменять сотношеие потоков воды, направляемой в распределительные сети горячего водо снабжения 41 и холодной воды 38. Между распределительными сетями горячего водоснабжения 41 и холодной воды 38 установлена перемычка 47, на которой размещен насос 48 и регулятор температуры 49 с температурным датчиком, установленным на распределительной сети 41 горячего водоснабжения, В испарителе 36 теплового насоса установлена теплообменная поверхнсть 50, а на линии подпиточной воды установлены последовательно по хсду движения потока регулируемый венгиль 51 и регулятор температуры 52 с трехходовым краном, один из выходных шт, церов которого подклочен с помощью трубопровода 53 непосредственно к выходномутоубопроводу 37 испарителя 36 через обратный клапан 54 и к распределительной сети питьевой воды 55 с водоразборными кранами 56, адругой выходной штуцер через обратный клапан 57 подключен к выходному трубопроводу 37 испарителя 36 через установленную в нем теплообменную поверхность 50, К распределительной сети 38 холодной воды подключен венТиль 58, управляемый уровномером, установленным в баке-аккумуляторе 12 холодной воды, а между насосом 31 и химводоподготовительной установкой 32 установлен регулируемый вентиль 59, управляемый от уровнемера бака-аккумулятора теплового слива 30, Все трубопроводы и аппараты системы тепло- изолированы (на схеме не показано). Кроме этого, к испарителю 36 подводится теплота от низкопотенциального источника тепла,Система горячего водоснабжения работает следующим образом,В периоды водозабора горячая и холодная вода из баков-аккмуляторв горячей 1 и холодной 12 воды с помощью насосов 5 и 14 соответственно подается черз краны горячей 8 и холодной 16 воды в смесители 19, а после использования сливается через приемники слива 20 (раковины, ванны и т.д,) в сливные трубопроводы 21, а из них в отстойники 22, где сливная вода проходит очистку ат крупных механических включений. При накоплении отстоя в отстойнике 22 до заданного уровня по сигналу от уровнемера открыьа=тся вентиль 23 и отстой сливается в канализацию, Регулятор температуры 24, установленный на выходном патрубке отстойника 22, в зависимости ат температуры сливной воды направляет ее либо в трубопровод теплового слива 25, либо в трубопровод холодного слива 26, В трубопровод холодного слива вода направляется, если ее температура равна или ниже 5 С. По мере движения по трубопроводу холодного слива 26 вода проходит полную очистку от механических примесей в фильтре 29. После очистки от механических примесей вода сливается в бак-аккумулятор теплового слива 30 с размещенным в нем уровнемером.Насос 31 может включаться в работу как по сигналу уровнемера при достижении верхнего уровня сливной воды в баке-аккумуляторе теплового слива 30, который одновременно с включением насоса 31 открывает регулируемый вентиль 59 и включает привод 43 компрессора 42 теплового насоса, так и по команде оператора в период ночного провала нагрузки. При включении насоса 31 и теплового насоса вода из бака-аккумулятора теплового слива 30 поступает в химводоподготовительную установку 32, где она проходит химическую, биологическую и другие видь 1 обработки, Часть потока очищенной и обработанной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воды охлаждается в испарителе 36 до температуры 4-5 С, а другая ее часть нагревается в конденсаторе 40 теплового насоса. Нагретая и охлажденная вода после теплового насоса поступает в распределительные сети горячей 41 и холодной 38 воды, откуда она попадает в местные системы горячего водоснабжения и холодной воды, а из них в баки-аккумуляторы горячей 1 и холодной 12 воды, Если температура воды после конденсатора 40 ниже заданного значения, догрев ее производится доводчиком температуры 2, установленном в баке-аккумуляторе 1 горячей воды, В качестве доводчика температуры могут использоваться либо электрический нагреватель, либо нагреватель, в котором используется теплота сетевой воды из подающей линии тепловой сети, Для пдогрева горячей воды может также использоваться пиковый пдогреватель 6, когда абоненту в течение непродолкительного времени требуется воды с повышенной температурой. В случае хе, когда температура воды после конденсатора выше заданного значения, по сигналу температурного датчика, установленного на распределительной сети 41 горячей водь 1, открывается вентиль регулятора температуры 49 и включается насос 40, В результате холодная вода из распределительной сети холодной воды 38 подмещивается к 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 3, через который излишек холодной воды сливается в канализацию. Б случае снижения уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной вды до никней отметки, по сигналу уровнемера открывается вентиль 51 на линии подпиточной воды, если при этом уровень воды в баке-аккумуляторе 30 ниже нижнего предельного уровня. Для использования теплоты подпиточной воды в испаритель Зб теплового насоса вмонтирована теплообменная поверхнсть 50, через которую пропускается подпиточная вода при температуре, превышающей нижний допустимый предел. Если температура подпиточной воды равна или меньше нижнего предела, подпиточная вода поступает в систему, минуя теплообменную поверхность 50, Переключение поткоов подпиточной воды осуществляется с помщью регулятора температуры 52 с трехходовым краном.Данная 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 водоразборе, что позволяет экономить не только энергию, но также и питьевую водопроводную воду со значительным снижением затрат на магистральные сети. Система позволяет также холодную воду с температурой 5 С и ниже, использованную потребителем, после соответствующей очистки От механических примесей направлять в бачки санузлов, что также позволяет экономить питьевую водопроводную воду, Кроме этого, существенно расширяется область применения такой системы, так как Она не связана с внешним низкопотенциальным источником теплоты. Достоинством этой системы является также и то, что Она не загрязняет Окружающую среду тепловыми вь 1 бросами и сточными водами.Формула изобретения Автономная система горячего водо. снабжения, содержащая баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, установленные на трубопроводах горячей и холодной воды соответственно, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды От магистральногО трубопровода и сливной трубопровод, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды, система дополнительно 5 содержит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и пследовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовитеаьную установку, вы ход которой одновременно подключен квходам конденсатора и испарителя, соответстеенные линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с.насосом и регулятором температу ры трубопроводам горячей и холоднойводы, линия подпиточной воды снабжена регулятором температуры с трехходовым краном, выходные штуцеры которого подключены к распределительномоу трубопро воду холодной воды, причем один -непосредственно, а другой - через дополнительнуго теплообменную поверхность испарителя, бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчи ком темперагуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора дополнительно установлен пиковый подог 1 еватель горячей воды, при этом она содер. жит соединенные с вь 1 ходом Отстойника 30 дополнительнь 1 е фильтр и бак сливной воды, при этом в месте соединения основных и дополнительных элементов с выходом Отстойника установлен регулируемый по температуре трехходовой клапан,35орректор Н,Ревска Реда кто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3833 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5