Однотрубная водяная система теплоснабжения

 

Использование: системы водяного отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Сущность изобретения: система выполнена двуступенчатой, в каждой ступени системы присоединены к тупиковому магистральному трубопроводу 4 последовательно, при этом по ходу теплоносителя системы отопления выполнены по зависимой -схеме без смешения, между ступенями установлен дополнительный пиковый котел 23, а аккумулятор 26 горячей воды выполнен с подогревателем 29 и установлен после.второй ступени. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 24 0 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825529/06 (22) 14.05.90 (46) 15.02.93. Бюл. ¹ 6 (75) В.Л.Звягенцев и Г.Л.3вягенцев (56) Чугунов М,А. Насосы ЦВЦ в однотрубных системах теплоснабжения, "Водоснабжение и санитарная техника", ¹ 5, 1984, с. 17, рис. 1.

Теплофикация и тепловые сети. M.:

Энергоиздат, 1982, с. 74 — 75, рис. 3. 10(прототип). (54) ОДНОТРУБНАЯ ВОДЯНАЯ СИСТЕМА

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах воДяногоотопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Известна однотрубная кольцевая система теплоснабжения, содержащая подпиточный и сетевой насосы, регулятор подпитки, котел, подающий кольцевой магистральный трубопровод, узлы отбора. от которых расходятся подающие и обратные распределитеЛьные трубопроводы, причем, в узле отбора обратный распределительный трубопровод соединен с подающим магистральным кольцевым трубопроводом после присоединения к нему подающего распределительного трубопровода, задвижку, отопительный прибор, воздушный кран, откачивающий насос.

Эта система не приемлема для современных высоконапорных городских тепловых сетей с температурным графиком, например, 150-70 С из-за невысокой степени надежности и неэкономичности для тепловых сетей большой протя>кенностью.,, Я2„, 1795233 А1 (57) Использование: системы водя ного отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Сущность изобретения: система выполнена двуступенчатой, в каждой ступени системы присоединены к тупиковому магистральномутрубопроводу 4 последовательно; при этом по ходу теплоносителя системы отопления выполнены по зависимой схеме без смешения, между ступенями установлен дополнительный пиковый котел 23, а аккумулятор 26 горячей воды выполнен с подогревателем 29 и установлен после второй ступени. 1 ил.

Кроме того, она экономически не применима для открытых систем теплоснабжения.

Известна однотрубная водяная система теплоснаб>кения с открытым водозабором, 2 содержащая тупиковый магистральный трубопровод с последовательно установ- д. ленными на нем теплофикационными подогревателем и пиковым котлом, системы отопления, присоединенные к тупиковому С магистральному трубопроводу, и аккумуля- Л тор горячей воды. О (гд

Применение этих систем в современ- () ных городах весьма ограничено из-за их неэкономичности, так как в них используется вся сетевая вода используется после аеваЭ отопительных установок для горячего водоснабжения, а в современных городах потребность в горячей воде для бытовых нужд составляет 40-50 рабочего расхода сетевой воды на отопление. Сливать неиспользованную горячую воду после отопительных установок в канализацию экономичности нерентабельно, 1795233

Цель изобретения — повышение экономичности путем полного использования теплоносителя, В однотрубной водяной системе теплоснабжения с открытым водозабором, содержащий тупиковый магистральный трубопровод с последовательно установленными на нем теплофикационным подогревателем и пиковым котлом, системы отопления, присоединенные к тупиковому магистральному трубопроводу, и аккумуля. тор горячей воды, система теплоснабжения выполнена двухступенчатой, в каждой ступени системы отопления присоединены к тупиковому магистральному трубопроводу последовательно, при этом, по ходу теплоносителя системы отопления выполнены по зависимой схеме со смещением, по независимой схеме и зависимой схеме без смещения, между ступенями установлен дополнительный пиковый котел, а аккумулятор горячей воды выполнен с подогревателем и установлен после второй ступени, На чертеже схематично изображена однотрубная водяная система теплоснабжения.

Система теплоснабжения содержит подпиточный насос 1, теплофикационный подогреватель 2, пиковый котел 3, подающий магистральный трубопровод 4, в который по ходу движения теплоносителя подключены соответственно подающий 5 и обратный 6 распределительные трубопроводы, электрозадвижки 7, регулятор 8 расхода, регулятор 9 температуры, обратный клапан 10, элеватор 11, водоразборный кран 12 горячего водоснабжения, воздушный кран 13, отопительный прибор 14. Отопительный прибор 14, по мере продвижения теплоносителя в подающем магистральном трубопроводе 4, подключается посредством подающего 5 и обратного 6 распределительного трубопровода к магистральному трубопроводу 4 в каждой ступени последовательно и соответственно: a) зависимой схемой со струйным смешением; б) зависимой схемой с насосом смешения; в} независимой схемой; г) зависимой схемой без смешения, а их нормальную работу. кроме того, обеспечивают элеватор 11, откачивающий насос 15, дроссельный регулировочный клапан 16, отопительный подогреватель 17, регулятор 18 подпитки, насос 19, задвижка

20. На подающем магистральном трубопроводе 4 между ступенями l u li установлен сетевой насос21 и байпас22 на случай, если после первой ступени системы упадет напор в подающем магистральном трубопроводе 4, который не обеспечит в дальнейшем нормальную работу второй ступени системы и пиковый котел 23 с байпасом 24. Байпас 24 нужен в случае. когда не требуется работа сетевого насоса 21, . Байпас.24 задействован в работу, например в летнее время, когда система работает только на горячем подоснабжении. К магистральному подающему трубопроводу 4 отопительные приборы 14 подключаются посредством подающего 5 и обратного 6 распределительного трубопровода по аналогичным схемам,(см, варианты а), б). в), г) первой ступени). У последнего тупикового потребителя или потребителей (вариант 2) установ- лен регулятор 25 слива, задействованный по

"5 температуре теплоносителя в подающем магистральном трубопроводе 4, аккумулятор горячей воды 26, подпиточный насос 27, регулятор 28, подпитки и теплофикационный подогреватель 29, Подпиточный насос

20 27, кроме того, на включение и отключение можно задействовать по уровню воды в аккумуляторе 26 горячей воды.

Система работает следующим образом.

Подпиточный насос 1 подает теплоно25 ситель на теплофикационный подогреватель 2 и пиковый котел 3 и поддерживает рабочее давление воды в системе, В подогревателе 2 и котле 3 теплоноситель нагревается до рабочих параметров, например, 30 по температурному графику 150-60 С и за-. тем направляется в подающий магистральный трубопровод 4 откуда поступает по подающему распределительному трубопро-. воду 5 к потребителю и возвращается от

35 него по обратному распределительному трубопроводу 6.

При зависимой схеме присоединения со струйным смешением (вариант а)) теплоноситель по подающему распределительному

"0 трубопроводу 5 через электрозадвижку 7, регулятор 8 расхода подается на элеватор

11, где смешивается с обратной водой от отопительных приборов 14 из обратного распределительного трубопровода 6. Для

45 подачи в отопительные приборы 14 температура воды снижается, например, с температурного графика 150-60ОC на температурный график 105/95 — 70О С. На подающем распределительном трубопроводе 5 в

50 самой верхней его части установлен воздушный кран 13 с целью выпуска воздуха при заполнении системы водой. Регулятор расхода 8 применяется в качестве регулятора располагаемого напора, другими слова55 ми, перепада давлений в подающем 5 и обратном 6 распределительных трубопроводах. Давление в трубопроводе 6 ниже минимального, которое приводит к опорожнению системы отопления, поддерживает откачивающий насос 15, Он же обеспечивает цирку1795233 ляцию в отопительных приборах 14. При ровода 5 в обратный распределительный аварийной остановке откачивающего насо- трубопровод 6. При поступлении воды в стаса 15 для предотвращения недопустимого пительные приборы 14, присоединенные повышения давления в отопительных при- подающим 5 и обратным 6 трубопроводами борах 14 производится отсоединение по- 5 к магистральному подающему трубопровоследних от подающего магистрального ду4 зависимой схемой присоединения с натрубопровода 4, Отсоединение Ro обратно- сосным подмешиванием обратной воды му распределительному трубопроводу 6 (вариант 6)) необходимый коэффициент подосуществляется путем установки обратного мешивания получают открытием дроссельКлапана 10. Отсоединение по подающему 10 ного регулировочного клапана 16. распределительному трубопроводу 5 произ- Подмешивающий и одновременно откачиводится регулятором 8 расхода и электро- вающий насос 19 создаетперепаддавления задвижкой 7, Импульсом на отсоединение в подающем 5 и обратном 6 распределислужит исчезновение располагаемого напо- тельных трубопроводах, подвешивает часть ра. Для предотвращения повышения дав- 15 обратной воды через дроссельный регулиления в отопительных приборах 14 в момент ровочный клапан 16 в подающий распредео1соединения, а также на случай неплотнссти лительный трубопровод, что снижает в нем обратного клапана 10, злектрозадвижки 7 и температуру по температурному графику регулятора 8 расхода, устанавливают .пре- 95/105 — 70 С и откачивает часть обратной д4хранительный клапан (на схеме не пока- 20 воды в подающий магистральный трубопроз н) на трубопроводе 6, который вод 4 после присоединения к нему подаюсрабатывает при давлении несколько щего распределительного трубопровода 5 меньшем, чем допустимое для нагрева- по ходу движения воды в подающем магистт льных приборов 14. Насос 15 вновь воз- ральном трубопроводе 4. Для стабилизации в >ащает низкопотенциальный 25 температурного режима в отопительных т плоноситель в подающий магистраль- приборах 14 достаточно поддерживать пон и трубопровод и после присоединения к стоянным располагаемый напор, чтобы кон му трубопровода 5 по ходу движения во- эффициент подмешивания оказался ! ды. Аварийное отключение в ручном режи- неизменным, что обеспечивается установмф осуществляется задвижкой 20. 30 кой регулятсра 8 расхода на подающем расРЕсчетныи расход воды в городских пределителвноы трубопроводе 5. Аеарииная тепловых сетях заметно снижается при остановка откачивающего насоса 15 опасна присоединении на абонентских вводах ото- вследствие проникновения воды с высокой пительных приборов 14 и водоразборных температурой в нагревательные приборы кр нов 12 водоснабжения по принципу свя- 35 14, тепловая компенсация которых рассчиэа ного регулирования (варианты а), б).) В тана на температуру 105-95 С, а также по- . эт >м случае регулятор 9 расхода, установ- вышения давления, В этих условиях ленный на общей подающей линии, поддер- необходимо отсоединить подающий 5 и обживает постоянный расход воды из ратныйбтрубопроводыотподающегомагиподающего распределительного трубопро- 40 стрального трубопровода 4. В первом вода 5. Соотношение расходов воды íà ro- случае отсечка осуществляется с помощью рячее водоснабжение из подающего клапана регулятора 8 и электрозадвижки 7, ра пределительного трубопровода 5 и об- а во втором — обратным клапаном 10. В ра ного распределительного трубопровода случае неисправности этих запорных

6, зависящее от температур теплоносителя, 45 вентилей на обратном распределительустанавливается регулятором 9 температу- ном трубопроводе 6 устанавливают ры.:B часы большого водозабора на горячее предохранительный клапан (на схеме не пово оснабжения вода берется, в основном, казан). Аварийное отключение в ручном реиз рубопровода 6 и очень малое ее количе- жиме осуществляют задвижками 20. ств с высокой температурой берется из 50 Присоединение водозаборных кранов12 готру опровода 5. В часы малого водозабора рячего водоснабжения к отопительным привод откачивается насосом 15 через обрат- борам 14 осуществляется по принципу ный клапан 10 и задвижку в магистральный связанного регулирования (вариант а)). Нетру опровод 4. Обратный клапан 10 на ли- зависимое присоединение отопительных нии отбора сетевой воды из обратного рас- 55 приборов 14 (вариант в) применяют в целях пре елительноготрубопровода6 на горячее повышения надежности их работы при наводоснабжение необходим для исключения личии в подающем магистральном трубопвозможности при отсутствии водозабора из роводе 4 температурных графиков 150-60 С, кранов 12 прямого перетока теплоносителя Отопительные приборы 14 присоединяются к из поодающего распределительного трубоп- подающему 5 и обратному 6 распредели1795233

30

55 тельным трубопроводам с помощью отопительного подогревателя 17. Давление в обратной линии независимого контура поддерживается регулятором подпитки 18.

Насос 19 обеспечивает циркуляцию в отопительных приборах 14, Подогреватель 17 и регулятор 9 температуры обеспечивают температуру воды на выходе в независимый контур по температурному графику 105/9570 С. В случае аварийного останова насоса

15, который обеспечивает перепад давления на подогревателе 17 по зависимому контуру, полная отсечка подающего 5 и обратного 6 трубопроводов не обязательна.

Отопительные приборы 14 и водоразборные краны 12 горячего водоснабжения присоединены к подающему магистральному трубопроводу 4 по принципу несвязанного регулирования. Обе установки работают независимо друг от друга. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение поддерживается постоянно с помощью регулятора 9 температуры, установленного на линии подачи сетевой воды из подающего распределительного трубопровода 5 к водоразборным кранам 12 l0рячего водоснабжения. В подающем магистральном кольцевом трубопроводе 4 после зависимых схем присоединения отопительных приборов 14 со струйным смешением (вариант а)) и насосом смешения (вариант б)), зависимой схемой присоединения (вариант в)) температура не превышает

115 — 95 С, поэтому далее отопительные приборы 14 присоединяют к подающему магистральному трубопроводу 4 посредством зависимой схемы без смешения (вариант r)).

Постоянный расход сетевой воды по температурным графикам 115-70 С, 95—

70 С, 85-60 С в отопительных приборах

14 осуществляют регулятором 8 расхода.

Откачивающий насос 15 обеспечивает циркуляцию воды в отопительных приборах 14 и откачивает отработанную воду в подающий магистральный трубопровод

4. При остановке насоса 15 отсоединение отопительных приборов 14 по подающему трубопроводу 5 осуществляется регулятором 8 и электрозадвижкой 7.

Отсоединение по обратному распределительному трубопроводу 6 производится обратным клапаном 10. В случае неплотности запорных органов 7, 8, 10 для предотвращения повышения давления в отопительных приборах 14 устанавливают на обратном распределительном трубопроводе 6 предохранительный клапан (на схеме не показан), Аварийное отключение в ручном режиме обеспечивают задвижки 20.

Отопительные приборы 14 и водоразборные краны 12 присоединены к подающему магистральномутрубопроводу4 по принципу независимого регулирования, Обе установки работают независимо друг от друга. Расход воды в отопительные приборы 14 не зависит от нагрузки горячего водоснабжения и поддерживается постоянным с помощью регулятора 8 расхода. Расход воды на горячее водоснабжение обеспечивается регулятором температуры 9. Суммарный расход сетевой воды подающего распределительного трубопровода 5 равен сумме расходов воды подающей линии на отопление и горячее водоснабжение. В подающем магистраль-, ном трубопроводе 4 после зависимой схемы присоединения без смешения перsoA ступени теплоноситель остывает до 60

С. При этом, вероятно ослабление гидравлического режима для дальнейшей транспортировки сетевой воды к потребителям.

Поэтому теплоноситель помимо байпасов

22, 24 сетевым насосом 21 подается на пиковый котел 23, где подогревается вновь до параметров температурного графика 15060 С. Байпас.22 работает в случаях. когда для дальнейшей TpBHcflopTMpQBKN теплоносителя в подающем магистральном трубопроводе 4 не требуется работа сетевого насоса 21, например, в летнем режиме работы только на горячее водоснабжение. После подогрева сетевой воды в пиковом котле

23, она подается в магистральный подающий трубопровод 4, а из него по описанным выше схемам присоединения (варианты а); б), в), r)) в отопительные приборы 14 и к водоразборным кранам 12 горячего водоснабжения новых потребителей второй ступени (вариант г)). На подающем магистральном трубопроводе 4 установлен регулятор слива 25. аккумулятор 26 горячей воды, подпиточный насос 27, регулятор 28 подпитки и теплофикационный подогреватель 29. В периоды малого разбора в системе сетевой воды для нужд горячего водоснабжения вода накапливается в аккумуляторах 26 горячей воды при открытом регуляторе 25 слива. В период большого водоразбора из кранов 12, когда расход воды на горячее водоснабжение превышает поступление воды в систему на котел 22 по трубопроводу 4, снижается давление у конечных (тупиковых) потребителей. Это вызывает открытие регулятора 25 слива.

Включается подпиточный насос 27, который подает воду из аккумулятора 26 горячей воды на теплофикационный подогреватель 29 и в систему теплоснабжения. Подпиточный насос 27 подбирается по объему аккумулятора 26 горячей воды, но на несколько порядков меньше производительности сетевого насоса 21, Теплофика10

1795233

Составитель В.Звягинцев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор

Заказ 420 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Произаодстаенно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород. Ул.Гагарина. 101 ционный подогреватель 29 подогревает сетевую водудо параметров по температурному графику, например, 85-60 С, т. к. первый потребитель от подпиточного комплекса работает именно по этому температурному графику.

Предложенная система позволяет уменьшить расход теплоносителя на отопление и вентиляцию посредством его трехступенчатого нагрева и охлаждение и уравнять расход теплоносителя на отоплениЕ и вентиляцию с расходом теплоноситеФормула изобретения

Однотрубная водяная система теплоснабжения с открытым водозабором, содержащая тупиковый магистральный трубопровод с последовательно установлен 1ыми на нем теплофикационным подогревателем и пиковым котлом, системы отопления, присоединенные к тупиковому магистральному трубопроводу, и аккумулятор Горячей воды,отл ича ю щаяс я тем, что, с целью повышения экономичности путем полного использования теплоносителя. ля на горячее водоснабжение; прокладывать тупиковую тепловую сеть в неограниченных направлениях на большие расстояния: накапливать теплоноситель и в

5 часы максимального водоразбора разгружать теплоноситель с рабочими параметрами из аккумуляторов горячей воды обратно в систему, что обеспечивает постоянную и надежную циркуляцию теплоносителя по

10 всей предлагаемой системе, повышает экономичность и эффективность использования теплоносителя и тепловой энергии.

15 система теплоснабжения выполнена двуступенчатой, в каждой ступени системы отопления присоединены к тупиковому магистральному трубопроводу последовательно, при этом по ходу теплоносителя системы

20 отопления выполнены по зависимой схеме со смешением, по независимой схеме и зависимой схеме без смешения, между ступенями установлен дополнительный пиковый котел, а аккумулятор горячей воды выпол25 нен с подогревателем и установлен после второй ступени,