Способ использования вторичных теплоносителей

Изобретение относится к способам использования вторичных теплоносителей в системах теплоснабжения. Технический результат: повышение эффективности за счет увеличения длительности отдачи тепла питательным рабочим средам вторичными теплоносителями и усиление экологической безопасности за счет транспортировки окончательно отработавших вторичных теплоносителей по отдельным трубопроводам в места, удаленные от селитебных районов, а также за счет предотвращения аварийных ситуаций вследствие демпфирования гидро- и/или пневмоударов в трубопроводах, а также снижение материалоемкости при изготовлении трубопроводов за счет уменьшения толщины стенки внутренних и внешнего трубопроводов и экономии на теплоизоляции. Способ использования вторичных теплоносителей в системах теплоснабжения заключается в том, что внутренние тонкостенные податливые подающий и обратный трубопроводы с питательными рабочими средами системы отопления или горячего водоснабжения располагают внутри одного общего наружного толстостенного трубопровода вместе с внутренними тонкостенными трубопроводами со вторичными теплоносителями, поступающими от тепловых установок с возможностью передачи тепла вторичных теплоносителей указанным питательным рабочим средам, а свободное пространство между внутренними податливыми тонкостенными трубопроводами и общим наружным толстостенным трубопроводом заполняют инертным газом под давлением не менее, чем 1,01 от максимального давления питательных рабочих сред или вторичных теплоносителей. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам использования вторичных теплоносителей: отработанных дымовых газов, пара, горячей воды, горячего воздуха - в системах теплоснабжения, а, именно, в системах отопления и горячего водоснабжения промышленных, служебно-бытовых, жилых и иных зданий, а также теплицах, прудах для разведения рыбы, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) для предварительного подогрева топлива и пр.

Известны способы дальнейшего использования тепла, например уходящих из нагревательных промышленных печей дымовых газов в рекуператорах для предварительного подогрева воздуха или газа перед подачей в топливосжигающие устройства (горелки, форсунки), в котлах-утилизаторах для получения пара, в водоподогревателях, представляющих собой пучок газовых труб диаметром порядка 50 мм, которые устанавливают в дымоходе. Питательную рабочую среду (горячую воду) из водоподогревателей используют в котельных отопления и для бытовых нужд, например в душевых. Окончательно отработавшие дымовые газы удаляют через дымовую трубу посредством естественной или искусственной тяги, чем загрязняют окружающую среду /см. Касенков М.А. Нагревательные устройства кузнечного производства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Машгиз, 1962. - 472 с. (с.284, 285)/. Недостатками известных способов являются низкая эффективность вследствие кратковременности отдачи тепла питательным рабочим средам вторичными теплоносителями и недостаточная экологичность вследствие того, что окончательно отработавшие вторичные теплоносители удаляют в окружающую среду вблизи селитебных районов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технический результат изобретения - повышение эффективности за счет увеличения длительности отдачи тепла рабочим средам вторичными теплоносителями и усиление экологической безопасности за счет транспортировки окончательно отработавших вторичных теплоносителей по трубопроводу в места, удаленные от селитебных районов, а также предотвращения аварийных ситуаций за счет демпфирования гидро- или пневмоударов в трубопроводах.

Указанный технический результат достигается тем, что внутренние тонкостенные податливые подающий и обратный трубопроводы с питательными рабочими средами (паром, горячей водой, горячим воздухом, маслом, рассолом, газами) системы отопления или горячего водоснабжения располагают внутри одного общего наружного толстостенного трубопровода вместе с внутренними тонкостенными трубопроводами со вторичными теплоносителями, представляющими собой уже отработанные дымовые газы, пар, горячую воду, горячий воздух из различных тепловых установок типа промышленной нагревательной печи, паровых машин и т.п. Причем, окончательный выпуск вторичных теплоносителей из систем осуществляют после снижения их температуры до допустимых пределов (их температура не должна быть ниже температуры питательной рабочей среды в подающем трубопроводе) по трубопроводу в окружающую среду вдали от селитебных районов. При этом свободное пространство между внутренними податливыми тонкостенными трубопроводами и общим наружным толстостенным трубопроводом заполняют инертным газом под давлением не менее, чем 1,01 от максимального давления питательных рабочих сред или вторичных теплоносителей.

За счет совместной транспортировки вторичных теплоносителей в одном трубопроводе с питательными рабочими средами повысится эффективность систем теплоснабжения, а за счет выброса окончательно отработанных вторичных теплоносителей вдали от селитебных районов и конструкции трубопровода, предотвращающих аварийные ситуации, повысится экологическая безопасность.

Способ осуществляют следующим образом.

Внутри общего наружного толстостенного трубопровода из сравнительно недорогостоящего материала располагают несколько внутренних податливых тонкостенных трубопроводов из сравнительно дорогостоящих материалов, обладающих требуемыми свойствами, зависящими от вида и параметров (прямых и обратных) питательных рабочих сред и вторичных теплоносителей, которые по ним транспортируются. По мере остывания вторичные теплоносители отдают свое тепло питательным рабочим средам за время их совместной транспортировки. После снижения температуры вторичных теплоносителей до допустимых пределов окончательно отработавшие вторичные теплоносители выпускают из системы теплоснабжения по трубопроводу в окружающую среду вдали от селитебных районов. Деформация тонких податливых стенок внутренних трубопроводов и сжатие инертного газа в свободном пространстве между внутренними податливыми трубопроводами и общим наружным толстостенным трубопроводом будут демпфировать возникающие в трубопроводе гидро- и/или пневмоудары.

Заявленный способ предлагается применять в системах теплоснабжения, относящихся к отоплению и горячему водоснабжению, где используется тепло вторичных теплоносителей, поступающих от тепловых установок.

Использование изобретения повысит эффективность систем теплоснабжения за счет увеличения длительности отдачи тепла питательным рабочим средам вторичными теплоносителями. Кроме того, усилится экологическая безопасность эксплуатации систем теплоснабжения как за счет транспортировки окончательно отработавших вторичных теплоносителей по трубопроводам в места, удаленные от селитебных районов, так и за счет предотвращения аварийных ситуаций путем демпфирования гидро- и/или пневмоударов, возникающих в трубопроводах. К тому же, значительно снизится материалоемкость при изготовлении трубопроводов, так как при вышеописанной их конструкции и условиях эксплуатации стенки внутренних трубопроводов можно изготавливать тонкими, чем снижать расход сравнительно дорогостоящих материалов, а также значительно экономить на теплоизолирующих материалах, так как теплоизоляция потребуется только для одного общего наружного толстостенного трубопровода, который также можно выполнить более тонкостенным по сравнению со стандартным трубопроводом, что даст дополнительную экономию материалов. Данное изобретение можно использовать также для предварительного подогрева топлива, поступающего в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), за счет тепла отводимых газов, а также тепла, полученного от их дожигания, например СО в СО₂, в тракте выхлопа ДВС, в результате чего отводимые газы изменяют свой химический состав до пределов, соответствующих требованиям экологической безопасности.

1. Способ использования вторичных теплоносителей в системах теплоснабжения, отличающийся тем, что внутренние тонкостенные податливые подающий и обратный трубопроводы с питательными рабочими средами системы отопления или горячего водоснабжения располагают внутри одного общего наружного толстостенного трубопровода вместе с внутренними тонкостенными трубопроводами со вторичными теплоносителями, поступающими от тепловых установок, с возможностью передачи тепла вторичных теплоносителей указанным питательным рабочим средам, а свободное пространство между внутренними податливыми тонкостенными трубопроводами и общим наружным толстостенным трубопроводом заполняют инертным газом под давлением не менее 1,01 максимального давления питательных рабочих сред или вторичных теплоносителей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуск из системы вторичных теплоносителей осуществляют после снижения их температуры и/или изменения их химического состава до допустимых пределов по отдельному трубопроводу в окружающую среду вдали от селитебных районов.