система централизованного теплоснабжения

Формула изобретения

Система централизованного теплоснабжения, включающая в себя двухтрубную тепловую сеть, групповые пункты регулирования, распределительную сеть, состоящую из двух подающих трубопроводов отдельно для теплонагрузок отопления и горячего водоснабжения абонентов и одного общего для обеих теплонагрузок обратного трубопровода, а также индивидуальные вводы к абонентам, подключенные к распределительной сети трубопроводов и содержащие каждый подающий и обратный трубопроводы и элеватор системы отопления абонента, подогреватель водопроводной воды и подключенные к нему трубопроводы холодной и горячей водопроводной воды системы горячего водоснабжения абонента, причем подогреватель подключен по греющей сетевой воде со стороны трубопровода холодной водопроводной воды к общему обратному трубопроводу распределительной сети, отличающаяся тем, что подогреватель водопроводной воды выполнен в виде одной ступени, причем по греющей сетевой воде со стороны трубопровода горячей водопроводной воды он подключен только к подающему трубопроводу горячего водоснабжения распределительной сети.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области централизованного теплоснабжения, в частности к устройству водяных закрытых систем теплоснабжения, обеспечивающих как сезонную (отопительную), так и круглогодовую (горячее водоснабжение) теплонагрузки.

Известна водяная закрытая система централизованного теплоснабжения, содержащая двухтрубную тепловую сеть, начинающуюся от источника, и тепловые пункты, подключенные к сети и содержащие каждый подогреватель водопроводной воды для горячего водоснабжения за счет теплоты воды, отбираемой из обратного трубопровода тепловой сети и возвращаемой полностью в обратный трубопровод, подогреватель обратной сетевой воды, возвращаемой из системы отопления здания, за счет теплоты сетевой воды, подаваемой на отопление здания, перемычку для перепуска части сетевой воды, возвращаемой из системы отопления здания, помимо подогревателя обратной сетевой воды, и находящийся на перемычке регулятор постоянной температуры обратной сетевой воды в точке смешения потоков, поступающих на смешение через перемычку и подогреватель сетевой воды, причем тепловые пункты могут располагаться либо на вводах в каждое здание (МТП), либо на вводах к группам зданий (ГТП), при этом на участках от каждого ГТП до отдельных зданий кроме двухтрубной сети теплонагрузки отопления должна иметь также двухтрубная сеть теплонагрузки горячего водоснабжения и потому на указанных участках сеть в целом должна устраиваться 4-х трубной, а на вводе в каждое здание должны быть установлены элеваторы отопительной теплонагрузки (SU, авт. св. N 139418, кл. F 24 D 17/00, 1961) (описание устройства системы в форме предположения после слова "причем" объясняется тем, что в источнике информации, а он посвящен описанию способа теплоснабжения, при показе схемного решения системы теплоснабжения, реализуемого предложенный способ, не указывается о каких тепловых пунктах местных МТП или групповых ГТП идет речь, также не проработан вопрос с устройством системы горячего водоснабжения, показан только подающий трубопровод нагретой водопроводной воды без указания даже на параметры нагрева и режим регулирования нагрева; однако, системы горячего водоснабжения без циркуляции в условиях централизованного теплоснабжения в настоящее время не применяются, тем более они невозможны при использовании решения с ГТП).

Недостатки этой системы прежде всего связаны с высокой начальной стоимостью и большими трудозатратами на обслуживание, а также интенсивной внутренней коррозией труб горячего водоснабжения в сети на участках от ГТП до отдельных зданий по причине того, что по ним циркулирует коррозионно-активная горячая водопроводная вода, и, в связи с этим, необходимость частого вскрытия теплотрасс, замены труб, что резко увеличивает затраты на ремонт системы. Кроме того, функционирование системы основано на использовании температурного графика регулирования отпуска тепла от источника с значительно увеличенными значениями температур воды в подающем и обратном трубопроводах сети на всем диапазоне отопительного сезона, что исключает использование этой системы при теплоснабжении от ТЭЦ, поскольку параметры пара в теплофикационных отборах турбин ТЭЦ должны при этом быть в течение всего отопительного сезона более высокими, нежели при обычном температурном графике качественного регулирования. Это неизбежно связано с значительной недовыработкой электроэнергии на базе теплового потребления, т.е. с значительным перерасходом топлива, снижением эффективности работы ТЭЦ: кроме того, повышение температур в трубопроводах сети на всем диапазоне относительного сезона значительно увеличит потери тепла теплопроводами.

Известна система центрального теплоснабжения, включающая в себя двухтрубную тепловую сеть, состоящую из двух подающих трубопроводов отдельно для теплонагрузок отопления и горячего водоснабжения абонентов и одного общего для обеих теплонагрузок обратного трубопровода, а также индивидуальные вводы к абонентам, подключенные к распределительной сети трубопроводов и содержащие каждый подающий и обратный трубопроводы и элеватор системы отопления абонента, подогреватель водопроводной воды и подключенные к этому подогревателю трубопроводы холодной и горячей водопроводной воды система горячего водоснабжения абонента, причем подогреватель подключен по греющей сетевой воде со стороны трубопровода холодной водопроводной воды к общему обратному трубопроводу распределительной сети (авт. св. СССР N 1740891, кл. F 24 D 3/08, опубл. 1992).

Задача изобретения введение устройства для группового регулирования теплонагрузки ГВС группы зданий и устройства индивидуальных вводов в здание.

Поставленная задача решается тем, что система централизованного теплоснабжения включает в себя двухтрубную тепловую сеть, групповые пункты регулирования, распределительную сеть, состоящую из двух подающих трубопроводов отдельно для теплонагрузок отопления и горячего водоснабжения абонентов и одного общего для обеих теплонагрузок обратного трубопровода, а также индивидуальные вводы к абонентам, подключенные к распределительной сети трубопроводов и содержащие каждый подающий и обратный трубопроводы и элеватор системы отопления абонента, подогреватель водопроводной воды и подключенные к этому подогревателю трубопроводы холодной и горячей водопроводной воды системы горячего водоснабжения абонента, причем подогреватель подключен по греющей сетевой воде со стороны трубопровода холодной водопроводной воды к общему обратному трубопроводу распределительной сети, подогреватель водопроводной воды устроен в виде одной ступени, причем по греющей сетевой воде со стороны трубопровода горячей водопроводной воды он подключен только к подающему трубопроводу горячего водоснабжения распределительной сети.

На фиг.1 структурная схема по предлагаемому решению; на фиг.2 - принципиальная схема по предлагаемому техническому решению.

На фигурах изображены: абонент (здание) 1, местный теплопункт (МТП) 2, групповой теплопункт (ГТП) 3, оборудование для регулирования теплонагрузок абонента или группы абонентов 4, подогреватель водопроводной воды 5, элеватор отопительной теплонагрузки 6 (в принципе, элеватор может входить в состав оборудования для регулирования теплонагрузки отопления, однако, в технических решениях предлагаемом и по аналогу с ГТП элеватор "обособляется" от остального регулировочного оборудования, поэтому и на фигурах он показан отдельно, особо), запорная арматура 7 (использование запорной арматуры в качестве регулировочной в настоящее время нормативно запрещено, поэтому она также показана на рисунках особо, тем более, что она требуется в любом случае для отключения при необходимости того или иного объекта), групповой регулировочно-смесительный узел (ГРСУ) 8, магистральная часть тепловой сети 9, распределительная часть тепловой сети 10, подающие трубопроводы магистральной части тепловой сети, несущие сетевую воду 11, 12, обратный трубопровод магистральной части тепловой сети, несущий сетевую воду 13, подающие трубопроводы распределительной части тепловой сети, несущие сетевую воду 14, 15, обратный трубопровод распределительной части тепловой сети, несущий сетевую воду 16, подающий трубопровод распределительной части тепловой сети, несущий горячую водопроводную воду 17, обратный (циркуляционный) трубопровод распределительной части тепловой сети, несущий горячую воду 18, оборудование ГРСУ: участки (продолжения в пределах ГРСУ) подающих и обратных трубопроводов магистральной 9 и распределительной 10 частей тепловой сети, перемычки 19,20, подменивающие насосы для теплонагрузок отопления 21 и горячего водоснабжения 22, двухимпульсный регулятор отопления 23 и с импульсами по температурам наружного воздуха и воды после подключения к трубопроводу 14 сети 10 насоса 21, одноимпульсный регулятор температуры 24 с импульсом по температуре после подключения к трубопроводу 15 насоса 22, регуляторы расхода 25 и 26 с импульсами на диафрагмах соответственно 27 и 28, обводные трубы 29 32 у каждого из регуляторов.

Каждый МТП на тепловом вводе в отдельное здание (к абоненту) содержит: отопительный элеватор 6, подогреватель водопроводной воды 5, запорную арматуру 7, внутренние сети отопления 33 и горячего водоснабжения 34 абонента. Источник теплоснабжения 35.

Таким образом, по виду тепловой сети предлагаемая система централизованного теплоснабжения является двухтрубно-трехтрубной, причем по всем трубам распределительной части сети циркулирует сетевая вода. В практике такая система до сих пор не применялась.

Система работает в зависимости от сезона следующим образом.

В неотопительный период, когда теплонагрузка отопления в системе отсутствует и в трубопроводе 11 сети 9 поддерживается постоянная минимальная - из температурного графика температура сетевой воды ^м_I, отключают регуляторы 23, 24, 25, перемычки 19, 20, насосы 21, 22, закрывают перепускные трубы 29, 30, 32, а перепускную трубу 31 открывают. Сетевая вода, поступившая из трубопровода 11 сети 9 в ГРСУ 8, проходит только по подающей трубе 15 последовательно через перепускную трубу 31, регулятор 26 и далее по трубопроводу 15 сети 10, через подогреватель 5 в МТП, из которого по трубопроводу 16 в сети 10 возвращается полностью сначала в ГРСУ 8, затем в обратный трубопровод 13 сети 9. В этот период работает только регулятор 26, обеспечивая постоянный расход сетевой воды через подогреватель 5.

В переходные периоды отопительного сезона, когда теплонагрузка отопления в системе имеется, но в трубопроводе 11 сети 9 поддерживается температура ^м_I,, закрывают перепускные трубы 29, 32, перемычку 20, отключают регуляторы 13, 14, включают регуляторы 24, 25, насос 21, открывают перемычку 19, перепускную трубу 30. Вода из трубопровода 11 сети 9 поступает одновременно в трубопроводы 14 и 15 сети 10. По трубопроводу 15 вода проходит по перепускной трубе 31, через регулятор 26 и далее по трубопроводу 15 в сети 10 поступает в подогреватель 5, откуда полностью возвращается по трубе 16 к ГРСУ. По трубопроводу 14 вода проходит через регулятор 23, после чего к ней подмешивается некоторое количество воды из трубопровода 16 посредством насоса 21, далее вода проходит по перепускной трубе 30, по трубопроводу 14 в сети 10 и поступает в элеватор 6 внутренней системы отопления абонента, после чего, пройдя отопительную систему 33 абонента возвращается по трубопроводу 16 в ГРСУ. Часть возвращенной в ГРСУ воды от группы абонентов возвращается в обратный трубопровод 13 сети 9, а часть насосом 21 подмешивается в трубопровод 14. Насос 21 обеспечивает постоянный расход воды в отопительной системе группы абонентов без работы регулятора расхода 25 независимо от расхода сетевой воды, проходящей через клапан регулятора отопления 23.

В холодный период отопительного сезона, когда в системе имеются оба вида теплонагрузки, а температура воды в трубопроводе 11 сети 9 изменяется по качественному графику, закрывают перепускные трубы 30 и 31, перемычку 19, отключают регуляторы 23 и 26, насос 21, открывают перемычку 20, перепускные трубы 29 и 32, регуляторы 24 и 25. Сетевая вода поступает из трубопровода 11 одновременно в подающие трубопроводы 14 и 15. В трубопроводе 14 вода проходит по перепускной трубе 29, через регулятор 25, поддерживающий в этот период постоянный расход воды в системе отопления группы зданий (абонентов), и далее проходит по трубопроводу 14 в элеваторы 6, по внутренним отопительным системам 33 абонентов и возвращается по трубопроводу 16 в ГРСУ. В трубопроводе 15 вода проходит сначала через регулятор 24, после чего к ней насосом 22 подмешивается некоторое количество воды из трубопровода 16, далее сетевая вода с постоянными температурой и расходом поступает по трубопроводу 15 в подогреватели 5 горячего водоснабжения абонентов и после их прохождения возвращается по трубопроводу 16 вместе с водой из отопительных систем абонентов в ГОРСУ. Часть воды из трубопровода 16 возвращается в трубопровод 13 сети 9, другая часть подмешивается насосом 22 в трубопровод 15. Регулятор 24 совместно с насосом 22 обеспечивает в этот период поддержание постоянной температуры воды на горячее водоснабжение, причем независимоот степени открытия клапана у регулятора 24 насос 22 обеспечивает постоянство расхода воды в трубопроводе 15.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает заметный технико-экономический эффект, связанный прежде всего с повышением гидравлической устойчивости в системе теплоснабжения, а также с значительным снижением трудозатрат на обслуживание и ремонт системы.