Патент на изобретение №2239129

(54) СПОСОБ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к системам централизованного отопления. Способ теплоснабжения включает подогрев сетевой воды, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу к системе отопления, непосредственно присоединенной к водяной тепловой сети, возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу. Охлажденная вода обратного магистрального трубопровода дополнительно охлаждается в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой от воды обратного магистрального трубопровода, в конденсаторе теплового насоса нагревается вода, циркулирующая в системе отопления. Технический результат – повышение экономичности системы теплоснабжения. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к системам централизованного отопления.

Известна установка отопления и горячего водоснабжения (а.с. RU 2155302 С1. Установка отопления и горячего водоснабжения. МПК F 24 D 17/02, 3/18, 2000), включающая источник тепла низкого потенциала, циркуляционный контур, тепловой насос с испарителем и конденсатором, систему отопления, в качестве источника тепла низкого потенциала содержит приемный колодец сточных вод сети канализации с размещенными в нем теплообменником и вибратором. Установка обеспечит теплом и горячей водой индивидуальный жилой дом, однако обогреть жилой многоэтажный дом в условиях города такой установкой невозможно ввиду недостаточности теплоты источника тепла низкого потенциала. С другой стороны, преимущества централизованного теплоснабжения здесь также не используются, когда один источник теплоты обслуживает теплоиспользующие устройства ряда потребителей, расположенных раздельно (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1991, с.346-347).

В качестве прототипа принимаем А.С. RU 2160872 С1. Способ теплоснабжения городских потребителей от загородной ТЭЦ и система теплоснабжения. МПК F 24 D 3/08, 2000. Способ включает подогрев сетевой воды первого замкнутого контура паром из отборов турбины ТЭЦ, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу в теплообменную подстанцию и возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу; подогрев сетевой воды обратной магистрали второго открытого контура водой первого контура в теплообменной подстанции; подогрев, деаэрацию, аккумулирование забираемой из водопровода и используемой на нужды городского водоснабжения воды водой первого контура в теплообменной подстанции, а также подпитку этой водой второго открытого контура, смешение на тепловой подстанции подпиточной и подогретой возвратившейся из второго контура воды.

Основным недостатком прототипа является то, что осуществление данного способа возможно только для независимой схемы присоединения системы отопления к водяной тепловой сети, в то время как наиболее широко применяется для жилых и общественных зданий до 12 этажей зависимое (непосредственное) присоединение системы отопления к тепловой сети (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1991, с.368-369).

Цель изобретения – повышение экономичности системы теплоснабжения.

Суть изобретения состоит в том, что реализуется способ теплоснабжения, включающий подогрев сетевой воды, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу к системе отопления, непосредственно присоединенной к водяной тепловой сети, возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу, отличающийся тем, что охлажденная вода обратного магистрального трубопровода дополнительно охлаждается в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой от воды обратного магистрального трубопровода, в конденсаторе теплового насоса нагревается вода, циркулирующая в системе отопления. Подогрев сетевой воды может осуществляться на ТЭЦ, районных котельных, атомных ТЭЦ (АТЭЦ) или станции теплоснабжения (ACT). Повышение экономичности тепловой сети достигается следующим: снижение температуры воды в обратном магистральном трубопроводе способствует снижению расхода сетевой воды и уменьшению стоимости перекачки теплоносителя (существующее среднее значение температуры воды, выходящей из отопительного прибора, составляет 70С (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1991, с.194)); при снижении температуры в обратном трубопроводе уменьшается среднегодовая температура теплоносителя (сетевой воды), что способствует снижению стоимости тепловых потерь (Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.-Л: Госэнергоиздат, 1963, с.325-327).

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит конденсатор 3, испаритель 8, компрессор 4 и дроссель 1 теплового насоса, отопительные приборы 6, смесительный насос 5, регулятор расхода 7 и регулятор температуры системы отопления, подающую Т1 и обратную Т2 магистрали тепловой сети. При работе устройства горячая вода из магистрали Т1 через регулятор температуры 2 подается в отопительные приборы 6 системы отопления, где охлаждается, а затем направляется в обратную магистраль Т2. Часть охлажденной воды обратной линии системы отопления отбирается смесительным насосом 5 и направляется для подмешивания охлажденной воды с горячей, подаваемой от подающей магистрали Т1 тепловой сети. Мощность электродвигателя компрессора 4 теплового насоса преобразуется в тепло, которое передается в конденсаторе 3 воде, подаваемой для подмешивания, вместе с теплом, отводимым в испарителе 8 от охлаждаемой обратной сетевой воды. Для поддержания заданных значений параметров теплоносителя, поступающего в систему отопления, установлены регулятор температуры 2 и регулятор расхода 7. Так как подаваемая смесительным насосом 5 вода для подмешивания нагревается в конденсаторе 3 теплового насоса, то уменьшается расход горячей воды из магистрали Т1 в систему отопления. Снижение температуры воды в обратной магистрали Т2 тепловой сети уменьшает тепловые потери в тепловой сети, а также при том же расходе увеличивает пропускную способность тепловой нагрузки тепловой сети.

Пример. Способ теплоснабжения реализуем путем установки в систему отопления теплового насоса с рабочим телом R11, для которого температуры и давления испарения и конденсации соответственно равны: t_n=34C, t_k=85C, P_n=0,146 MПa, P_k=0,56 MПa (Добровольский А.П. Таблицы и диаграммы рабочих тел, применяемых в судовых холодильных установках. – Л.: Судостроение, 1966, 87 с.). Степень повышения давления P_k/P_n=3,82 позволяет получить значения КПД теплового насоса =0,7, а коэффициент преобразования теплового насоса =4,8. Исходные параметры теплоносителей в тепловой сети и системе отопления следующие: температура воды в прямой и обратной магистралях тепловой сети равны соответственно t₁=150C, t₀=70С; температура горячей воды в системе отопления t_Г=95С; температура воды, поступающей на подмешивание, t_П=70С. После установки теплового насоса: t₁=150С, t₀=41С, t_Г=95С, t_П=80С. Расход сетевой воды на отопление в данном случае уменьшается в 1,47 раза.

Формула изобретения

Способ теплоснабжения, включающий подогрев сетевой воды, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу к системе отопления, непосредственно присоединенной к водяной тепловой сети, и возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу, отличающийся тем, что охлажденная вода обратного магистрального трубопровода дополнительно охлаждается в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой от воды обратного магистрального трубопровода, в конденсаторе теплового насоса нагревается вода, циркулирующая в системе отопления.

РИСУНКИ