ТЕПЛООБМЕННАЯ УСТАНОВКА
HEAT EXCHANGER PLANT

Изобретение относится к промышленной теплотехнике.
Известны теплообменные установки, содержащие подсоединенный подающим со смесителем и обратным подводками к соответствующим магистральным трубопроводами, по крайней мере, один потребитель теплоты [каталог фирмы «ЛОТВЕНТСЕРВИС». Производство, комплектация и монтаж систем вентиляции. Раздел 4. Системы автоматического управления. Узел управления подачей теплоносителя в воздухонагреватель, 2004]. Независимо от перепада давлений в подающей и обратной магистральных трубопроводах для регулирования температуры нагреваемой среды используют циркуляционные насосы, т.е. затрачивают дополнительно энергию, кроме того, появляется дополнительное оборудование - насос, иногда не совсем в приемлемом месте и т.д.
Иногда для рационального использования температурных потенциалов теплоносителя прибегают к установке двух потребителей теплоты при одновременном усложнении системы автоматического регулирования и, соответственно, эксплуатации [см. Справочник проектировщика Внутренние санитарно-технические устройства, часть 1, «Отопление, водопровод, канализация» под ред. И.Г.Староверов М., Стройиздат 1975 стр.189-190]. Известным установкам свойственны следующие недостатки:
- наличие циркуляционных насосов независимо от места размещения теплообменной установки, а также подвода энергии, это, кроме того, является опасностью течи и источником шума и вибрации,
- затруднение в смешивании теплоносителя приводит в ряде случаев к увеличению количества теплообменных установок, а следовательно, к усложнению регулирования, росту потребных площадей и, в ряде случаев, к ограничению возможности применения таких установок,
- не используется гидродинамический потенциал теплоносителя,
- требуется подвод энергии.
Предлагаемая теплообменная установка позволяет избежать указанных недостатков. Это достигается тем, что теплообменная установка содержит подсоединенный подающим со смесителем и обратным подводками к соответствующим магистральным трубопроводами, по крайней мере, один потребитель теплоты.
В установке дополнительно смонтированы рециркуляционная перемычка и дросселирующие устройства, одно из которых размещено на подающей подводке по ходу теплоносителя перед смесителем, а другое - на обратном магистральном трубопроводе по ходу теплоносителя перед присоединением обратной подводки. Рециркуляционная перемычка одним концом присоединена к смесителю, другим - по ходу теплоносителя к обратному магистральному трубопроводу перед дросселирующим устройством.
Параллельно основному потребителю теплоты к подводкам и рециркуляционной перемычке могут быть присоединены, по крайней мере, еще один дополнительный потребитель теплоты со смесителем. При этом дросселирующее устройство на подающей подводке смонтировано перед основным потребителем теплоты по ходу теплоносителя.
Перед каждым потребителем теплоты по ходу теплоносителя на обратной подводке установлены вспомогательные дросселирующие устройства. При установке указанным способом большого количества потребителей теплоты параллельно основному потребителю теплоты на подводках размещен вспомогательный (последний по ходу подающего теплоносителя) потребитель теплоты с регулирующим клапаном на подающей подводке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1-4. Теплообменная установка (фиг.1) содержит: подсоединенный подающим 1 со смесителем 2 и обратным 3 подводками к соответствующим магистральным 4, 5 трубопроводами, по крайней мере, один потребитель теплоты 6. В установке дополнительно смонтированы: рециркуляционная перемычка 7 и дросселирующие устройства 8, 9, одно из которых 8 размещено на подающей подводке 1 по ходу теплоносителя перед смесителем 2, а другое 9 - на обратном магистральном 5 трубопроводе по ходу теплоносителя перед присоединением обратной подводки 3, рециркуляционная перемычка 7 одним концом присоединена к смесителю 2, другим - по ходу теплоносителя к обратному магистральному трубопроводу 5 перед дросселирующим устройством 9. Параллельно основному потребителю теплоты 6 (фиг.2) к подводкам 1,3 и рециркуляционной перемычке 7 может быть присоединен, по крайней мере, еще один дополнительный потребитель теплоты 10 со смесителем 11.
Дросселирующее устройство 8 возможно монтировать на подающей подводке 1 перед основным потребителем 6 теплоты по ходу теплоносителя. Возможен вариант, когда (фиг.3) перед каждым потребителем теплоты 6,10, по ходу теплоносителя, на обратной подводке 3 установлены вспомогательные дросселирующие устройства 12.
Иногда, когда потребители теплоты размещаются на подводках по ходу теплоносителя в конце, необходимо выделять последний потребитель теплоты вспомогательным 13, параллельно основному потребителю теплоты 6, (фиг.4) и на его подводящей подводке 14 размещать регулирующий клапан 15. Вспомогательный теплообменник 13 в данном случае будет регулироваться по количественному принципу, обеспечивая обратной, охлажденной водой последующие потребители теплоты, регулируемые по качественному принципу. Теплообменное устройство работает следующим образом.
По подающей 1 со смесителем 2 подводке от подающего магистрального трубопровода 4 горячий теплоноситель поступает к потребителю теплоты 6, а по обратной 3 подводке и обратному магистральному трубопроводу 5 теплоноситель возвращается на тепловую станцию. По рециркуляционной перемычке 7, одним концом присоединенной к смесителю 2, а другим - к обратному магистральному трубопроводу 5 осуществляется рецикуляция обратного теплоносителя, обеспечивающая требуемую температуру теплоносителя на входе у потребителя теплоты. Рециркуляция теплоносителя обеспечивается тем, что на подающей 1 подводке размешено дросселирующее устройство 8, в котором давление теплоносителя понижается до давления, равного давлению в обратном трубопроводе 5. Установленное на обратном магистральном трубопроводе дросселирующее устройство 9 понижает давление в обратном трубопроводе 5 на величину потерь давления у потребителя теплоты 6. Данное изменение давления обеспечивает рециркуляцию обратного теплоносителя и качественное регулирование параметров. Помимо регулирования параметров теплоносителя у одинокого основного потребителя теплоты встречаются случаи, когда необходимо осуществить качественное регулирование параметров у нескольких потребителей теплоты. В качестве дросселирующих средств 8, 9 могут использоваться как регуляторы перепада давления, регуляторы давления, краны, шайбы и т.п., и дросселирующие устройства 8, 9, одно из которых 8 размещено на подающей подводке 1 по ходу теплоносителя перед смесителем 2, а другое 9 - на обратном магистральном 5 трубопроводе по ходу теплоносителя перед присоединением обратной подводки 3, рециркуляционная перемычка. Параллельно основному потребителю теплоты 6 (фиг.2) к подводкам 1,3 и рециркуляционной перемычке 7 может быть присоединен, по крайней мере, еще один дополнительный потребитель теплоты 10 со смесителем 11. Дросселирующее устройство 8 возможно монтировать на подающей подводке 1 перед основным потребителем 6 теплоты по ходу теплоносителя. Возможен вариант, когда (фиг.3) перед каждым потребителем теплоты 6,10, по ходу теплоносителя, на обратной подводке 3 установлены вспомогательные дросселирующие устройства 12. Иногда, когда потребители теплоты размещаются на подводках по ходу теплоносителя в конце, необходимо выделять последний потребитель теплоты вспомогательным 13, параллельно основному потребителю теплоты 6, (фиг.4) и на его подводящей подводке 14 размещать регулирующий клапан 15. Вспомогательный теплообменник 13 в данном случае будет регулироваться по количественному принципу, обеспечивая обратной, охлажденной водой последующие потребители теплоты, регулируемые по качественному принципу. Данная установка позволяет отказаться в ряде случаев от применения смесительных насосов при одновременном эффективном использовании избыточной гидравлической энергии перемещаемого по трубопроводам теплоносителя. В настоящее время этот избыток, как правило, бесполезно дросселируется.