Устройство заполнения закрытой отопительной системы

Полезная модель относится к гидравлическому оборудованию, а именно к модульным установкам поддержания давления с электроприводом, и предназначена для использования в составе закрытых систем теплоснабжения.
Из уровня техники известна установка поддержания давления отопительных систем, содержащая закрепленные на единой раме центробежные насосы, объединенные всасывающим и напорным коллекторами с присоединительными патрубками. При этом, подающий трубопровод содержит фильтр, ручные балансировочные клапаны и электромагнитные клапаны через которые он объединен с трубопроводом подпитки, снабженным счетчиком жидкости, соленоидным клапаном и предохранительным клапаном. Выход из коллектора, объединяющего трубопроводы с подводкой из системы отопления и подпитки и вход во всасывающий коллектор присоединены к безнапорному расширительному баку (см. патент RU 133259 U1, опуб. 10.10.2013).
Недостатками известного устройства являются низкая надежность системы в связи с возможностью допущения сухого хода насосов при запуске, а также малая производительность и недостаточная надежность системы.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков и создание насосной установки автоматического поддержания давления с длительным сроком службы. Технический результат заключается в повышении надежности системы за счет устранении возможности сухого хода при запуске насосов.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве заполнения закрытой отопительной системы, включающем коллектор подпитки, связанный с источником воды, центробежные насосы, установленные в параллельных гидравлических линиях, вход которых сообщен с коллектором подпитки, а выходы параллельных гидравлических линий соединены с коллектором отвода, связанного с отопительной системой, согласно полезной модели, входы параллельных гидравлических линий объединены всасывающим коллектором, коллектор подпитки связан с всасывающими коллектором посредством шарового крана и реле давления и выполнен в виде отдельного трубопровода. В коллекторе отвода могут быть установлены датчик давления и бак гидроаккумулятора с функцией демпфирования, при этом в параллельных гидравлических линиях после центробежных насосов установлены обратные клапаны, запорные клапаны и ручные балансировочные клапаны. Устройство может содержать расширительный бак, который подключен с помощью трубопровода к всасывающему коллектору через обратный клапан и спускной кран, а на входе в каждый насос установлены запорные клапаны.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства;
на фиг. 2 - представлена монтажная схема устройства;
на фиг. 3 - то же, вид сбоку;
на фиг. 4 - то же, вид сверху.
Предлагаемое устройство заполнения закрытой отопительной системы предназначено для использована в составе закрытых систем теплоснабжения при их заполнении, дальнейшего поддержания давления или подпитки. Для этого устройство комплектуется как модуль. На раме 1 содержатся два или три центробежных насоса 2 с обратными клапанами 3, шаровыми запорными кранами 4 на входе и шаровыми запорными кранами 5 в гидравлических линиях за насосами 2, балансировочными клапанами 6, соленоидными электромагнитными клапанами 7 и 22, шкаф управления 9, к которому подключены контрольно-измерительная аппаратура и электродвигатели (позициями не обозначены) насосов 2. Расширительный бак 8 и демпфирующий бак-гидроаккумулятор 12 монтируются к устройству. Каждый центробежный насос 2 через обратный клапан 3, шаровой кран 5, балансировочный клапан 6 подведен к коллектору отвода 29 с датчиком давления 11, демпфирующим баком 12 и через присоединительный патрубок с шаровым краном 18 к системе отопления. Размещенный в напорном коллекторе отвода 29 датчик давления 11 дает обратную связь о давлении для его плавной регулировки или идентификации аварийного состояния.
Кроме того, входной, всасывающий коллектор 15 центробежных насосов 2 соединен с коллектором 17 подпитки через шаровой кран 13 и реле давления 14, что упрощает заполнение системы при запуске и дает возможность контролировать отсутствие сухого хода насосов 2. Безнапорный расширительный бак 8 подключен к всасывающему коллектору 15 через обратный клапан 16 для компенсации температурного расширения теплоносителя, в качестве которого может быть использована рабочая жидкость, например, вода. Шаровой кран 26 обеспечивает возможность подключение безнапорного бака 8 к всасывающему коллектору 15 насосной установки, при этом балансировочные краны 6 обеспечивают возможность выравнивания расхода рабочей жидкости при параллельном включении 2-х и более насосах в один коллектор отвода 29.
Выход из коллектора подпитки 17 объединяет трубопроводы подающего коллектора 10 с подводкой из закрытых систем, трубопровод подпитки и вход во всасывающий коллектор 15, присоединенный к безнапорному расширительному баку 8. При этом коллектор 10 содержит фильтр 19, электромагнитные клапаны 7 и ручные балансировочные клапаны 20, через которые он объединен с коллектором подпитки 17, снабженным фильтром 21, электромагнитным клапаном 22, счетчиком жидкости 23 и предохранительным клапаном 24. К шкафу управления 9 для ручного или автоматического управления подключены электромагнитные клапаны 7 и 22, датчик давления 11 для контроля давления в напорном коллекторе отвода 29 на выходе, предохранительный клапан ограничения давления 24, сбрасывающий давление выше заданного для защиты расширительного бака 8 от разрушения, реле давления 14 защиты от сухого хода, тензометрический датчик 31 заполнения расширительного бака и счетчик расхода жидкости 23.
Предлагаемое устройство через шаровой кран 18 подключается к возврату из закрытых систем, и через тройник 28, фильтр 21 и шаровой кран 27 к системе подпитки, а через выходной патрубок напорного коллектора отвода 29 к входу в закрытые системы. В предлагаемом устройстве реализована система заполнения всасывающего коллектора 15, состоящая из шарового крана 27, фильтра 21, шарового крана 13 и реле давления 14 для автоматического заполнения от трубопровода подпитки до насосов 2. Система развоздушивания, заполнения и контроля заполнения до всасывающего коллектора 15 образована расширительным баком 8, шаровым краном 26 и обратным клапаном 16. Система заполнения и развоздушивания коллектора 15 и насосов состоит из шарового крана 27, фильтра 21 и реле давления 14, объединенных в единую магистраль с трубопроводом подпитки. Такое решение позволяет заполнять систему в обход расширительного бака 8, держать всасывающий коллектор 15 объединяющий насосы 2 под заливом, предотвращая выход насосов из строя при отсутствии в них рабочей жидкости. Кроме того, одновременное перекрытие шаровых кранов 30 и 26, тем самым отсоединение расширительного бака 8 от устройства, дает возможность ее перевода в режим насосной станции с функций заполнения через шаровые краны 27 и 13, фильтр 21 из системы подпитки и контролем сухого хода через реле давления 14. За счет установки обратных клапанов 3 и балансировочных клапанов 5 реализована защита насосов 2 от работы за пределами их рабочей характеристики. Балансировочный клапан 6 позволяет удерживать гидравлическое сопротивление и расход рабочей жидкости на выходе насоса 2 в пределах диапазона рабочих характеристик насоса. Кроме того, во время пуска насоса 2 защиту системы за выходным патрубком коллектора отвода 29 от гидроудара выполняет предпочтительно присоединяемый к нему демпфирующий бак 12 который выполняет назначение и функцию бака гидроаккумулятора. Для предлагаемого устройства отсутствие гидроударов очень важный показатель, так как при каждом гидроударе существует вероятность разрушения шлангов (рукавов, трубопроводов) на выходе из устройства, что является аварийной ситуацией.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В начале работы по сигналу от шкафа управления 9 контролируется показание датчика давления и тензометрического датчика (на чертежах не показаны) расширительного бака 8, если уровень сигнала меньше предельного, шкаф управления переходит в режим заполнения. Для этого, соленоидный клапан 22 открывается. После достижения предустановленного уровня рабочей жидкости в расширительном баке 8, электромагнитный клапан 22 закрывается. Открывается шаровой кран 26 и через шаровой кран 25 стравливается воздух из трубопровода между расширительным баком 8 и всасывающим коллектором 15. Затем открывается шаровой кран 13 между трубопроводом подпитки и всасывающим коллектором 15. По сигналу реле давления 14, о заполнении всасывающего коллектора, пуск насосов 2, в режиме заполнения системы, разрешен. По соотношению заданного давления и фактического давления, регистрируемого датчиком 11, с помощью контроллера шкафа управления 9, насосы 2 запускаются каскадно или по мере необходимости. При этом запускают второй насос 2 и последующие, или отключают второй насос. Уменьшают или увеличивают частоту вращения первого насоса в режиме заполнения. По достижению уставки давления, шаровой кран 13 перекрывается. Шкаф управления выдает команду на переход в режим поддержания давления.
Количество резервных и рабочих насосов в режиме заполнения и в режиме поддержания давления для одного и того же устройства может быть различным. За счет наличия нескольких насосов предлагаемое устройство позволяет обеспечивать их одновременное или попеременное включение, позволяя оборудованию плавно работать в щадящем режиме или при максимальной выработке, быстро выходить на необходимое рабочее давление и поддерживать его на заданном уровне. Для этого возможно комбинировать различные количества рабочих и резервных насосов. При этом наличие связанных между собой коллекторов 15, 17 и соответствующей арматуры, а также присоединение трубопровода подпитки к общему подающему коллектору 10 обеспечивает эффективное заполнение системы, быстрое развитие и дальнейшее поддержание рабочего давления в ней. Кроме того, деаэрация заполненной системы, реализована режимом циркуляции жидкости через расширительный бак 8 в процессе работы.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно повысить надежность работы системы за счет снижения перегрузки насосов в режиме заполнения системы отопления, а также упростить устройство за счет уменьшения количества насосов в устройстве за счет повышения их производительности.