СИСТЕМА ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в отопительных системах жилых, административных и производственных зданий.
Известна система теплоснабжения [заявка №2003102574 БИПМ №30 (ч.II), 2004 г.], работа которой включает 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, при котором 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.
Недостатком системы является ее недостаточная эффективность по теплосъему.
Известна также система теплоснабжения [заявка №2003115796 БИПМ №36 (ч.III), 2004 г.], содержащая базовые и пиковые источники теплоты, соединенные тепловыми сетями с абонентами, в которой установлены в качестве базовых источников теплоты сетевые подогреватели теплофикационных турбин ТЭЦ, причем в качестве пиковых источников теплоты установлены автономные источники теплоты у каждого из абонентов. В качестве автономных пиковых источников теплоты у абонентов установлены тепловые насосы, которые по холодной стороне подключены к обратному трубопроводу тепловой сети абонента.
Недостатком такой системы также является малоэффективный теплосъем.
Известна также система теплопотребления [патент РФ №2121114 БИ №30 ч.2, 1998 г.], включающая магистральные трубопроводы централизованного обогрева, содержащая дополнительно тепловой насос, установленный с возможностью подключения как к магистральному трубопроводу с подогретой водой, так и к магистральному трубопроводу с холодной водой. В зависимости от времени года тепловой насос используется либо для подогрева воды в подающем трубопроводе, либо для понижения температуры в обратном трубопроводе.
Недостатком ее является сложность и громоздкость системы, невозможность применения конструктивно простого, а следовательно, дешевого теплового насоса с невысоким градиентом температуры, а также дополнительное потребление электрической энергии и связанные с этим проблемы при проектировании, монтаже и эксплуатации.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является система теплопотребления (патент №0069615, заявка №2007130478), которая содержит подающий и обратный трубопроводы с контуром подмеса обратной воды и тепловой насос с теплообменниками, при этом тепловой насос установлен на обратном трубопроводе холодильником - к обратному трубопроводу, а нагревателем - к контуру подмеса.
Недостатком такой системы является значительное потребление электрической энергии, потребляемой тепловым насосом.
Цель заявляемого технического решения - максимальное повышение эффективности теплосъема уже существующих и вновь проектируемых систем теплопотребления при снижении потребления электроэнергии.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в известной системе теплопотребления, содержащей подающий и обратный трубопроводы с контуром подмеса обратной воды и тепловой насос, установленный на обратном трубопроводе холодильником - к обратному трубопроводу, а нагревателем - к контуру подмеса, тепловой насос представляет собой блок термоэлектрических пластин. Дополнительно система теплопотребления снабжена вторым блоком термоэлектрических пластин. Оба блока пластин объединены электрическими проводниками в комплекс, в котором один из блоков является генератором электроэнергии, а второй - ее потребителем.
На фиг.1 представлена заявляемая система теплопотребления, где:
1 - блок термоэлектрических пластин, поставляющий энергию (генераторная часть);
2 - тепловой насос (блок термоэлектрических пластин), потребляющий энергию;
3 - объект теплопотребления;
4 - подающий трубопровод системы отопления;
5 - обратный трубопровод системы отопления;
6 - трубопровод подмеса;
7 - электрические проводники;
8 - «горячая» сторона блока термоэлектрических пластин;
9 - «холодная» сторона блока термоэлектрических пластин;
Е (со стрелкой) - направление теплового потока.
Блок термоэлектрических пластин, поставляющий энергию (генератор электроэнергии) и блок термоэлектрических пластин, потребляющий энергию (тепловой насос) соединены друг с другом электрическими проводниками и образуют единый комплекс.
Работает заявляемая система теплопотребления следующим образом: теплоноситель из подающего трубопровода поступает в высокотемпературную сторону генераторной части блока термоэлектрических пластин 1. Низкотемпературная сторона этого теплового насоса омывается частью теплоносителя из обратного трубопровода 5, вытекающего с объекта теплопотребления и идущего в подающий трубопровод системы отопления. Вследствие термоэлектрического эффекта, на зажимах генераторных пластин теплового насоса 1 возникает электрическое напряжение, которое питает тепловой насос (блок термоэлектрических пластин) - потребитель энергии 2. Низкотемпературная сторона насоса - потребителя 2 омывается теплоносителем из обратного трубопровода 5 системы теплопотребления. Высокотемпературная часть омывается частью теплоносителя из обратного трубопровода 5, поступающего в подающий трубопровод системы отопления. Тепловой насос 2, потребляющий электроэнергию, подает часть тепловой энергии из обратного трубопровода в подающий трубопровод системы отопления.
Пример конкретного выполнения. В индивидуальном тепловом пункте объекта теплопотребления установлен тепловой насос таким образом, что его холодильник включен в поток теплоносителя, вытекающего в тепловую сеть, а нагреватель - в трубопровод подмеса системы отопления. Автоматика теплопотребления управляет процессом теплоснабжения объекта. За счет работы теплового насоса температура обратной воды в тепловую сеть снижается на 8°С÷20°С, что эквивалентно получению градиента температуры на тепловом насосе в 16°С÷40°С.
Заявляемая система теплопотребления позволяет простыми средствами, обеспечивая высокие характеристики по теплосъему, значительно снизить потребление электроэнергии. Система не сложна в изготовлении и может быть реализована при проектировании и строительстве жилых и производственных зданий.