ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ ДВУХТРУБНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ОТКРЫТОГО ТИПА
CENTRALISED DOUBLE-PIPE HEAT SUPPLY SYSTEM OF OPEN TYPE

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а точнее - к системам централизованного теплоснабжения потребителей.
Для систем теплоснабжения городских районов в основном применяют централизованные двухтрубные водяные системы теплоснабжения с тепловыми сетями, имеющими две линии - прямую и обратную. При этом системы теплоснабжения могут выполняться как по закрытой, так и по открытой схемам. В централизованных открытых системах теплоснабжения сетевая вода разбирается из теплосети для целей горячего водоснабжения.
Известны различные схемы централизованных открытых двухтрубных систем теплоснабжения и способы их работы. Отопительные установки потребителей могут присоединяться к тепловой сети по зависимой схеме, зависимой со струйным смешением, зависимой с насосным смешением (Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат. 1982 г., 360 с.). Чаще всего жилые здания, имеющие тепловые нагрузки отопления и горячего водоснабжения, присоединяются к тепловой сети по схемам ж и з (Рис.3.9 этой книги). В варианте ж отопительная установка и установка горячего водоснабжения присоединены к тепловой сети по принципу несвязанного регулирования, а в варианте з - по принципу связанного регулирования. В схеме по варианту ж завышен расчетный расход воды в подающей линии теплосети, приводящий к увеличению диаметров труб теплосети. Преимуществом варианта з, имеющего присоединение к абонентским вводам отопительных установок и установок горячего водоснабжения по принципу связанного регулирования, является сниженный расход воды в тепловых сетях.
Ближайшим прототипом к изобретению является централизованная открытая двухтрубная система теплоснабжения по варианту з, представленная в книге (Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат. 1982 г. Рис.3.9, стр.73.). Она содержит: прямую линию теплосети, обратную линию теплосети, регулятор расхода, дроссельную шайбу, трубопровод горячей воды, элеватор, нагревательные приборы, трубопровод обратной воды, трубопровод подвода обратной воды, регулятор температуры, смеситель, трубопровод горячего водоснабжения, водоразборные краны, воздушные краны, обратный клапан.
Недостатком прототипа - централизованной открытой двухтрубной системы теплоснабжения является повышенная температура воды, подаваемой из абонентских систем теплоснабжения жилых зданий в обратную линию теплосети, что приводит к снижению тепловой экономичности теплоэлектроцентрали, и недостаточная выработка электроэнергии ее турбоагрегатами на базе теплового потребления.
Кроме того, в известных централизованных открытых системах теплоснабжения вода разбирается потребителями из водоразборных кранов горячего водоснабжения при более низкой температуре (35-45°С), чем температура подаваемой в них горячей воды (60°С). Для этого в водоразборных кранах к горячей воде подмешивают холодную водопроводную воду с температурой 5-15°С, теряя часть теплоты, затраченной на подогрев горячей воды.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков в прототипе изобретения.
Для устранения недостатков прототипа в предлагаемом изобретении производят подогрев водопроводной воды, подаваемой в водоразборные краны горячего водоснабжения, теплотой обратной воды, поступающей из абонентских систем теплоснабжения жилых зданий в обратную линию теплосети.
Поставленная задача решена за счет того, что централизованная открытая двухтрубная система теплоснабжения, содержащая теплоэлектроцентраль с теплофикационными паровыми турбинами и химводоочистку, прямую линию теплосети, обратную линию теплосети, абонентские системы теплоснабжения жилых зданий, включающие трубопровод горячей воды, регулятор расхода, дроссельную шайбу, элеватор, нагревательные приборы, трубопровод обратной воды, трубопровод подвода обратной воды, регулятор температуры, смеситель, трубопровод горячего водоснабжения, рециркуляционный трубопровод с рециркуляционным насосом, водоразборные краны, воздушные краны, обратный клапан; при этом подающая линия теплосети через трубопровод горячей воды, регулятор расхода, дроссельную шайбу и элеватор связана с нагревательными приборами и через воздушные краны - с атмосферой, трубопровод горячей воды через регулятор температуры, смеситель и трубопровод горячего водоснабжения соединен также с водоразборными кранами; трубопровод горячего водоснабжения через рециркуляционный трубопровод и рециркуляционный насос соединен со смесителем; нагревательные приборы соединены трубопроводом обратной воды через обратные клапаны с обратной линией теплосети, а также через трубопровод подвода обратной воды, обратный клапан и смеситель - с трубопроводом горячего водоснабжения, причем абонентские системы теплоснабжения жилых зданий дополнительно снабжены трубопроводом холодной водопроводной воды, водо-водяным теплообменником, трубопроводом подогретой водопроводной воды; водо-водяной теплообменник по греющей среде включен в трубопровод обратной воды, а по нагреваемой среде подключен на входе к трубопроводу холодной водопроводной воды, а на выходе соединен трубопроводом подогретой водопроводной воды с водоразборными кранами.
Применение в абонентских системах теплоснабжения жилых зданий дополнительных трубопроводов холодной и подогретой водопроводной воды и водо-водяного теплообменника имеет целью снижение температуры обратной воды, отводимой из абонентских систем теплоснабжения в обратную линию теплосети, уменьшение расхода горячей воды, подаваемой из теплоэлектроцентрали по трубопроводу прямой воды теплосети в абонентские системы теплоснабжения, и повышение экономичности теплоэлектроцентрали.
Использование в прототипе перечисленных дополнительных элементов позволяет:
- снизить температуру обратной воды отводимой из абонентских систем теплоснабжения и температуру обратной сетевой воды, поступающей на теплоэлектроцентраль;
- снизить давление пара в нижних теплофикационных отборах теплофикационных паротурбинных установок теплоэлектроцентрали, увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении и сэкономить топливо, потребляемое на теплоэлектроцентрали;
- за счет дополнительного подогрева холодной водопроводной воды в водо-водяном теплообменнике на 10-15 градусов обратной водой в абонентских установках теплоснабжения уменьшить расход горячей воды, подаваемой из теплосети в водоразборные краны горячего водоснабжения абонентских установкок;
- соответственно снизить расход подпиточной воды, подготавливаемой на теплоэлектроцентрали, уменьшить требуемый для ее умягчения расход химреагентов, снизить затраты на химреагенты, на ремонт и обслуживание химводоочистки теплоэлектроцентрали;
- в случае, если количество подпиточной воды, подаваемой в прямую линию теплосети из теплоэлектроцентрали, при этом не изменяется, то имеется возможность подключения к теплосети дополнительных абонентских систем теплоснабжения зданий.
На фиг.1. изображена предлагаемая централизованная открытая двухтрубная система теплоснабжения. Ее абонентские системы теплоснабжения жилых зданий содержат воздушные краны 1, водоразборные краны 2, нагревательные приборы 3, трубопровод горячего водоснабжения 4, рециркуляционный трубопровод горячего водоснабжения 5, трубопровод горячей воды 6, рециркуляционный насос 7, элеватор 8, трубопровод подвода обратной воды 9, трубопровод обратной воды на горячее водоснабжение 10, сливной трубопровод обратной воды 11, смеситель 12, регулятор температуры 13, трубопровод подвода горячей воды на горячее водоснабжение 14, трубопровод подогретой водопроводной воды 15, водо-водяной теплообменник 16, трубопровод холодной водопроводной воды 17, регулятор расхода 18, обратный клапан 19, теплоэлектроцентраль 20, прямую линию теплосети 21, обратную линию теплосети 22.
Открытая двухтрубная система теплоснабжения жилых домов работает следующим образом. Горячая вода от теплоэлектроцентрали 20 по прямой линии теплосети 21 через регулятор расхода 18 подается в трубопровод горячей воды 6 абонентской установки жилого здания. Большая часть горячей воды из трубопровода горячей воды 6 проходит через элеватор 8, в него по трубопроводу подвода обратной воды 9 добавляется вода, охлажденная в нагревательных приборах 3. Смешанная в элеваторе 8 вода поступает в нагревательные приборы 3 и отдает в них теплоту окружающему воздуху. Меньшая ее часть забирается из сливного трубопровода обратной воды 11 и по трубопроводу обратной воды на горячее водоснабжение 10 поступает через обратный клапан 19 в смеситель 12, где смешивается с водой, подводимой по трубопроводу подвода горячей воды на горячее водоснабжение 14 через регулятор температуры 13, после чего по трубопроводу горячего водоснабжения 4 она поступает в водоразборные краны 2 и разбирается потребителями, не разобранная в водоразборных кранах 2 горячая вода по рециркуляционному трубопроводу горячего водоснабжения 5 рециркуляционным насосом 7 подается в смеситель 12; холодная водопроводная вода по трубопроводу холодной водопроводной воды 17 подается в водо-водяной теплообменник 16, подогревается в нем теплотой частично охлажденной обратной воды, поступающей в него из сливного трубопровода обратной воды 11, и по трубопроводу подогретой водопроводной воды 15 подается в водоразборные краны 2, где смешивается до требуемой потребителями температуры с горячей водой, подводимой в водоразборные краны 2 по трубопроводу горячего водоснабжения 4; вода, частично охлажденная в водо-водяном теплообменнике 16, по сливному трубопроводу 11 через обратный клапан 19 подается в обратную линию теплосети 22 и по нему поступает в теплоэлектроцентраль 20.