БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах теплоснабжения с зависимой и независимой схемой присоединения систем отопления. Известен автоматизированный тепловой пункт, описанный в п. РФ №1898 по кл. F24D 3/08, F24H 7/02, F28F 9/00, з. 23.08.95, оп. 16.03.96.
Известный тепловой пункт содержит элементы основного и вспомогательного оборудования включающего блок теплообменников с первичным и вторичным контурами теплоносителей и связанный с ними блок управления теплообменом, дополнительно содержит каркас, выполненный в виде стойки основанием и узлами крепления, на котором жестко установлены элементы основного и вспомогательного оборудования теплового пункта, при этом стойка может быть выполнена в виде жесткой рамы или трубы, установленной вертикально на основании, а узлы крепления - в виде балок, установленных горизонтально на стойке и снабженных кронштейнами подвески элементов теплового пункта.
Недостатком известного теплового пункта является то, что он не обеспечивает в полной мере удобства эксплуатации и соблюдение требований блочного комплектования теплового пункта из отдельных унифицированных узлов в зависимости от технических условий подключения, внешних параметров тепловой сети, вида потребителя и характеристик местных систем.
Известен блочный индивидуальный тепловой пункт, описанный в п. РФ №2181862 по кл. F24D 3/08, з. 07.08.01, оп. 27.04.02.
Известный тепловой пункт содержит раму, на которой смонтированы элементы основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и/или отопления, и блок учета и управления теплообменом. При этом рама выполнена в виде размещенной на нижнем уровне теплового пункта и образованной из продольных и поперечных балок обвязки по его контуру с соотношением ее длины к ширине, равным 2,6-2, а, по крайней мере, часть основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и/или отопления смонтирована в технологической последовательности параллельными рядами по длине рамы с обеспечением возможности доступа к нему из образованных между рядами проходов, причем расстояние между параллельными рядами по осям смонтированного в них оборудования не менее 0,22 ширины рамы, причем расстояние в плане между осями периферийных от продольной оси рамы рядов оборудования и продольными балками рамы не менее 0,09 ее ширины. При этом рама может быть выполнена с возможностью разъединения по длине на блоки, причем плоскости разъема рамы предпочтительно совпадают с разъемами в линиях установленного на них оборудования. Блок теплообменников с первичным и вторичным контурами теплоносителей может быть смонтирован на индивидуальной дополнительной раме, размещенной вне контура рамы, на которой смонтированы элементы основного и вспомогательного оборудования горячего водоснабжения и/или отопления.
Такое выполнение теплового пункта позволяет считать его блочным по выполнению и индивидуальным по требованиям, предъявляемым к конкретному варианту его исполнения и оснащения, однако оно является недостаточно удобным для быстрой компоновки и организации массового производства.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение быстрокомпонуемой блочно-модульной конструкции индивидуального теплового пункта.
Поставленная задача решается тем, что в блочно-модульном индивидуальном тепловом пункте, содержащем смонтированные на раме элементы основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения (ГВС) и отопления и блок учета и управления теплообменом, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, элементы основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и отопления выполнены в виде технологически последовательно связанных между собой отдельных функциональных групп-модулей, а именно - модуля ввода и учета тепловой энергии, модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуля циркуляции системы отопления, а также включенного параллельно модулю учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания модуля теплообменника ГВС, и модуля подпитки системы отопления, включенного между выходом модуля ввода и учета тепловой энергии и выходом модуля циркуляции системы отопления параллельно модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуля циркуляции системы отопления, при этом каждый из названных модулей смонтирован на отдельной раме в комплекте с приборами и устройствами автоматического управления и регулирования с образованием из перечисленных модулей единой разборной конструкции.
Выполнение элементов основного и вспомогательного оборудования для горячего водоснабжения и отопления и блока учета и управления теплообменов в виде технологически связанных между собой указанным выше образом отдельных функциональных групп-модулей, смонтированных каждый на отдельной раме в комплекте с устройствами контроля и регулирования с образованием из них единой разборной конструкции, обеспечивает получение быстрокомпонуемого блочно-модульного индивидуального теплового пункта.
Технический результат - возможность унификации узлов, обеспечение их быстрой сборки в индивидуальный тепловой пункт (ИТП) при гибкой компоновке.
В сравнении с прототипом заявляемый блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение элементов основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и отопления в виде технологически последовательно связанных между собой отдельных функциональных групп-модулей, а именно - модуля ввода и учета тепловой энергии, модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуля циркуляции системы отопления, а также включенного параллельно модулю учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания модуля теплообменника ГВС, и модуля подпитки системы отопления, включенного между выходом модуля ввода и учета тепловой энергии и выходом модуля циркуляции системы отопления параллельно модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуля циркуляции системы отопления, монтаж каждого из названных модулей на отдельной раме в комплекте с приборами и устройствами автоматического управления и регулирования с образованием из перечисленных модулей единой разборной конструкции, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт может найти широкое применение в системах теплоснабжения здания в жилищно-коммунальном хозяйстве и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - блочная структурная схема индивидуального теплового пункта для зависимой схемы отопления здания;
- фиг.2 - блочная структурная схема индивидуального теплового пункта для независимой схемы отопления здания;
- фиг.3 - функциональная структурная схема модуля ввода и учета тепловой энергии;
- фиг.4 - рамная конструкция модуля ввода и учета тепловой энергии (вид спереди и сбоку);
- фиг.5 - функциональная структурная схема модуля теплообменника ГВС;
- фиг.6 - рамная конструкция модуля теплообменника;
- фиг.7 - функциональная структурная схема модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания (для зависимой схемы);
- фиг.8 - рамная конструкция модуля учета и регулирования тепловой энергии (для зависимой схемы) (вид спереди и сбоку);
- фиг.9 - функциональная структурная схема модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания (для независимой схемы);
- фиг.10 - рамная конструкция модуля учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания (для независимой схемы) (вид спереди и сбоку);
- фиг.11 - функциональная структурная схема модуля циркуляции системы отопления;
- фиг.12 - рамная конструкция модуля циркуляции (вид спереди и сбоку);
- фиг.13 - функциональная структурная схема модуля подпитки системы отопления;
- фиг.14 - рамная конструкция модуля подпитки.
Блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт (фиг.1 и фиг.2) содержит элементы основного и вспомогательного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения и отопления, выполненные в виде технологически связанных между собой отдельных функциональных групп-модулей, а именно: модуль I ввода и учета тепловой энергии; модуль II теплообменника ГВС; модуль III учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания; модуль IV циркуляции системы отопления; модуль V подпитки. При этом отдельные функциональные группы следующим образом технологически последовательно связаны между собой, а именно - модуль I ввода и учета тепловой энергии, модуль II учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуль IV циркуляции системы отопления. Параллельно модулю III учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания включен модуль II теплообменника ГВС, а модуль V подпитки системы отопления включен между выходом модуля I ввода и учета тепловой энергии и выходом модуля IV циркуляции системы отопления параллельно модулю III учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания и модуля циркуляции системы отопления.
При этом каждый из названных модулей I-V смонтирован на отдельной раме в комплекте с приборами и устройствами автоматического управления и регулирования с образованием из перечисленных узлов единой разборной конструкции индивидуального теплового пункта.
Более конкретно модули могут I-V быть представлены как соответствующие функциональные группы оборудования, при этом каждая выделенная функциональная группа содержит технологическое оборудование, исполнительные механизмы и контрольно-измерительные приборы и аппаратуру (КИПиА) предусмотренные требованиями строительных норм и правил (СНиП (1, 2, 3) и является типовой технологической структурой рассматриваемых ИТП.
Выше названные модули I-V детализированы по назначению и схемному составу с целью представления их как унифицированных технологических функционалов разрабатываемого оборудования и создания для них информационных моделей программно-технических средств, входящих в состав разрабатываемого ИТП и реализующих предназначенные им технологические функции.
Модуль I ввода и учета (фиг.3) предназначен для реализации функций учета тепла и автоматического регулирования давления «после себя» для обеспечения стабилизации гидравлического режима работы теплообменников горячего водоснабжения (ГВС) и узлов отопления.
Подключение модуля I к внешней сети обеспечивается посредством отсечных вводных задвижек 1а и 1б с ручным приводом. Модуль I имеет систему очистки, состоящую из последовательно включенных грязевика 2 и фильтра 3 тонкой очистки. Регулирование давления обеспечивается посредством регулирующего клапана 4. Для контроля расходов воды модуль I оборудован 2-мя расходомерами (5а, 5б) на прямом и обратном трубопроводе. На выходе модуля I имеется система распределения сетевой воды в виде ручных задвижек 6-10.
Рамная конструкция модуля I ввода и учета тепловой энергии приведена на фиг.4. Модуль II теплообменника (фиг.5) предназначен для обеспечения гидравлических и. температурных режимов работы системы горячего водоснабжения здания.
Модуль II подключается к горячему агенту через систему распределения. Для обеспечения требуемой температуры горячей воды в соответствии с нормами модуль II оборудован регулирующим клапаном 11, обеспечивающим изменение расхода сетевой воды на 2-ступень теплообменника 12. Для обеспечения контроля потребления горячей воды используются 2 расходомера 13 и 14, расположенных на трубопроводе подачи горячей воды на здание и в опускной ветке циркуляционного контура соответственно Модуль II поддерживает режим работы циркуляционной схемы ГВС. Для этого модуль II оборудован циркуляционным насосом 15. Для предотвращения опорожнения системы ГВС используется обратный клапан 16. Подвод нагреваемого агента производится от системы ввода холодной воды на здание. При этом исходная вода подвергается механической очистке посредством фильтра 17 тонкой очистки.
Рамная конструкция модуля II теплообменника ГВС приведена на фиг.6.
Модуль III учета и регулирования тепловой энергии на отопление может быть выполнен по-разному: для зависимой (III а) и независимой (III б) схем отопления здания.
Модуль III а) (фиг.7) предназначен для поддержания требуемого температурного графика гидравлически зависимой системы отопления здания. Подключение модуля III а) производится через систему распределения. Для поддержания требуемого температурного графика функциональная группа оборудована регулирующим клапаном 18. Для обеспечения безаварийных режимов, в случае снижения давления в подающем трубопроводе смесительная перемычка имеет обратный клапан 19. Для обеспечения контроля тепловой энергии пошедшей на отопление функциональная группа оборудована расходомером 20. Подготовленная смесь поступает на модуль IV циркуляции.
Рамная конструкция модуля III учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания (для зависимых схем) приведена на фиг.8.
Модуль III б) (фиг.9) предназначен для поддержания требуемого температурного графика гидравлически независимой системы отопления здания.
Подключение модуля III б) к греющему теплоносителю производится через систему распределения. Для обеспечения требуемого температурного графика функциональная группа оборудована регулирующим клапаном 21, расположенным на линии подачи греющего агента к теплообменнику 22. Контроль за расходом тепловой энергии ведется посредством расходомера 23. Нагреваемый агент поступает на модуль IV (модуль циркуляции).
Рамная конструкция модуля III б) учета и регулирования тепловой энергии на отопление здания (для независимых схем) приведена на фиг.10.
Модуль IV (фиг.11) предназначен для обеспечения устойчивого гидравлического режима внутреннего контура отопления. Модуль IV циркуляции системы отопления подключается к модулю II учета и регулирования тепловой энергии на отопление. Для обеспечения требуемых расходов и напоров внутренней системы отопления функциональная группа оборудована группой циркуляционных насосов 24 и регулирующим балансировочным вентилем 25. Для обеспечения механической очистки воды группа имеет фильтр 26 тонкой очистки. Насосная группа работает в режиме - один насос рабочий, второй резервный.
Рамная конструкция модуля IV циркуляции системы отопления приведена на фиг.12.
Модуль V (фиг.13) предназначен для автоматической подпитки внутреннего контура системы отопления здания (для независимой схемы теплоснабжения). Модуль V подключается до вводных задвижек модуля I ввода и учета тепловой энергии к обратному трубопроводу. Модуль V имеет возможность обеспечить подпитку внутреннего контура как в случае, когда давление в обратном трубопроводе магистральных сетей выше давления в обратном трубопроводе внутреннего контура, так и когда давление в обратном трубопроводе магистральных сетей ниже давления в обратном трубопроводе внутреннего контура. В первом случае управление подпиткой осуществляется посредством соленоидного клапана 27, во втором случае - посредством подпиточного насоса 28. Для контроля подпитки модуля V оборудована расходомером 29. Для компенсации теплового расширения воды во внутреннем контуре модуль V имеет в своем составе расширительный бак.
Рамная конструкция модуля V подпитки приведена на фиг.14.
В сравнении с прототипом заявляемый блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт является быстрокомпонуемым, гибким в монтаже, дает возможность организовать массовое унифицированное производство при сокращении сроков проектирования и монтажа теплового оборудования зданий.