СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в системах водо-, теплоснабжения при независимой схеме присоединения к источнику теплоты потребителя одного или нескольких видов тепловой нагрузки (отопление, вентиляция, кондиционирование, система горячего водоснабжения).
Известна система теплоснабжения, содержащая источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник. (Отопление и вентиляция, учебник для вузов. В 2-х ч. Ч.1. Отопление. Изд 3-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975. 483 с., П.Н.Каменев, а.Н.Сканави и др., стр 13-15, рис.16)
Недостатками известной системы теплоснабжения являются относительно малый коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования, низкий коэффициент теплопередачи между высокотемпературным и низкотемпературным теплоносителями в теплообменнике, склонность к образованию отложений в контурах циркуляции теплоносителей, наличие насоса (нагнетателя) в контуре системы теплопотребления с дополнительным потреблением энергии, например, электрической.
Известна система отопления (система теплопотребления), содержащая напорный преобразователь типа "труба в трубе" содержащий внутренний шнек, выполненный из магнитного материала и расположенный на подшипниках внутри трубы, по которой протекает вода отопительного контура (низкотемпературный теплоноситель), поступающая из приборов по обратному стояку через теплообменник, внешний шнек, выполненный из магнитного материала на цилиндрическом контуре, установленном в подшипниках снаружи трубы в пространстве между трубой и наружной трубой, где протекает горячая сетевая вода (высокотемпературный теплоноситель), поступающая в напорный преобразователь по трубе. (см. патент RU №2151344, опубл. 20.06.2000 г.)
Среди недостатков напорного преобразователя следует отметить низкий коэффициент трансформации напора сетевой воды (высокотемпературного теплоносителя) в напор воды отопительного контура (напор низкотемпературного теплоносителя), непосредственно в напорном преобразователе, из-за присутствующих механических потерь вращающегося механизма шнека и потерь в магнитопроводе, относительно низкий коэффициент теплопередачи между высокотемпературным и высокотемпературным теплоносителями в теплообменнике, а поэтому его относительно большая площадь поверхности теплообмена, относительная сложность реализации данной системы теплопотребления.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности функционирования системы теплоснабжения при улучшении качества обеспечения потребителя одним или несколькими видами тепловой нагрузки (отопление, вентиляция, кондиционирование, горячее водоснабжение), а также повышение надежности теплоиспользующего оборудования при сокращении единовременных капитальных затрат в момент проектирования и монтажа подобных систем теплоснабжения и исключении материальных затрат на циркуляцию низкотемпературного теплоносителя в системе теплопотребления.
Технический результат достигается тем, что в систему теплоснабжения, содержащую источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник, дополнительно введен самовозбуждаемый генератор гидравлического удара, импульсный нагнетатель с установленной внутри эластичной диафрагмой и обратные клапаны входа и выхода, при этом самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в подающий или обратный трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель, по одну сторону эластичной диафрагмы, гидравлически связан с подающим или обратным трубопроводом тепловой сети и, со второй ее стороны, последовательно через обратные клапаны входа и выхода, включен в разводящий подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления.
Принципиальная схема системы теплоснабжения представлена на чертеже (Фиг.1).
Система теплоснабжения содержит источник теплоты 1, включенный с подающим 2 и обратным 3 трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику 4 через сетевой насос, 5 установленный на обратном трубопроводе 3 тепловой сети и систему теплопотребления 6 с разводящими подающим 7 и обратным 8 трубопроводами, присоединенными к подающему 2 и обратному 3 трубопроводам тепловой сети по независимой схеме через теплообменник 4, при этом, вновь введенный, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9 установлен в обратный 3 трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель 10, по одну сторону эластичной диафрагмы 11, гидравлически связан с обратным трубопроводом 3 тепловой сети и, со второй ее стороны, последовательно через обратные клапаны входа 12 и выхода 13, включен в разводящий обратный трубопровод 7 системы теплопотребления 6.
Система теплоснабжения работает следующим образом (см. Фиг.1). Изначально осуществляют ее заполнение соответствующими видами теплоносителей, затем, при помощи сетевого насоса 5, осуществляют циркуляцию высокотемпературного теплоносителя от источника теплоты 1 по подающему 2 и обратному 3 трубопроводу тепловой сети через теплообменник 4 и самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9, который установлен в обратный трубопровод 9 тепловой сети. При достижении определенной (заданной) скорости циркуляции высокотемпературного теплоносителя через самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9 его проходное сечение автоматически закрывается и возникает гидравлический удар, положительная волна распространения которого, воздействуя с одной стороны на эластичную диафрагму 11 импульсного нагнетателя 10, приводит к осуществлению пульсирующей, соответствующей периоду смены положительной волны гидравлического удара на отрицательную, циркуляции низкотемпературного теплоносителя через обратные клапаны входа 12 и выхода 13, относительно второй стороны эластичной диафрагмы 11, по разводящим подающему 7 и обратному 8 трубопроводам системы теплопотребления 6.
В момент, когда положительная волна распространения гидравлического удара израсходует свою энергию и сменит знак на противоположный проходное сечение самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 9, автоматически откроется и циркуляция высокотемпературного теплоносителя в подающем 2 и обратном 3 трубопроводах тепловой сети через источник теплоты 1 и теплообменник 4, посредством сетевого насоса 5 возобновится до тех пор, пока скорость высокотемпературного теплоносителя вновь не достигнет величины, достаточной для автоматического закрытия проходного сечения самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 9.
Затем процесс повторится, в описанной выше последовательности, и будет осуществляться до тех пор, пока сетевой насос 5 будет осуществлять подачу высокотемпературного теплоносителя от источника теплоты 1 по подающему 2 и обратному 3 трубопроводам тепловой сети через теплообменник 4 и самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9.
С каждым последующим циклом возобновления циркуляции высокотемпературного теплоносителя, в подающем 2 и обратном 3 трубопроводах тепловой сети, эластичная диафрагма 11 импульсного нагнетателя 10 возвращается в свое первоначальное положение и, при закрытом в это время обратном клапане выхода 13, производит некоторое разряжение в импульсном нагнетателе 10, благодаря чему открывается обратный клапан входа 12 и осуществляется последующий цикл периода циркуляции низкотемпературного теплоносителя по разводящим подающему 7 и обратному 8 трубопроводам системы теплопотребления 6.
Величину и длительность импульса волны гидравлического удара в тепловой сети, а равно коэффициент теплопередачи между греющей и нагреваемой средой в теплообменнике 4 и коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования системы теплоснабжения регулируют величиной задержки импульса гидравлического удара в самовозбуждаемом генераторе гидравлического удара 9 (конструкция самовозбуждаемого генератора гидравлического удара на схеме не указана).
Использование данной системы теплоснабжения позволяет увеличить коэффициент теплопередачи между греющим и нагреваемым теплоносителем, а также коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования в 1,5-2 раза за счет пульсирующего режима течения теплоносителей. При этом реализуется эффект самоочищения теплоиспользующего оборудования системы теплоснабжения в целом, что увеличивает срок его службы, а следовательно, и надежность системы теплоснабжения, кроме того полностью исключает материальные затраты на транспорт низкотемпературного теплоносителя в системе теплопотребления.