ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ ДЛЯ ЗАВИСИМОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ АБОНЕНТОВ С ИМПУЛЬСНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
THERMAL POINT FOR DEPENDENT CONNECTION OF SUBSCRIBERS WITH PULSE CIRCULATION OF THE HEATING CARRIER

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения для обеспечения зависимого подключения одного или нескольких видов тепловой нагрузки (отопление, вентиляция, кондиционирование, система горячего водоснабжения, производственная и т.п.) к тепловой сети с возможностью организации импульсной и пульсирующей подачи теплоносителя на отдельных участках системы теплопотребления.
Известен тепловой пункт для зависимого присоединения абонентов с водоструйным элеватором и ответвлениями к системам вентиляции и кондиционирования воздуха (Отопление и вентиляция, учебник для вузов. В 2-х ч. 4.1. Отопление. Изд 3-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975. 483 с, П.Н. Каменев, А.Н. Сканави и др., стр 168-172, рис. IV. 10), содержащий подающий, обратный, смесительный трубопроводы, с установленными на них задвижками, термометрами, манометрами, водоструйный элеватор, установленный в узле смешения трубопроводов, регулятор давления и тепломер на обратном трубопроводе теплового пункта после смесительного трубопровода, регулятор расхода на подающем трубопроводе до узла смешения.
Среди недостатков известного устройства следует отметить малый диапазон регулирования коэффициента смешения и тот факт, что для обеспечения работы смесительного устройства на основе элеватора располагаемое давление на вводе теплового пункта должно не менее чем в 10 раз превышать циркуляционное давление в местной системе теплопотребления.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является тепловой пункт для зависимого присоединения абонентов (RU 102760, МПК F24D 3/00, опубл. 10.03.2011), содержащий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети с входной и выходной задвижками соответственно и установленными на трубопроводах после входной и перед выходной задвижками грязевиками, манометрами, термометрами и регуляторами давления, подающий и обратный трубопроводы системы теплопотребления с выходной и входной задвижками и установленными на этих трубопроводах после входной и перед выходной задвижками манометрами и термометрами, смесительный трубопровод между подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара, установленный в обратный трубопровод тепловой сети на участке после смесительного трубопровода, в который последовательно включены обратный клапан, гидроаккумулятор и терморасширительный клапан с термочувствительным элементом, размещенным в одном из подающих или обратных трубопроводов.
Недостаток прототипа заключается в относительно низкой надежности в условиях поддержания малого коэффициента смешения прямого и обратного теплоносителей, которая обусловлена превышением давления в гидроаккумуляторе свыше разрешенного порога при низкой пропускной способности терморасширительного клапана в этот момент.
Технической задачей изобретения является исключение потенциальной возможности превышения давления свыше разрешенного порога в гидроаккумуляторе и смесительном трубопроводе.
Технический результат заключается в повышении надежности работы теплового пункта для зависимого присоединения абонентов с импульсной циркуляцией теплоносителя.
Технический результат достигается за счет того, что в тепловом пункте для зависимого присоединения абонентов с импульсной циркуляцией теплоносителя, включающем подающий трубопровод тепловой сети с последовательно установленными на нем со стороны входа входной задвижкой, грязевиком, манометром, термометром и регулятором давления, выходом соединенный в точке смешения потоков со входом подающего трубопровода системы теплопотребления, на котором последовательно к его выходу установлены второй манометр, второй термометр и выходная задвижка, обратный трубопровод системы теплопотребления с последовательно установленными на нем со стороны входа второй входной задвижкой, третьим термометром и третьим манометром, соединенный в точке отбора потока со входом обратного трубопровода тепловой сети на котором последовательно к его выходу установлены ударный узел, четвертый термометр, четвертый манометр, второй грязевик и вторая выходная задвижка, смесительный трубопровод, вход которого связан с точкой отбора потока посредством обратного клапана, а выход связан с точкой смешения потоков посредством терморасширительного клапана с термочувствительным элементом, размещенным на одном из подающих или обратных трубопроводов, гидроаккумулятор, соединенный со смесительным трубопроводом,
второй регулятор давления входом подключен к смесительному трубопроводу, а выходом к обратному трубопроводу тепловой сети между ударным узлом и вторым грязевиком
и установлен второй гидроаккумулятор, который подключен к обратному трубопроводу тепловой сети между ударным узлом и вторым грязевиком.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено предлагаемое техническое решение. Тепловой пункт для зависимого присоединения абонентов с импульсной циркуляцией теплоносителя включает подающий трубопровод 1 тепловой сети с последовательно установленными на нем со стороны входа входной задвижкой 2, грязевиком 3, манометром 4, термометром 5 и регулятором давления 6. Подающий трубопровод 1 тепловой сети выходом соединен в точке смешения потоков 7 со входом подающего трубопровода 8 системы теплопотребления, на котором последовательно к его выходу установлены второй манометр 9, второй термометр 10 и выходная задвижка 11.
Обратный трубопровод 12 системы теплопотребления с последовательно установленными на нем со стороны входа второй входной задвижкой 13, третьим термометром 14 и третьим манометром 15 соединен в точке отбора потока 16 со входом обратного трубопровода 17 тепловой сети на котором последовательно к его выходу установлены ударный узел 18, четвертый термометр 19, четвертый манометр 20, второй грязевик 21 и вторая выходная задвижка 22.
Смесительный трубопровод 23 соединяет точку отбора потока 16 и точку смешения потоков 7, при этом вход смесительного трубопровода 23 связан с точкой отбора потока 16 посредством обратного клапана 24, а выход связан с точкой смешения потоков 7 посредством терморасширителъного клапана 25 с термочувствительным элементом 26, размещенным на одном из подающих или обратных трубопроводов.
Первый гидроаккумулятор 27, соединен со смесительным трубопроводом 24. Второй регулятор давления 28 входом подключен к смесительному трубопроводу 23, а выходом к обратному трубопроводу 17 тепловой сети между ударным узлом 18 и вторым грязевиком 21. Второй гидроаккумулятор 29 подключен к обратному трубопроводу 17 тепловой сети между ударным узлом 18 и вторым грязевиком 21.
Тепловой пункт для зависимого присоединения абонентов с импульсной циркуляцией теплоносителя работает следующим образом. Сначала в первый гидравлический аккумулятор 27 закачивают воздух под давлением, необходимым для сглаживания импульсов повышения давления в обратном трубопроводе 12 системы теплопотребления при работе ударного узла 18 и достаточном для вытеснения запасенного теплоносителя из смесительного трубопровода 23 в точку смешения потоков 7 при открытом терморасширительном клапане 25.
Во второй гидравлический аккумулятор 29 закачивают воздух под давлением, необходимым для сглаживания колебаний давления и расхода охлажденного теплоносителя с температурой Т2 в обратном трубопроводе 17 тепловой сети, возникающих при работе ударного узла 18.
Первый регулятор давления 6 настраивают на обеспечение постоянства давления высокотемпературного теплоносителя с температурой Т1 на входе точки смешения потоков 7. Второй регулятор давления 28 настраивают на поддержание величины разрешенного давления в смесительном трубопроводе 23 не выше разрешенного, что достигается путем сброса некоторого количества охлажденного теплоносителя из смесительного трубопровода 23 в обратный трубопровод 17 тепловой сети при работе ударного узла 18.
Ударный узел 18 должен быть открыт для обеспечения циркуляции через него теплоносителя.
Подающий 1 и обратный 17 трубопроводы тепловой сети подключают к источнику теплоты (на чертеже источник теплоты не указан), а подающий 8 и обратный 12 трубопроводы системы теплопотребления связывают с системой теплопотребления для удовлетворения одного или нескольких видов тепловой нагрузки (на черетеже система теплопотребления не указана). Высокотемпературный теплоноситель с температурой Т1 поступает в тепловой пункт по подающему трубопроводу 1 тепловой сети через первую входную задвижку 2. Далее высокотемпературный теплоноситель с температурой Т1 проходит первый грязевик 3, очищаясь от возможных механических примесей, и первый регулятор давления 6, на выходе которого его давление стабилизируется до требуемого значения. Затем высокотемпературный теплоноситель с температурой Т1, минуя точку смешения потоков 7, поступает в подающий трубопровод 8 системы теплопотребления и через первую выходную задвижку 11 покидает тепловой пункт, поступая в систему теплопотребления.
Отдав запасенное тепло этот теперь уже охлажденный теплоноситель с температурой Т2 возвращается из системы теплопотребления в тепловой пункт через обратный трубопровод 12 системы теплопотребления и через вторую входную задвижку 13 поступает в точку отбора потока 16 и на вход обратного трубопровода 17 тепловой сети. Затем последовательно проходит установленные на этом трубопроводе открытый ударный узел 18, второй грязевик 21 и через вторую выходную задвижку 22 покидает тепловой пункт.
В описанный момент времени циркуляция теплоносителя в смесительном трубопроводе 23 отсутствует, а потому смешение охлажденного теплоносителя с температурой Т2 из системы теплопотребления и высокотемпературного теплоносителя с температурой Т1 из тепловой сети в точке смешения потоков 7 отсутствует. Для обеспечения возможности снижения температуры теплоносителя на входе в систему теплопотребления со значения Т1 до требуемого значения Т3, где Т2<Т3≤Т1, необходимо, запустить в работу ударный узел 18, который начнет периодически перекрывать собственное проходное сечение с заданной частотой в самоподдерживающемся или внешне управляемом режиме.
При закрытии проходного сечения ударного узла 18 положительная волна сгенерированного таким образом гидроудара обеспечит поступление охлажденного теплоносителя с температурой Т2 из обратного трубопровода 12 тепловой сети через обратный клапан 24 в смесительный трубопровод 23, первый гидроаккумулятор 27 и терморасширительный клапан 25 в точку смешения потоков 7. Количество охлажденного теплоносителя Т2, подаваемого через смесительный трубопровод 23, зависит от частоты и амплитуды генерации гидравлических ударов в ударном узле 18 и степени открытия терморасширительного клапана 25, которое автоматически (механически или гидравлически) осуществляется от термочувствительного элемента 26, установленного на одном из подающих или обратных трубопроводов (на рисунке термочувствительный элемент 26 установлен на обратном трубопроводе 8 системы теплопотребления).
При открытии проходного сечения ударного узла 18 циркуляция охлажденного теплоносителя по обратному трубопроводу 12 системы теплопотребления и обратному трубопроводу 17 тепловой сети возобновится до последующего цикла закрытия проходного сечения ударного узла 18. После этого процесс работы теплового пункта с импульсной циркуляцией теплоносителя для зависимого присоединения абонентов повторится в описанной выше последовательности.
В том случае, если при работе ударного узла 18 проходное сечение терморасширительного клапана 25 окажется закрытым по условию поддержания требуемой температуры в точке смешения потоков 7 на входе подающего трубопровода 8 Т3=Т1, то при достижении давления закачки охлажденного теплоносителя с температурой Т2 из обратного трубопровода 12 системы теплопотребления в смесительный трубопровод 23, равного величине настройки сброса давления второго регулятора давления 28, произойдет автоматический сброс охлажденного теплоносителя из смесительного трубопровода 23 в обратный трубопровод 17 тепловой сети. Таким образом, повышение давления в смесительном трубопроводе 23 свыше разрешенного полностью исключается, а надежность работы схемного решения повышается.
Для контроля за параметрами теплоносителя в тепловом пункте на каждом из трубопроводов установлена измерительная аппаратура: первый манометр 4 и первый термометр 5 на подающем трубопроводе тепловой сети; второй манометр 9 и второй термометр 10 на подающем трубопроводе 8 системы теплопотребления; третий термометр 14 и третий манометр 15 на обратном трубопроводе 12 системы теплопотребления; четвертый термометр 19 и четвертый манометр 20 на обратном трубопроводе 17 тепловой сети.
Особенностью настоящего теплового пункта является то, что при работе ударного узла 18 обеспечивается не только смешение теплоносителей в точке смешения потоков 7 без использования дополнительного насоса, но и импульсная циркуляция теплоносителя в системе теплопотребления, что может быть использовано для интенсификации теплообменных процессов в ней.
В результате использования предлагаемого схемного решения теплового пункта для зависимого присоединения абонентов с импульсной циркуляцией теплоносителя повышается надежность обеспечения абонентов тепловой энергией и управления режимами теплопотребления.