ОТОПИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котельной депо по ремонту железнодорожного подвижного состава (локомотивного, вагонного и др.)
Известна тепловая станция, включающая парогенератор, турбину, трубопроводы контура отопительной системы и тепловой насос, состоящий из компрессора, двух конденсаторов, дросселя и испарителя (RU, 2247840, F01K 13/00, 2005).
Известна отопительная теплонасосная установка, включающая паровой котел, паровую турбину, блок потребителя пара, тепловой насос, состоящий из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя, и отопительную систему, прямой и обратный трубопроводы которой подсоединены к конденсатору теплового насоса (Бартош Е.Т., Тепловые насосы в энергетике железнодорожного транспорта, М.: Транспорт, 1985, с.223-224).
Недостатком вышеуказанных систем является их сравнительно низкая экономическая эффективность работы парового котла, а также высокое содержание окислов азота и углерода в продуктах сгорания топлива, загрязняющих окружающую среду.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение экономичности работы парового котла отопительной теплонасосной установки и решение экологической проблемы.
Указанный технический результат достигается в отопительной теплонасосной установке, содержащей паровой котел, паровую турбину, тепловой насос, состоящий из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя, блок потребителя пара, отопительную систему, прямой и
обратный трубопроводы которой подсоединены к конденсатору теплового насоса, при этом установка дополнительно содержит трубопровод вторичного топочного воздуха, проходящий через конденсатор теплового насоса и подсоединенный к паровому котлу, а блок потребителя пара снабжен трубопроводом с фильтром для подачи сточных вод в испаритель теплового насоса, причем конденсатор теплового насоса имеет двухкамерную конструкцию.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой отопительной теплонасосной установки, на фиг.2 показана конструкция двухкамерного конденсатора теплового насоса.
Установка содержит паровой котел 1, паровую турбину 2, тепловой насос, состоящий из компрессора 3, двухкамерного конденсатора 4, терморегулирующего вентиля 5, испарителя 6, блок потребителя пара 7, отопительную систему (на чертеже не показана), прямой 8 и обратный 9 трубопроводы отопительной системы, трубопровод 10 вторичного топочного воздуха, трубопровод 11 сточных вод и фильтр 12.
На фиг.2 показан двухкамерный конденсатор 4 теплового насоса, представляющий собой теплообменный аппарат, содержащий две камеры, через которые последовательно проходит горячий фреон. В таком кондесаторе происходит одновременное нагревание в одной камере воздуха, поступающего по трубопроводу 10 в паровой котел 1, а в другой камере - сетевой воды, циркулирующей в контуре отопительной системы и подаваемой по трубопроводам 8, 9.
Система работает следующим образом. В паровом котле депо 1 вырабатывается пар высокого давления с параметрами 1,0-1,2 МПа. Пар поступает по паропроводу к паровой турбине 2, где совершает полезную работу за счет расширения до уровня, соответствующего 0,2-0,3 МПа. Вал паровой турбины соединен с валом компрессора 3 теплового насоса. Турбина вращает вал компрессора. Таким образом, мощность паровой турбины 2 передается компрессору 3 теплового насоса.
Отработавший пар поступает из турбины 2 к блоку 7 потребителя пара. Таким блоком могут быть моечные машины для очистки элементов подвижного состава, сушильные установки, душевые, столовая и др.
В компрессоре 3 теплового насоса происходит сжатие рабочего агента (фреона), циркулирующего в замкнутом контуре теплового насоса. При сжатии механическая энергия компрессора 3 переходит во внутреннюю (тепловую) энергию фреона. Температура фреона повышается, и он поступает в двухкамерный конденсатор 4, где отдает свое тепло и соответственно нагревает воду, поступающую по обратному трубопроводу 9 из отопительной системы. Нагретая вода по прямому трубопроводу 8 подается в контур отопительной системы для теплоснабжения административно-производственных помещений. Одновременно в конденсаторе 4 происходит нагревание вторичного топочного воздуха, поступающего по трубопроводу 10 в паровой котел 1 для сгорания топлива.
Из конденсатора 4 охлажденный фреон через терморегулирующий вентиль 5 направляется в испаритель 6, где происходит его нагревание за счет тепла сточных вод, которые поступают по трубопроводу 11 от блока 7 потребителей пара. Для того чтобы не загрязнялась рабочая поверхность испарителя, на трубопроводе 11 предусмотрен фильтр 12.
Таким образом, экономичность парового котла в предлагаемой отопительной теплонасосной установке увеличивается за счет подачи в котел нагретого вторичного топочного воздуха, которая приводит к снижению химического и механического недожога топлива. Использование нагретого вторичного топочного воздуха в процессах парогазовых циклов также решает экологическую проблему котельных, работающих даже на твердом топливе.