АБОНЕНТСКИЙ ВВОД СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к технике теплоснабжения, а именно, к централизованному теплоснабжению жилых и преимущественно общественных и промышленных зданий.
Недостатком является невысокая эффективность регулирования, связанная с потерями тепла сетевой воды и сложности гидравлического регулирования.
Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания по способу регулирования температуры воды в системе отопления с элеватором (см. а.с. №1046580 MKл F24D 3/00 Бюл. №37, 1983 г.), содержащий подающие и обратные трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы.
Недостатком является перерасход сетевой воды в переходные периоды, когда допускается снижение нормировано необходимых температур системы отопления, как-то выходные и праздничные дни, а также нерабочие часы из-за невозможности регулирования количественного поступления теплоносителей через элеватор без изменения его давления, а это, как известно, ухудшает работу элеваторного узла и системы отопления в целом.
Известен абонентский ввод системы теплоснабжения здания (см. патент РФ №92716 на полезную модель МПК F24D 3/00 опубл. 27.03.2010, Бюл. №1) содержащий подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора и нагревательные приборы.
Недостатком является невозможность контроля расхода высокостоимостного теплоносителя (горячей воды тепловой сети) в процессе автоматизированного регулирования системы теплоснабжения здания в изменяющихся условиях эксплуатации, что не только энергоемко при подержании необходимой допустимой температуры в течение суток и всего отопительного периода, но и приводит к необоснованным затратам для потребителей тепловой энергии, так как оплата по счетчику расхода теплоносителя обратного трубопровода, являющегося низкостоимостным по СНиП, обладающим пониженным температурным потенциалом, не осуществляется в связи с отсутствием его контроля.
Технической задачей полезной модели является снижение энергоемкости работы системы теплоснабжения здания за счет раздельного учета расхода высокостоимостного теплоносителя в подающем трубопроводе и низкостоимостного теплоносителя в обратном трубопроводе путем контроля подачи теплоносителя по гибкому графику регулирования температуры воздуха в здании, как в рабочее время, так и в нерабочее и ночное время, а также в выходные и праздничные дни на весь отопительный сезон.
Технический результат достигается тем, что абонентский ввод системы теплоснабжения здания содержит подающий и обратный трубопроводы, элеватор, задвижки, расположенные до и после элеватора, и нагревательные приборы, при этом элеватор установлен параллельно задвижке с электроприводом на подающем трубопроводе и снабжен регулятором температуры, который соединен с датчиком температуры воздуха внутри и снаружи здания, и датчиками температуры воды на подающем и оборотном трубопроводах, а также электрически связан с электроприводом задвижки на подающем трубопроводе, причем на подающем трубопроводе после задвижки с электроприводов установлен счетчик расхода высокостоимостного теплоносителя, а на обратном трубопроводе перед элеватором установлен счетчик низкостоимостного теплоносителя.
На фиг.1 изображен предлагаемый абонентский ввод системы теплоснабжения здания.
Абонентский ввод системы теплоснабжения здания состоит из подающего 1 и обратного 2 трубопроводов тепловой сети, элеватора 3, задвижек 4 и 5, (подсоединения элеватора 3 к подающему 1 трубопроводу), нагревательных приборов 6 отапливаемого здания 7, задвижки 8 с электроприводом 9, установленной на подающем 1 трубопроводе параллельно элеватору 3 по ходу движения горячей сетевой воды, регулятора температуры 10, который соединен с датчиками температуры 11 и 12 воздуха как внутри, так и снаружи здания 7, и датчиками температуры воды 13 и 14 на подающем 1 и обратном 2 трубопроводах тепловой сети. При этом регулятор температуры 10 электрически связан с электроприводом 9 задвижки 8 на подающем 1 трубопроводе, а элеватор 3 трубопроводом 15 соединен с обратным 2 трубопроводом.
При этом на подающем 1 трубопроводе после задвижки 8 с электроприводом 9 установлен счетчик расхода 16 высокостоимостного теплоносителя, а на обратном 2 трубопроводе перед элеватором 3 установлен счетчик расхода 17 низкостоимостного теплоносителя.
Расположение счетчика расхода 16 высокостоимостного теплоносителя после задвижки 8 повышает надежность его работы в процессе регулирования (нерабочее время, выходные и праздничные дни). Задвижки 8 является дроссельным устройством, уменьшающим не только расход высокостоимостного теплоносителя, но и его теплофизические параметры: температура, внутренняя энергия, энтальпия (см., например, Нащекин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача М.: Наука, 1980. 435 с., ил.). Следовательно, счетчик расхода 16 высокостоимостного теплоносителя находится в щадящем режиме работы при использовании в системе теплоснабжения в нерабочее время.
Абонентский ввод системы теплоснабжения преимущественно производственного здания работает следующим образом.
В рабочее время, в зависимости от нормированной температуры внутреннего воздуха в здании 7, по трубопроводу 1 через открытую задвижку 8 с электроприводом 9 и счетчик 16 высокостоимостного теплоносителя поступает высокостоимостной теплоноситель (горячая вода тепловой сети). Одновременно синхронно открываются задвижки 4 и 5 до и после элеватора 3 и при отрегулированном на заданный температурный режим теплоносителя для нагревательных приборов 6 осуществляется смешивание высокостоимостного теплоносителя и подмешанных в элеваторе 3 теплоносителей подающего 1 и обратного 2 трубопроводов.
После этого полученная смесь теплоносителей поступает как суммарный поток (высокостоимостной теплоноситель, регистрируемый счетчиком расхода 16 и участвовавший в подмешивании элеватора 3 низкостоимостной теплоноситель, регистрируемый счетчиком расхода 17) к нагревательным приборам 6.
При наступлении нерабочего времени или выходных и праздничных дней для снижения расхода высокостоимостного теплоносителя с допустимым изменением температуры воздуха внутри здания 7 от датчика температуры 11 поступает сигнал в регулятор температуры 10, где преобразуется и в виде соответствующего сигнала подается на электропривод 9, прикрывая задвижку 8.
В результате по подающему 1 трубопроводу через задвижку 8 и счетчик расхода 16 поступает меньшее количество высокостоимостного теплоносителя и в суммарный поток для нагревательных приборов 6 направляется большее количество низкостоимостного теплоносителя из обратного 2 трубопровода, т.к. элеватор 3 остается под стабильным перепадом давления и температура воздуха внутри отапливаемого здания 7 уменьшается.
Регулятор температуры 10 периодически опрашивает датчик температуры воздуха 12 снаружи здания 7, не допуская уменьшение температуры воздуха внутри помещения ниже допустимой, и на основании соотношения сигналов, поступающих от датчиков температуры 11 и 12 осуществляет постоянное преобразование сигнала, подаваемого на электропривод 9 задвижки 8, приоткрывая или прикрывая ее для плавного регулирования поступающего высокостоимостного теплоносителя по подающему 1 трубопроводу тепловой сети при стабильной работе элеватора 3. В результате достигается не только снижение энергозатрат тепловой сети на теплоснабжение в нерабочие часы, праздничные и выходные дни, но и уменьшается оплата теплоносителей для потребителей тепла.
При переходе к рабочим часам осуществляется увеличение температуры воздуха внутри здания 7 до необходимо нормированных температур. От датчика температуры воздуха 11 внутри здания поступает сигнал в регулятор температуры 10, который согласуется с сигналом от датчика температуры 12 наружного воздуха, в результате чего на электропривод 9 задвижки 8 подается соответствующий сигнал от регулятора температуры 10, открывая ее для обеспечения поступления большего количества высокостоимостного теплоносителя с температурой, регистрируемой датчиком 13 на подающем 1 трубопроводе.
Изменение температуры высокостоимостного теплоносителя в подающем 1 трубопроводе сравнивается с изменением температуры низкостоимостного теплоносителя в обратном 2 трубопроводе, что регистрируется датчиком 14 и в виде сигнала направляется в регулятор температуры 10, который и осуществляет приоритетное регулирование теплоснабжения здания 7 поддержанием температурного графика с экономией тепловой энергии, что приводит к снижению расчетного расхода высокостоимостного теплоносителя на 20%÷25% путем оптимизации подачи тепла на нагревательные приборы 6 в различные периоды отопления здания 7 за счет использования контролируемого счетчиком расхода 17 низкостоимостного теплоносителя.
Оригинальность предлагаемого технического решения полезной модели заключается в том, что достигается энергоемкость работы системы теплоснабжения здания с поддержанием нормировано допустимой температуры внутреннего воздуха в соответствии с изменяющейся температурой наружного воздуха преимущественно для производственных помещений путем контроля расхода высокостоимостного теплоносителя при регулировании теплоснабжения по эксплуатационным показателям в рабочие и нерабочие часы, а также выходные и праздничные дни с последующим уменьшением ценовой нагрузки на потребителя за счет учета низкостоимостного теплоносителя. Это обеспечивается установкой счетчика расхода высокостоимостного теплоносителя после задвижки с электроприводом и установкой счетчика расхода низкостоимостного теплоносителя перед элеватором.
При этом установка счетчика расхода высокостоимостного теплоносителя после задвижки как устройства дросселирования повышает надежность его работы, потому что в процессе дросселирования снижаются теплофизические параметры высокостоимостного теплоносителя, поступающего из тепловой сети, и счетчик расхода эксплуатируется в щадящем режиме в нерабочее время, а также в выходные и праздничные дни.