КОТЕЛЬНАЯ
BOILER HOUSE

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в водогрейных котельных систем теплоснабжения для покрытия нужд горячего водоснабжения в межотопительный период.
Известна котельная (см. патент РФ №2137984, F24D 3/02, опуб. 20.09.1999 г.), содержащая по меньшей мере один водогрейный котел, водо-водяной теплообменник и циркуляционный насос, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подключенные к водо-водяному теплообменнику, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к обратному сетевому трубопроводу через бак-аккумулятор и подпиточный насос.
Недостатком известной котельной является перерасход топлива в межотопительный период, из-за необходимости поддерживать работу водогрейных котлов для обеспечения потребителей горячей водой на нужды горячего водоснабжения (ГВС).
Технически близкой к заявленной котельной является котельная (см. Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. - М.: Стройиздат, 1982, рис. 12.7, с. 283), содержащая по меньшей мере один водогрейный котел, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подающий и обратный трубопроводы горячего водоснабжения, водо-водяной теплообменник, подключенный по греющей среде между подающим и обратным сетевыми трубопроводами, а по нагреваемой между обратным и подающим трубопроводами горячего водоснабжения, сетевой насос, циркуляционный насос, подпиточные насосы, регулирующую перемычку, соединяющую обратный и подающий сетевые трубопроводы и аппараты химводоочистки, соединенные через подпиточные насосы с обратными трубопроводами сетевой воды и горячего водоснабжения.
Недостатком известной котельной также является перерасход топлива в межотопительный период, из-за необходимости поддерживать работу водогрейных котлов для обеспечения потребителей горячей водой на нужды ГВС.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является сокращение расхода топлива для водогрейных котлов в межотопительный период, за счет использования низкопотенциальной тепловой энергии, получаемой от теплоносителя, циркулирующего в замкнутом контуре тепловой сети.
Результат достигается тем, что котельная, содержащая по меньшей мере один водогрейный котел, подающий и обратный сетевые трубопроводы, подающий и обратный трубопроводы горячего водоснабжения, водо-водяной теплообменник, подключенный по греющей среде между подающим и обратным сетевыми трубопроводами, а по нагреваемой между обратным и подающим трубопроводами горячего водоснабжения, сетевой насос, циркуляционный насос, подпиточные насосы, регулирующую перемычку, соединяющую обратный и подающий сетевые трубопроводы, и аппараты химводо-очистки, соединенные через подпиточные насосы с обратными трубопроводами сетевой воды и горячего водоснабжения, согласно изобретению дополнительно снабжена теплонасосной установкой, при этом испаритель теплонасосной установки подключен к подающему сетевому трубопроводу, после регулирующей перемычки, а конденсатор теплонасосной установки подключен, после циркуляционного насоса, между обратным и подающим трубопроводами горячего водоснабжения.
Целью данного изобретения является сокращение расхода невозобновляемых топливных ресурсов при минимальных капитальных затратах. Экономия топлива достигается за счет использования вместо водогрейных котлов теплонасосной установки для подготовки воды на нужды ГВС в межотопительный период. Основной особенностью предлагаемой котельной является использование в качестве низкопотенциального источника энергии теплоносителя, который циркулирует в тепловой сети без подогрева в водогрейных котлах. Это решение позволяет исключить капитальные затраты на организацию самостоятельного источника низкопотенциальной энергии, кратно сокращая затраты на внедрение теплонасосной установки.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема котельной, где: 1 - водогрейный котел, 2 - регулятор температуры, 3 - водо-водяной теплообменник, 4 - регулирующая перемычка, 5 - регулятор подпитки, 6 - сетевой насос, 7 - аппараты химводоочистки, 8 - подпиточный насос, 9 - регулятор подпитки, 10 - циркуляционный насос, 11 - теплонасосная установка, 12 - испаритель теплонасосной установки, 13 - конденсатор теплонасосной установки, 14, 15 - запорная арматура, 16 - подающий сетевой трубопровод, 17 - обратный сетевой трубопровод, 18 - подающий трубопровод горячего водоснабжения, 19 - обратный трубопровод горячего водоснабжения.
Котельная осуществляет свою работу следующим образом. При переходе с отопительного периода на межотопительный производится останов водогрейных котлов 1, закрывается запорная арматура 14 и регулятор температуры 2, для отключения водо-водяного теплообменника 3 как по греющей, так и по нагреваемой среде, и производится переключение регулятора подпитки 5 в положение, исключающее циркуляцию теплоносителя через водогрейные котлы 1. Также производится открытие запорной арматуры 15 для обеспечения подачи теплоносителя тепловой сети с сети ГВС в теплонасосную установку 11.
После выполнения данных операций образуются два контура циркуляции. Первый контур - замкнутый контур циркуляции теплоносителя в тепловой сети, включающий: подающий и обратный сетевые трубопроводы 16 и 17 соответственно, регулирующую перемычку 4, сетевой насос 6 и испаритель теплонасосной установки 12. Второй контур - контур циркуляции горячей воды для ГВС, включающий: подающий и обратный трубопроводы горячего водоснабжения 18 и 19 соответственно, циркуляционный насос 10 и конденсатор теплонасосной установки 13.
Первый контур используется как источник низкопотенциальной тепловой энергии в межотопительный период. Достаточный приток теплоты обеспечивается за счет развитой системы сетевых трубопроводов, которые выступают в роли устройств теплообмена между теплоносителем и окружающей средой. Теплоноситель, циркулируя посредством сетевого насоса 6 в контуре, нагревается, воспринимая теплоту из окружающей среды, после чего охлаждается, передавая полученную теплоту хладагенту в испарителе 12.
Работа теплонасосной установки 11 обеспечивает передачу собранного тепла от испарителя 12 в конденсатор теплонасосной установки 13 с потенциалом, достаточным для подогрева воды во втором контуре до необходимой температуры.
Во втором контуре вода, возвращаемая посредством циркуляционного насоса 10 от потребителя, по обратному трубопроводу горячего водоснабжения 19 поступает в конденсатор теплонасосной установки 13 для нагрева и затем подается потребителю по подающему трубопроводу горячей воды 18.
Подпитка первого и второго контуров ведется по мере необходимости от аппаратов химводоочистки 7 посредством подпиточных насосов 8 через регуляторы подпитки 9.
Во время отопительного периода котельная работает по стандартной схеме без использования теплонасосной установки при открытой запорной арматуре 14 и закрытой арматуре 15.
Таким образом, использование тепловой сети в качества низкопотенциального источника для теплонасосной установки позволяет сократить расход топлива для водогрейных котлов котельной в межотопительный период при минимальных затратах на внедрение установки.