СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий и промышленного технологического оборудования.
Предшествующий уровень техники. Известны производственные, квартальные и районные системы теплоснабжения, содержащие котельную, размещенную в наружной среде (в грунте или на опорах в воздухе) теплотрассу с подающей и обратной магистралями [1, стр.227-250]. Недостатком таких систем являются большие потери тепла в окружающую среду (более 50% от получаемой при сжигании топлива тепловой энергии). Этот недостаток обусловлен высокой температурой  теплоносителя в подающей (до 150°С) и обратной (до 70°С) магистралях. Кроме этого, в период профилактического ремонта и устранения аварий теплотрассы прерывается снабжение потребителей тепловой энергией. В этот период резко увеличивается потребление электроэнергии в связи с необходимостью использования для получения тепловой энергии электронагревательных приборов. Согласно действующим в России тарифам электроэнергия в 3...5 раз дороже тепловой энергии, получаемой в системах централизованного теплоснабжения.
Меньшие потери тепла в окружающую среду имеют системы теплоснабжения, содержащие подающую и обратную магистрали с контуром подмеса обратной воды и теплонасосную установку, испаритель которой установлен в обратной магистрали, а конденсатор - в контуре подмеса обратной воды [Патенты RU 14071 ПМ, RU 2239129)]. Уменьшение потерь тепла в такой системе теплоснабжения обеспечивается снижением температуры теплоносителя в обратной магистрали. Однако остаются основные потери тепла
из подающей магистрали из-за высокой температуры теплоносителя (до 150°С). Кроме того, в период профилактического ремонта и устранения аварий теплотрассы также прерывается снабжение потребителей тепловой энергией и резко возрастает потребление электроэнергии.
До минимума уменьшаются потери тепла в окружающую среду при использовании системы теплоснабжения, содержащей установленную перед потребителем тепла многоступенчатую теплонасосную установку, конденсаторы которой включены в контур подающей, а испарители - обратной магистрали. Исключение потерь тепла в теплотрассе при использовании этой системы теплоснабжения обеспечивается поддержанием температуры теплоносителя в обратной магистрали ниже, а в подающей магистрали -незначительно выше температуры окружающей среды. При этом нормированный уровень температуры теплоносителя на входе в потребитель тепла, например 95°С, обеспечивается в конденсаторах теплонасосной установки за счет тепловой энергии, отбираемой испарителями от теплоносителя в обратной магистрали [Патент RU 42641 ПМ (прототип)].
Однако при использовании и этой системы теплоснабжения в период профилактического ремонта и устранения аварий теплотрассы также прерывается снабжение потребителей тепловой энергией и резко возрастает потребление электроэнергии.
Раскрытие полезной модели.
Задачей, решаемой при создании полезной модели, является обеспечение бесперебойного снабжения потребителя тепловой энергией и снижение потребления электроэнергии в период профилактического ремонта и 25 устранения аварий теплотрассы.
Для этого известная система теплоснабжения, содержащая теплонасосную установку, конденсатор которой включен в контур подающей, а испаритель - обратной магистрали, оснащена дополнительной теплонасосной установкой. Конденсатор этой установки включен в контур подающей
магистрали и с конденсатором, потребителем тепла и испарителем первой теплонасосной установки образует замкнутый циркуляционный контур. Испаритель дополнительной теплонасосной установки включен в циркуляционный контур другого теплоносителя.
Испаритель дополнительной теплонасосной устанвоки может быть включен в циркуляционный контур наружного воздуха или системы оборотного водоснабжения.
В период профилактического ремонта или устранения аварий теплотрассы теплоноситель в подающей магистрали нагревается в конденсаторе дополнительной теплонасосной установки за счет использования тепловой энергии наружного воздуха или системы оборотного водоснабжения. До нормированного значения, например 95°С, температура теплоносителя на входе в потребитель тепла доводится первой теплонасосной установкой. Снижение потребления электроэнергии в указанный период пропорционально значению отопительного коэффициента теплонасосных установок. Значение отопительного коэффициента выпускаемых промышленностью в настоящее время теплонасосных установок находится в пределах от 3,5 до 5,0.
Краткое описание чертежей.
На чертежах схематично представлены примеры выполнения системы теплоснабжения:
на фиг.1 показана схема системы теплоснабжения жилых и общественных зданий;
на фиг.2 - производственных зданий и промышленного технологического оборудования.
Система, представленная на фиг.1, содержит установленную перед потребителем 1 тепла теплонасосную установку 2. Конденсатор 3 этой установки включен в контур подающей 4, а испаритель 5 - обратной 6 магистрали. Система оснащена дополнительной теплонасосной установкой 7, конденсатор 8 которой включен в контур подающей 4 магистрали.
С помощью трехходового вентиля 9 с приводом 10 и насоса 11 конденсаторы 8 и 3, потребитель 1 тепла и испаритель 5 образуют замкнутый циркуляционный контур 12. Испаритель 13 дополнительной теплонасосной установки 7 включен в циркуляционный контур 14 другого теплоносителя, например наружного воздуха.
Система может быть снабжена датчиком 15 температуры наружного воздуха. По сигналу этого датчика через пульт 16 осуществляется включение или выключение привода 10 трехходового вентиля 9, насоса 11 и теплонасосной установки 7.
В качестве потребителя 1 тепла может быть использована система отопления и (или) горячего водоснабжения.
В системе, представленной на фиг.2, испаритель 13 включен в циркуляционный контур системы 17 оборотного водоснабжения, имеющей, например, насос 18, градирню 19 и теплообменную апппаратуру 20 системы охлаждения технологического оборудования. В качестве потребителя 1 тепла в этой системе могут быть использованы система отопления, горячего водоснабжения, парогенератор и технологическое оборудование тепловой обработки выпускаемой продукции.
Теплонасосные установки 2 и 7 могут быть выполнены двух- и более ступенчатыми.
Профилактический ремонт производится в теплый период года при температуре наружного воздуха выше плюс 10°С. Для бесперебойного снабжения потребителя 1 тепловой энергией при температуре наружного воздуха, например плюс 15°С, по сигналу датчика 15 включаются насос 11 и теплонасосная установка 7, а привод 10 устанавливает трехходовой ветиль 9 в положение, при котором обеспечивается циркуляция теплоносителя по замкнутому контуру 12. При этом теплоноситель в контуре 12 нагревается за счет откачиваемой через испаритель 13 тепловой энергии наружного воздуха (фиг.1) или поступающей в систему 17 оборотного водоснабжения через
теплообменную аппаратуру 20 (фиг.2). До нормированного значения, например 95°С, температура теплоносителя на входе в потребитель 1 доводится теплонасосной установкой 2.
Представленная на фиг.2 система может быть использована и при  отрицательных значениях температуры наружного воздуха.
Использование полезной модели позволяет обеспечить бесперебойное снабжение потребителя тепловой энергией в течение всего года и в несколько раз уменьшить потребление электроэнергии в период профилактического ремонта и устранения аварий теплотрассы.
Промышленная применимость
Использование полезной модели не требует разработки принципиально новой аппаратуры и агрегатов. Для этого могут быть применены выпускаемые промышленностью приведеннью на фиг.1 и 2 элементы схемы системы теплоснабжения.
Список использованной литературы.
1. Грингауз Ф.И. Санитарно-технические работы. Издание восьмое. М., Высшая школа, 1979 г.