СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Заявляемое техническое решение относится к области теплоснабжения и может быть использовано как при модернизации уже существующих систем отопления предприятий, учреждений, жилых домов и т.д., так и при проектировании новых зданий, сооружений с учетом возможности регулирования расхода теплоносителя.
Известны системы теплоснабжения с вертикальной и горизонтальной подачей теплоносителя [1], верхней или нижней подающей магистралью, в которых в качестве смесительного узла используют элеватор.
Недостатком таких систем является их гидравлическая неустойчивость при установке устройств регулирования после элеватора. Требуются значительные конструктивные изменения в виде установки дополнительных клапанов, запорной арматуры и т.д. при модернизации сети.
Известны системы теплоснабжения с вертикальной и горизонтальной подачей теплоносителя [1], в которых смесительный узел представляет собой циркуляционный насос с регулирующим клапаном.
Недостатком таких систем является то, что при попытке регулирования отдельных ветвей потребителя происходит разбаллансировка гидравлических характеристик тепловой системы.
Наиболее близкой к заявляемой является двухтрубная система теплоснабжения с горизонтальной подачей теплоносителя [1], (см. фиг.1, где: 1 - смесительный узел; 2;3;4 -отопительные приборы; 5 - подающий трубопровод; 6 - обратный трубопровод. Смесительный узел также представляет собой циркуляционный насос с регулирующим клапаном.
Недостатком такой системы также является ее гидравлическая неустойчивость при модернизации и монтаже устройств регулирования для каждой отдельной ветви, т.к. смесительный узел, установленный только на общем вводе осуществляет регулирование теплопотребления в целом. При попытке регулирования одной из ветвей тепловой системы потребителя происходит разбалансировка температурного режима на других ветвях. Можно избежать разбалансировки в ветвях отопления, устанавливая на каждой ветви свой смесительный узел, включающий циркуляционный насос, регулирующий клапан и т.д., однако это требует значительных финансовых расходов.
Перед авторами стояла задача разработки технического решения, которое позволило бы с целью экономии осуществить регулирование теплопотребления по желанию потребителя в каждой отдельной ветви системы теплоснабжения, отдельном помещении предприятия, учреждения и т.д. при сохранении равномерности прогрева и комфортной температуры, а также гидравлической и тепловой устойчивости теплосети.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в известной системе теплоснабжения, включающей подающий и обратный трубопроводы для подачи теплоносителя, смесительный узел в виде циркуляционного насоса с регулирующим клапаном, тепловые ветви для подачи теплоносителя к потребителю, на тепловых ветвях в местах их разветвления или объединения, последовательно регулирующему клапану смесительного узла, дополнительно установлены регулирующие узлы, состоящие из регулирующих клапанов с приводами и выполненные с возможностью двухпозиционного регулирования.
На фиг.2 представлена схема заявляемой системы теплоснабжения, где:
1 - подающий трубопровод;
2 - обратный трубопровод;
3 - смесительный узел;
4; 5; 6 - тепловые приборы;
7; 8; 9 - регулирующие клапаны;
10-байпасы.
Система теплоснабжения работает следующим образом: при поступлении теплоносителя через подающий трубопровод (1) во внутреннюю сеть потребителя он попадает в смесительный узел (3). В смесительном узле по информации ст различных датчиков (наружной температуры, температуры в подающем трубопроводе, температуре в обратном трубопроводе и т.д.) формируется температурная уставка для регулирующего клапана. Из смесительного узла выходит теплоноситель с необходимыми и средними для внутренней тепловой сети параметрами, который затем по тепловым ветвям поступает на объекты теплопотребления (в квартиры, комнаты и т.д.). Регулирование теплопотребления каждой из ветвей производится регулирующим клапаном, установленным в данной ветви, по информации от датчиков, установленных на ней. Для уменьшения гидравлической и тепловой разбалансировки элементов тепловой ветви клапаны регулирования управляются по принципу двухпозиционного регулятора, т.е теплоноситель подается в систему либо при полностью открытом клапане, либо не подается вообще. В режиме клапана «открыт» количество подаваемого в ветвь теплоносителя определяется гидравлическими характеристиками данной ветви, а его температура - общим смесительным узлом, содержащим циркуляционный насос и регулирующий клапан. При этом разбалансировка вдоль по ветви минимальна за счет повышенного, по сравнению с расчетным, расхода теплоносителя. Температура теплоносителя в обратном трубопроводе ветви растет и достигает верхней границы температурной уставки. При достижении верхнего края температурной уставки клапан переходит в положение «закрыт». При положении регулирующего клапана «закрыт» в ветви нет заметной циркуляции теплоносителя, в теплообменниках происходит теплопередача энергии нагреваемому объекту, температурные параметры теплоносителя опускаются до нижнего края температурной уставки. При достижении теплоносителем нижнего края температурной уставки регулирующий клапан переходит в положение «открыт» и цикл регулирования повторяется. Важно, что как в положении регулирующего клапана «открыт», так и в положении «закрыт», дополнительной разбалансировки в ветви не происходит. Процесс регулирования в каждой ветви осуществляется путем автоматического подбора времени открытия и закрытия регулирующего клапана.
Заявляемое техническое решение испытано авторами в реальных условиях. При этом использовались регулирующие клапаны фирмы «Danfoss» с приводами производства НПО «Лайф-Новосибирск». Была подтверждена эффективность используемой системы регулирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Туркин В. «Отопление гражданских зданий» Челябинск Южно-Уральское книжное издательство, 1974.