СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

Система отопления индивидуального теплового пункта.
Изобретение относится к устройствам теплоэнергетики и может быть использовано во вновь строящихся и реконструируемых тепловых пунктах, предназначенных для
присоединения к тепловым сетям систем отопления, вентиляции, кондиционирования
воздуха, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок
промышленных и сельскохозяйственных предприятий, жилых и общественных зданий.
Известна система теплоснабжения (см., например Промышленная теплоэнергетика и теплотехника,- справочник под редакцией В.АТригорьева и В.М.Зорина, М. Энергоатомиздат, 1983г., стр.321., рис.4.6б), содержащая подающий и обратный трубопроводы, последовательно установленные на подающем трубопроводе водоструйный элеватор, вход приемной камеры которого соединен с обратным трубопроводом, и отопительные приборы. Система может быть дополнена регулирующим клапаном (на рис.4.66 он обозначен пунктиром), установленным на подающем трубопроводе перед элеватором.
Недостаток известной схемы при отсутствии регулирующего клапана состоит в
том, что она неуправляема и в теплую погоду имеет место перерасход тепловой энергии, а при наличии регулирующего клапана недостаток схемы состоит в том, при малой степени
открытия клапана элеватор теряет свои подмешивающие свойства.
Известна система теплоснабжения (см. журнал Энергосбережение, №3, 1999г.
стр. 38-39), содержащая подающий и обратный трубопроводы, последовательно установленные на подающем трубопроводе регулирующий клапан тройник, смесительный насос, отопительные приборы и перемычку с обратным клапаном между обратным трубопроводом и тройником. Представленное техническое решение
МПК6-Р24ДЗ/00.
гто используется датской фирмой Данфосс. В своем составе оно имеет сложное
электронное оборудование для управления клапаном. При реализации схемы приходится демонтировать водоструйные элеваторы, установленные в российских системах теплоснабжения, так как они не предусмотрены известной схемой. Регулирующий клапан управляется электронным регулирующим прибором, который учитывает изменения температур наружного воздуха, воздуха внутри помещения, температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и имеет дополнительные уставки температур в ночное время и в нерабочие дни. С помощью его устанавливается температурный график, а при поддержании заданной температуры в помещении происходит параллельное смещение этого графика за счет работы регулирующего клапана. Смесительный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе и роль его увеличивается по мере закрытия регулирующего клапана.
Недостаток известной системы теплоснабжения состоит в недостаточности резервирования ее работоспособности, так как при выходе из строя любого элемента как системы, так и регулирующего прибора, она перестает работать. Более того, в системе без элеватора, который является согласующим элементом между внешней тепловой сетью и системой отопления, может быть тепловой удар. Также необходимо отметить, что демонтаж элеватора удорожает работы по внедрению системы.
За прототип авторами принята система отопления индивидуального теплового пункта (ИТП) (см. СНИП Проектирование тепловых пунктов, СП 41-101-95, Минстрой России, М, 1997г., стр.5, п.3.7 и стр. 15, рис.9а), содержащая подающий и обратный трубопроводы, последовательно установленные на подающем трубопроводе регулятор
подачи теплоносителя, водоструйный элеватор, насос, отопительные приборы и перемычку, соединяющую приемную камеру элеватора с обратным трубопроводом. В известной системе теплоснабжения в зависимости от величины напора перед узлом
2 смешения, смесительный насос может устанавливаться на перемычке, подающем или
обратном трубопроводах.
Система работает следующим образом.
Горячий теплоноситель поступает из тепловой сети в систему отопления ИГЛ по подающему трубопроводу и его расход изменяется регулятором подачи теплоносителя в соответствии с управляющим сигналом от регулирующего прибора. Поддержание температурного графика в подающем трубопроводе, а также контроль температур теплоносителя и воздуха осуществляется регулирующим прибором с помощью датчиков температуры теплоносителя и воздуха. Насос, установленный на перемычке между подающем и обратным трубопроводами, обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе отопления объекта. Подмес теплоносителя из обратного трубопровода осуществляется водоструйным элеватором, приемная камера которого подключена к перемычке.
Недостаток известной системы теплоснабжения состоит в недостаточной надежности работы. Объясняется это тем, что при выходе из строя регулятора подачи теплоносителя или смесительного насоса, или пропадании электропитания система выходит из строя, так как в любом из этих случаев на элеваторе резко уменьшается перепад давления и он теряет работоспособность. Для восстановления работоспособности системы отопления необходим демонтаж неработоспособных элементов с прекращением подачи теплоносителя в систему отопления объекта, что крайне нежелательно в отопительный сезон.
Решаемая задача - обеспечить восприимчивость существующей системы
отопления индивидуального теплового пункта к новым разработкам с минимальными переделками.
ШУ##Г
з
Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе теплоснабжения, содержащей подающий и обратный трубопроводы, последовательно установленные на подающем трубопроводе регулятор подачи теплоносителя, водоструйный элеватор, насос, отопительные приборы и перемычку, соединяющую приемную камеру элеватора с обратным трубопроводом, параллельно регулирующему клапану и/или насосу включена обводная линия с запорным элементом.
Согласно предложению авторов существующая в России система отопления индивидуального теплового пункта становится без радикальных переделок восприимчивой к новым модернизациям и работоспособность ее при этом нисколько не уменьшается, а качественно улучшается. Во- первых, без демонтажа элеваторного узла смешения в трубопроводную систему врезаются регулятор подачи теплоносителя и насос. При этом, при нормальном давлении во внешней сети (7-ь8кгс/см2) и полностью открытом регулирующем клапане элеватор работает как насос смешения, насос работает в облегченном режиме, горячая вода эффективно прогоняется через отопительные приборы. Когда при потеплении перепад давления на регулирующем клапане увеличивается, работа элеватора все больше приближается к работе обычного тройника и оборот воды в системе отопления все больше обеспечивается насосом. Во- вторых, при выходе из строя регулятора подачи теплоносителя и/или насоса или пропадании электропитания открываются вручную или автоматически отсечные клапаны на обводных линиях и система продолжает работать по прежней схеме с элеватором в качестве подмешивающего насоса. В- третьих, внедрение в систему теплоснабжения регулятора подачи теплоносителя, управляемого по температурному графику с учетом температуры
наружного воздуха и с возможностью изменения температуры в помещении в ночное время и нерабочие дни, в частности в административных зданиях, позволяет иметь экономию тепла и в то же время создавать комфортные условия как в зимний период, так и в весенний, когда температура теплоносителя чаще всего бывает завышена по
отношению к тепловым потребностям здания.
На прилагаемом чертеже на фиг. 1 представлен вариант исполнения предлагаемого технического решения, на фиг. 2 - температурный график для пояснения работы системы.
Система теплоснабжения содержит подающий трубопровод 1, обратный трубопровод 2, последовательно установленные на подающем трубопроводе 1 регулятор 3 подачи теплоносителя, водоструйный элеватор 4, насос 5, отопительные приборы 6, обводную линию 7 с запорным элементом 8, включенную параллельно регулятору 3 подачи теплоносителя, и обводную линию 9 с запорным элементом 10, включенную параллельно насосу 5. Обратный трубопровод 2 соединен перемычкой 11 со входом 12 приемной камеры элеватора 4 для обеспечения подмеса теплоносителя из обратного трубопровода 2. Регулирующий прибор 13 электрически соединен с регулятором 3 и с датчиками 14, 15, 16 и 17 соответственно температур наружного воздуха, в помещении, теплоносителя в подающем трубопроводе 1 и теплоносителя в обратном трубопроводе 2. Запорные элементы 8 и 10 могут использоваться как управляемые вручную, так и автоматически. На фиг.2 введены следующие обозначения: Тв - температура в помещении; Т1 - температура теплоносителя в подающем трубопроводе; Тн температура наружного воздуха.
Работает система следующим образом.
Регулирующий прибор 13 получает сигналы от датчиков температур 14,15,16 и 17 и выдает управляющее воздействие на регулятор 3. Управляющее воздействие нарггулягор 3 оказывается таким образом, чтобы поддержать требуемую зависимость температуры
теплоносителя, поступающего в отопительные приборы 6, от температуры наружного (уличного) воздуха. На фиг.2 эта зависимость (температурный график) показана сплошной линией. При этом в зависимости от параметров теплоносителя во внешней тепловой сети регулятор 3 может иметь любую степень открытия. При полностью
MOOMW
5 открытом регуляторе 3 падение давления теплоносителя на нем мало и элеватор 4
работает в обычном для него режиме смешения. Если степень открытия регулятора 3 мала, падение давления теплоносители на нем велико, элеватор 4 выходит из режима водоструйного насоса и теряет способность подмешивать теплоноситель из обратного трубопровода. При этом циркуляцию теплоносителя через отопительные приборы 6 обеспечивает насос 5. Регулирующий прибор 13, оказывая управляющее воздействие на регулятор 3 подачи теплоносителя, поддерживает заданную температуру в помещении при помощи датчика 15,. Это происходит путем параллельного смещения температурного графика. На фиг.2 температура в помещении , т.е. при задании большей температуры в помещении линия температурного графика смещается вверх. В нормальном режиме работы системы теплоснабжения запорные элементы 8 и 10 находятся в закрытом состоянии. Открытие запорных элементов 8 и 10 происходит при выходе из строя регулятора 3, регулирующего прибора 13, насоса 5 с приводом, датчиков 14, 15, 16, 17 температуры или пропадании электропитания. При этом количество тепла, подаваемое в отопительные приборы 6, определяется работой водоструйного элеватора 4.
Таким образом, предложенное выполнение системы отопления индивидуального теплового пункта позволяет повысить надежность и управляемость системы отопления ИТП при наличии загрязнений в теплоносителе, отключении электропитания и выходе из строя рабочих элементов как самой системы отопления, так и системы управления рабочими элементами.
б