Способ работы закрытой системы теплоснабжения
METHOD FOR OPERATION OF A CLOSED HEAT SUPPLY SYSTEM

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения потребителей.
Известен способ работы закрытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающем трубопроводу теплосети направляют через тепловой пункт в трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения. Воду, идущую на горячее водоснабжение, последовательно нагревают сетевой водой из обратного трубопровода теплосети в поверхностном подогревателе нижней ступени, а затем в подогревателе верхней ступени. После поверхностного подогревателя нижней ступени воду нагревают до требуемой температуры в конденсаторе теплонасосной установки, который используют в качестве подогревателя верхней ступени, а в качестве низкопотенциального источника теплоты используют сетевую воду из обратного трубопровода теплосети после поверхностного подогревателя нижней ступени. (Патент РФ №2468301 С1).
Недостатком этого способа является усложнение конструкции и увеличение стоимости теплового пункта за счет применения на нем теплонасосной установки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ работы закрытой системы теплоснабжения с подачей потребителям сетевой воды для покрытия тепловых нагрузок отопления и горячего водоснабжения. По этому способу нагрев холодной воды для горячего водоснабжения потребителей производят в двухступенчатом подогревателе горячего водоснабжения квартирного теплового пункта, первую ступень этого подогревателя подключают по греющей среде к обратному трубопроводу поквартирной системы теплоснабжения, а его вторую ступень подключают по греющей среде к подающему трубопроводу поквартирной системы теплоснабжения. Расход греющей среды, пропускаемой через подогреватель горячего водоснабжения регулируют регулирующим клапаном по импульсу давления в трубопроводе холодной воды (Патент РФ 2561911 С1). Положительной стороной этого способа является подогрев холодной воды в первой ступени подогревателя горячего водоснабжения за счет тепла, отбираемого из обратного трубопровода квартирной системы теплоснабжения.
Недостатком этого способа горячего водоснабжения является его невысокая тепловая экономичность.
Техническим результатом, который может быть достигнут при применении предполагаемого изобретения, является повышение экономичности закрытой системы теплоснабжения в квартирном тепловом пункте, увеличение выработки электроэнергии на тепловом потреблении и экономичности ТЭЦ.
Для достижения этого технического результата в изобретении предложен способ работы закрытой системы теплоснабжения, по которому потребителям подают из теплоэлектроцентрали сетевую воду для покрытия тепловых нагрузок отопления и горячего водоснабжения, воду для горячего водоснабжения готовят в поквартирном тепловом пункте путем нагрева сетевой водой в подогревателе горячего водоснабжения холодной водопроводной воды, полученную горячую воду направляют в водоразборные краны горячего водоснабжения, сетевую воду охлажденную в подогревателях горячего водоснабжения и системы отопления подают на теплоэлектроцентраль, причем подогреватель горячего водоснабжения состоит из трех ступеней, в поверхность теплообмена первой ступени подают из прямого трубопровода поквартирной системы теплоснабжения горячую сетевую воду, ее тепло используют для нагрева в этом подогревателе холодной водопроводной воды, полученную горячую воду направляют в водоразборный краны горячего водоснабжения; в отопительный период работы системы теплоснабжения сетевую воду вышедшую из первой ступени подогревателя горячего водоснабжения смешивают с обратной сетевой водой, охлажденной в подогревателях отопительной системы, регулируя ее расход, смесь потоков сетевой воды охлаждают во второй и третьей ступенях этого подогревателя; поток исходной холодной водопроводной воды нагревают на 10-150С в третьей ступени, его меньшую часть направляют в водоразборные краны горячего водоснабжения, большую часть нагревают во второй и первой ступенях этого подогревателя, горячую водопроводную воду подают в водоразборные краны горячего водоснабжения; сетевую воду, охлажденную в подогревателе горячего водоснабжения и в подогревателях системы отопления направляют на теплоэлектроцентраль; в неотопительной период, отключают подогреватели системы отопления, в подогревателе горячего водоснабжения нагревают холодную водопроводную воду, полученную горячую воду направляют в водоразборные краны горячего водоснабжения, холодную воду нагретую в третьей ступени этого подогревателя подают в водоразборные краны горячего водоснабжения, сетевую воду охлажденную в подогревателе горячего водоснабжения направляют на теплоэлектроцентраль.
Подогреватель горячего водоснабжения поквартирного теплового пункта выполняют состоящим из трех ступеней. Горячую сетевую воду из прямого трубопровода поквартирной системы теплоснабжения подают в поверхность теплообмена первой ступени трехступенчатого подогревателя горячего водоснабжения. В отопительный период работы закрытой системы теплоснабжения, сетевую воду, вышедшую из первой ступени подогревателя, смешивают с обратной сетевой водой, подаваемой из обратного трубопровода поквартирной системы теплоснабжения и охлажденной в подогревателях отопительной системы. Смесь этих потоков пропускают через поверхности теплообмена второй и третьей ступеней подогревателя горячего водоснабжения. В третьей ступени этого подогревателя холодную водопроводную воду подогревают на 10-15°С, ее часть по трубопроводу подогретой водопроводной воды подают к водоразборному крану горячего водоснабжения, а ее остальной по трубопроводу горячей воды подводят к водоразборному крану горячего водоснабжения. Сетевую воду, охлажденную в подогревателе горячего водоснабжения и в подогревателях системы отопления, направляют на теплоэлектроцентраль.
В неотопительной период ее работы, при отключенных подогревателях системы отопления, горячую сетевую воду из прямого трубопровода поквартирной системы теплоснабжения подают в подогреватель горячего водоснабжения, где ее охлаждают в его первой, второй и третьей ступенях, нагревая холодную водопроводную воду. Горячую водопроводную воду из этого подогревателя подают в водоразборный кран горячего водоснабжения. В его третьей ступени холодную водопроводную воду подогревают на 10-15°С, ее часть подают по трубопроводу подогретой водопроводной воды к водоразборному крану горячего водоснабжения. Сетевую воду, охлажденную в подогревателе горячего водоснабжения, направляют на теплоэлектроцентраль.
Предлагаемый способ работы закрытой системы теплоснабжения может быть реализован в квартирной системе теплоснабжения, изображенной на Фиг. 1. Она содержит теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) 1, трубопровод прямой линии теплосети 2, трубопровод обратной линии теплосети 3, прямой трубопровод 4 внутридомовой системы теплоснабжения, регулирующий вентиль 5, обратный трубопровод 6 внутридомовой системы теплоснабжения, трубопровод подачи горячей воды 7, подогреватель горячего водоснабжения 11 состоящий из третьей 8. второй 9 и первой 10 ступеней, трубопровод горячей водопроводной воды 12, водоразборные краны горячего водоснабжения 13, трубопровод подогретой водопроводной воды 14, задвижку 15, трубопровод обратной воды 16, квартирный тепловой пункт горячего водоснабжения 17, подогреватели системы отопления 18, запорные задвижки 19, трубопровод холодной водопроводной воды 20, регулирующий вентиль отвода воды 21 из теплообменников ГВС 17, регулирующий вентиль 22 ввода обратной воды в трубопровод ГВС 17.
В отопительный период работы закрытой системы теплоснабжения сетевую воду от ТЭЦ 1 подают по трубопроводу прямой линии теплосети 2 в прямой 4 трубопровод внутридомовой системы теплоснабжения и через открытые запорные задвижки 19 в подогреватели системы отопления 18. Меньшую часть сетевой воды из прямого трубопровода 4 направляют по трубопроводу подачи горячей воды 7 в трехступенчатый подогреватель горячего водоснабжения 11, охлаждают в поверхностях теплообмена его ступеней 10, 9 и 8, нагревая в них холодную водопроводную воду. В частично охлажденную в первой ступени 10 этого подогревателя подают через регулирующий вентиль 22 сетевую воду из обратного трубопровода 6 по трубопроводу обратной воды 16, охлажденную в подогревателях системы отопления 18. Задвижка 15 открыта. Холодную воду направляют по трубопроводу холодной водопроводной воды 20 в подогреватель горячего водоснабжения 11, нагревают в ступенях 8, 9 и 10 и по трубопроводу горячей водопроводной воды 12 ее подают к водоразборным кранам горячего водоснабжения 13. Часть этой воды нагревают на 10-15°С в ступени 8 подогревателя горячего водоснабжения 11, используя теплоту сетевой воды и ее направляют к водоразборным кранам горячего водоснабжения 13. Сетевую воду, охлажденную в подогревателе горячего водоснабжения Пи в подогревателях системы отопления 18, направляют на ТЭЦ 1 через обратный трубопровод 6 внутридомовой системы теплоснабжения и трубопровод обратной линии теплосети 3. Холодную воду по трубопроводу холодной водопроводной воды 20 направляют в подогреватель горячего водоснабжения 11, нагревают в ступенях 8, 9 и 10 и по трубопроводу горячей водопроводной воды 12 подают к водоразборным кранам горячего водоснабжения 13. При работе закрытой системы в неотопительный период года с тепловой нагрузкой горячего водоснабжения, закрывают запорные задвижки 19 и отключают подогреватели системы отопления 18. Закрывают задвижку 15 и прекращают подачу обратной сетевой воды в подогреватель горячего водоснабжения 11. Сетевую воду из прямого трубопровода 4 подают по трубопроводу подачи горячей воды 7 в трехступенчатый подогреватель горячего водоснабжения 11, нагретую в его ступенях водопроводную воду подводят по трубопроводу горячей водопроводной воды 12 к водоразборным кранам горячего водоснабжения 13. Часть водопроводной воды подогретой в ступени 8 теплом сетевой воды на 10-15°С, направляют к водоразборным кранам хоря чего водоснабжения 13. Запорная задвижку 15 закрывают и прекращают подвод обратной сетевой воды по трубопроводу обратной воды 16.
Новая совокупность признаков способа работы закрытой системы теплоснабжения позволяет повысить экономичность системы теплоснабжения за счет того, что в водоразборные краны подается как горячая вода с заданной температурой, так и подогретая до 10-15°С холодная водопроводная вода, что позволяет при обычном уровне температуры воды в 35-40°С, разбираемой потребителями из водоразборных кранов, уменьшить расход горячей сетевой воды из прямого трубопровода поквартирной системы теплоснабжения и увеличить расход холодной водопроводной воды подводимой в подогреватель горячего водоснабжения. В отопительных режимах смешивание сетевой воды охлажденной в первой ступени подогревателя горячего водоснабжения с обратной сетевой водой которая охлаждена в подогревателях отопительной системы, позволяет снизить расход горячей сетевой воды. Эти технические решения позволяют уменьшить затраты потребителей на горячее водоснабжение. В отопительных режимах использование в подогревателях ГВС тепла обратной сетевой воды для подогрева холодной воды позволяет снизить температуру обратной сетевой воды, поступающей на ТЭЦ, повысить удельную выработку электроэнергии на тепловом потреблении и экономичность ТЭЦ.