КОМПЛЕКС ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и предназначена для использования в системах централизованного теплоснабжения.
Известен комплекс теплоснабжения (Бененсон Е.И., Теплофикационные паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат, 1986, стр.85), включающий паровую турбину, регенеративные подогреватели, образующие систему регенерации турбины, подключенные к отборам, сетевые подогреватели, подключенные к отборам турбины и соединенные с системой регенерации турбины трубопроводами, в качестве пикового источника к трубопроводам сетевой воды после сетевых подогревателей подключен водогрейный котел.
Недостатками данного комплекса являются: повышение температуры обратной сетевой воды вследствие транспортного запаздывания теплоносителя, снижение доли выработки электроэнергии на базе теплового потребления при повышении температуры обратной сетевой воды.
Технически близким к заявляемой модели является комплекс теплоснабжения (см. патент №2269013, МПК F01K 17/02, опуб. 27.01.2006 г.), содержащий источник теплоснабжения, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, подогреватели сетевой воды, сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе, тепловой насос, установленный в качестве пикового источника теплоснабжения, при этом конденсатор теплового насоса установлен на подающем трубопроводе после сетевых подогревателей, а испаритель теплового насоса установлен после сетевого насоса на обратном трубопроводе сетевой воды перед сетевыми подогревателями.
К недостаткам данного комплекса теплоснабжения можно отнести: подогрев всего потока сетевой воды, вследствие чего увеличиваются затраты электроэнергии на привод теплового насоса, невозможно осуществить регулирование тепловой нагрузки различных потоков с учетом температурного запаздывания теплоносителя, разнородности нагрузки и различной удаленности потребителей.
Техническим результатом полезной модели является повышение экономичности комплекса теплоснабжения за счет подогрева только части теплоносителя, регулирования тепловой нагрузки, осуществляемой с учетом температурного запаздывания теплоносителя различных потоков, разнородности нагрузки и различной удаленности потребителей, а также за счет того, что источник теплоснабжения несет базовую нагрузку и снижается температура обратной сетевой воды, снижения перетопов и недотопов в зданиях.
Результат достигается тем, что комплекс теплоснабжения, содержащий источник теплоснабжения, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, тепловой насос, установленный в качестве пикового источника теплоснабжения, при этом конденсатор теплового насоса установлен на подающем трубопроводе, а испаритель теплового насоса установлен на обратном трубопроводе сетевой воды, отличается тем, что комплекс теплоснабжения имеет не менее двух подающих и двух обратных трубопроводов сетевой воды, а тепловой насос снабжен дополнительными конденсаторами, установленными на каждом подающем трубопроводе сетевой воды, и испарителями, установленными на каждом обратном трубопроводе сетевой воды, кроме того, комплекс снабжен регулирующими органами и блоками управления.
На фиг. изображен комплекс теплоснабжения, где: 1 - источник теплоснабжения, 2, 3 - конденсатор теплового насоса, 4, 5 - испаритель теплового насоса, 6 - тепловой насос, 7 - привод, 8 - первый потребитель, 9 - второй потребитель, 10, 11, 12, 13 - регуляторы расхода, 14 - подающий трубопровод сетевой воды, 15 - обратный трубопровод сетевой воды, 16, 17, 18 - блоки управления и сбора информации; 19, 20, 21, 22 - регулирующие органы; 23, 24, 25, 26 - температурные датчики; 27, 28 - расходомеры, а, б, в, г, - сигналы температурных датчиков; д, е - сигналы от расходомеров; ж, з, и, к - внутренние сигналы; л - выходной сигнал блока управления на источник теплоснабжения; м - входной сигнал в блок управления от источника теплоснабжения.
1
1
1
Комплекс теплоснабжения работает следующим образом: воду, подогретую в источнике теплоснабжения 1, направляют по трубопроводу 14, она разделяется на два потока, первый поток направляется потребителю 8, второй поток потребителю 9. Потоки, направленные потребителям 8, 9 имеют транспортное запаздывание t и t соответственно, тогда поток, направленный потребителю 8, нагревают на время t раньше времени, при котором необходимы соответствующие параметры у данного потребителя, и поток, направленный потребителю 9, нагревают на время t раньше времени, при котором необходимы соответствующие параметры у данного потребителя. При этом повышение температуры по направлению к каждому потребителю осуществляется индивидуально с учетом аккумулирующей способности тепловых сетей, снижения температуры теплоносителя из-за потерь тепла, аккумулирующей способности зданий. Снижение нагрева температуры теплоносителя осуществляется по направлению потребителя 8 на время t раньше необходимого и у потребителя 9 снижают температуру на время t раньше необходимого. Поток, направленный потребителю 8, нагревают в конденсаторе теплового насоса 2 хладагентом, которому передается тепло от испарителя теплового насоса 5 или 3 после сжатия в тепловом насосе 6, приводимом в движение приводом 7. Поток, направленный потребителю 9, нагревают в конденсаторе теплового насоса 4 хладагентом, которому передается тепло от испарителя теплового насоса 5 или 3 после сжатия в тепловом насосе 6, приводимом в движение приводом 7. После охлаждения у потребителей 8, 9, потоки воды по обратным трубопроводам направляются в испарители теплового насоса 3, 5, в которых нагревают хладагент, при этом снижая температуру обратной сетевой воды. Распределение хладагента по конденсаторам 2, 4 и испарителям 3, 5 осуществляется регуляторами расхода 12, 13, 10, 11 посредством блоков управления 16, 17, 18, отслеживающих температуру теплоносителя с помощью температурных датчиков 23, 24, 25, 26. Блоки управления 16, 17 связаны между собой через блок управления 18, причем блок управления 18 связан с источником теплоснабжения прямой и обратной связью, задает необходимые параметры на источнике теплоснабжения. Для повышения надежности предусмотрены трубопроводы с регулирующими органами 19, 20, 21, 22, позволяющие обходить испарители 3, 5 и конденсаторы 2, 4 теплового насоса 6.
Был произведен сравнительный анализ комплексов теплоснабжения: комплекса, включающего источник теплоснабжения, подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, подогреватели сетевой воды, сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе, испаритель теплового насоса, установленный после сетевого насоса на обратном трубопроводе сетевой воды перед сетевыми подогревателями, конденсатор теплового насоса, установленный после сетевых подогревателей, и комплекса, снабженного источником теплоснабжения и имеющего не менее двух подающих и двух обратных трубопроводов сетевой воды, в качестве пикового источника теплоты комплекс теплоснабжения снабжен тепловым насосом, при этом конденсаторы установлены на каждом подающем трубопроводе, а испарители на каждом обратном трубопроводе сетевой воды, комплекс снабжен регулирующими органами и блоками управления.
В результате анализа было выявлено, что применение заявляемого комплекса позволяет повысить экономичность комплекса теплоснабжения за счет снижения температуры обратной сетевой воды, учета транспортного запаздывания теплоносителя при распределении тепла между потребителями и аккумулирующей способности зданий, повышения надежности источника теплоснабжения, за счет поддержания большего времени постоянной температуры сетевой воды после подогрева на источнике теплоснабжения. При применении в качестве источника теплоснабжения электростанции, повышается доля выработки электрической энергии на базе теплового потребления и снижения давления в теплофикационном отборе, за счет более экономичного распределения тепловой энергии, большую часть времени температурный график электростанции занижен.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить экономичность комплекса теплоснабжения, надежность источника теплоснабжения, при наличии тепловой электрической станции в качестве источника теплоснабжения выработать дополнительное количество электроэнергии на базе теплового потребления, улучшить качество теплоснабжения, снизить недотопы и перетопы в зданиях.