RU2023959C1

RU2023959C1 - Heat point of heat supply system

Info

Publication number: RU2023959C1
Authority: RU
Inventors: Г.С. Рузавин; В.С. Рузавин; А.С. Рузавин
Original assignee: Рузавин Георгий Степанович
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: heat supply systems. SUBSTANCE: one bypass piping has control valve and gate valve; it is connected to inlet piping of service and potable water line and to heated line at inlet of second-stage heat exchanger. Second bypass piping has gate valve and check valve; it is connected to outlet of accumulating tank and to hot-water line. Evaporator and condenser of second heat pump are mounted, respectively, on cold- and hot-water pipings between second-stage heat exchanger and point of connection of second bypass piping. Water mixer is connected to return heat line and to outlet of first-stage heat exchanger at inlets and to inlet of second-stage heat exchanger, at outlet. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к тепловой и коммунальной энергетике, в частности к системам снабжения потребителей жилых, общественных и промышленных зданий горячей и холодной водой, газом, тепловой и электрической энергией и может быть использовано при централизованном теплоснабжении при независимом и зависимом способе присоединения нагрузки горячего водоснабжения. The invention relates to thermal and municipal energy, in particular to systems for supplying consumers of residential, public and industrial buildings with hot and cold water, gas, thermal and electric energy and can be used for district heating with an independent and dependent method of connecting a load of hot water.

Известен тепловой пункт для системы теплоснабжения, содержащий подающий и обратный теплопроводы, теплообменники горячего водоснабжения первой и второй ступеней с греющими и нагреваемыми линиями, подключенные греющими линиями к обратному и подающему теплопроводам, трубопроводы горячей, циркуляционной и холодной воды, первые из которых присоединены к нагреваемой линии теплообменника второй ступени, тепловые насосы, регулирующие и обратные клапаны, задвижки, бак-аккумулятор, при этом теплообменник первой ступени подключен к трубопроводу ввода хозяйственно-питьевого водопровода и к трубопроводу холодной воды, бак-аккумулятор соединен с трубопроводами ввода хозяйственно-питьевого водопровода, холодной воды и с нагреваемой линией после теплообменника первой ступени, причем испаритель первого теплового насоса расположен на греющей линии после теплообменника первой ступени [1]. A heat station for a heat supply system is known, comprising supply and return heat pipes, hot water supply heat exchangers of the first and second stages with heating and heated lines, connected by heating lines to the return and supply heat pipes, pipelines of hot, circulation and cold water, the first of which are connected to the heated line second stage heat exchanger, heat pumps, control and check valves, valves, storage tank, while the first stage heat exchanger is connected to the pipeline to enter the drinking water supply pipe and to the cold water pipe, the storage tank is connected to the drinking water supply pipe, cold water pipes and a heated line after the first stage heat exchanger, the first heat pump evaporator being located on the heating line after the first stage heat exchanger [1 ].

Недостатком технического решения при одноступенчатом приготовлении горячей воды являются завышенные расходы ресурсов, энергетических и эксплуатационных затрат, вызываемые сезонным колебанием температуры холодной воды теплопотерями на "перетопы" зданий при срезке графика температур. The disadvantage of a technical solution for single-stage preparation of hot water is the overestimated cost of resources, energy and operating costs caused by seasonal fluctuations in the temperature of cold water due to heat losses on the “overflows” of buildings when cutting the temperature graph.

Целью изобретения является повышение эффективности путем снижения емкости бака-аккумулятора, снижения расхода ресурсов, энергетических и эксплуатационных затрат. The aim of the invention is to increase efficiency by reducing the capacity of the storage tank, reducing resource consumption, energy and operating costs.

Это достигается тем, что тепловой пункт для системы теплоснабжения, дополнительно содержит смеситель воды, два обводных трубопровода, один из которых содержит регулирующий клапан и задвижку и присоединен к трубопроводу ввода хозяйственно-питьевого водопровода и к нагреваемой линии на входе в теплообменник второй ступени, а другой (с задвижкой и обратным клапаном) - к выходу бака-аккумулятора и к трубопроводу горячей воды, причем конденсатор первого теплового насоса установлен на линии нагреваемой воды после теплообменника первой ступени, испаритель и конденсатор второго теплового насоса, размещенные соответственно на трубопроводах холодной и горячей воды, конденсатор второго теплового насоса установлен на трубопроводе горячей воды между теплообменником второй ступени и местом присоединения обводного трубопровода к трубопроводу горячей воды, на трубопроводе нагреваемой линии после теплообменника первой ступени установлен смеситель воды, вход которого соединен с обратным теплопроводом, а выход - с входом в теплообменника второй ступени. This is achieved by the fact that the heat point for the heat supply system further comprises a water mixer, two bypass pipelines, one of which contains a control valve and a gate valve and is connected to the drinking water supply piping and to the heated line at the inlet to the second-stage heat exchanger, and the other (with gate valve and non-return valve) - to the outlet of the storage tank and to the hot water pipe, and the condenser of the first heat pump is installed on the heated water line after the heat exchanger of the first stupa and, the evaporator and condenser of the second heat pump, respectively located on the pipelines of cold and hot water, the condenser of the second heat pump is installed on the hot water pipeline between the heat exchanger of the second stage and the connection point of the bypass pipe to the hot water pipeline, installed on the pipeline of the heated line after the heat exchanger of the first stage a water mixer, the inlet of which is connected to the return heat conduit, and the outlet is connected to the inlet of the second-stage heat exchanger.

Сущность изобретения в следующем. Холодная вода, нагретая теплотой обратного теплопровода, разбирается потребителями, что приводит к снижению расходов горячей воды, теплоносителя, топлива на источниках теплоснабжения, газа из газопроводов, электроэнергии из электросетей, к снижению расхода металла и других ресурсов в инженерных системах, к исключению конденсата на поверхности трубопроводов холодной воды и их поверхностной коррозии, к увеличению выработки электроэнергии на ТЭЦ, к снижению загрязнения окружающей среды, а зарядка бака-аккумулятора после конденсатора второго теплового насоса приводит к снижению емкости бака-аккумулятора. The invention is as follows. Cold water heated by the heat of the return heat pipe is disassembled by consumers, which leads to a decrease in the consumption of hot water, coolant, fuel from heat sources, gas from gas pipelines, electricity from electric networks, to a decrease in the consumption of metal and other resources in engineering systems, to the elimination of condensate on the surface cold water pipelines and their surface corrosion, to increase the generation of electricity at thermal power plants, to reduce environmental pollution, and charging the storage tank after the capacitor W cerned heat pump results in a reduction of the storage capacity of the tank.

На фиг.1 приведена схема теплового пункта; на фиг.2 - то же, вариант. Figure 1 shows a diagram of a heat point; figure 2 is the same option.

Тепловой пункт содержит подающий 1 и обратный теплопроводы, теплообменники соответственно первой 3 и, второй 4 ступени, трубопроводы горячей 5, циркуляционной 6 и холодной 7 воды, тепловые насосы 8 с испарителем 9 и конденсатором 10 и 11 с испарителем 12 и конденсатором 13, регулирующий клапан 14 с датчиком 15 температуры, обратные клапаны 16-19, трубопровод 20 нагреваемой линии после теплообменника первой ступени, задвижки 21-24, бак-аккумулятор 25, трубопровод 26 ввода хозяйственно-питьевого водопровода, обводные трубопроводы 27 и 28, насос 29, смеситель 30, трубопровод 31, соединяющий вход в смеситель, и обратный теплопровод. The heat point contains 1 supply and return heat pipes, heat exchangers of the first 3 and 4 stages, hot 5, circulation 6 and cold 7 water pipelines, heat pumps 8 with an evaporator 9 and a condenser 10 and 11 with an evaporator 12 and a condenser 13, a control valve 14 with temperature sensor 15, non-return valves 16-19, heating line pipe 20 after the first stage heat exchanger, valves 21-24, storage tank 25, drinking water supply pipe 26, bypass lines 27 and 28, pump 29, mixer 30 , tr boprovod 31 connecting the input to the mixer, and the inverse heat conduction.

Схема теплового пункта (фиг.2) при регулировании температуры холодной воды автоматическим терморегулятором содержит обводной 32 трубопровод с обратным клапаном 33 у бака-аккумулятора и регулирующий клапан 34 с датчиком 35 температуры на трубопроводе 7 холодной воды. The scheme of the heat point (Fig. 2) when regulating the temperature of cold water by an automatic temperature controller contains a bypass 32 pipe with a check valve 33 at the storage tank and a control valve 34 with a temperature sensor 35 on the cold water pipe 7.

Тепловой пункт работает при включенных тепловых насосах 8 и 11. При этом задвижка 23 в отопительном сезоне закрыта, а задвижки 21 и 22 открыты только на диапазоне "срезки" температурного графика. При суммарном водоразборе горячей и холодной воды не выше среднечасового холодная вода из трубопровода 26 ввода хозяйственно-питьевого водопровода с температурой tx поступает в теплообменник 3, нагревается в нем теплотой обратного 2 теплопровода, проходит конденсатор 10 теплового насоса 8, где догревается до температуры t_x ¹.The heat point operates when the heat pumps 8 and 11 are turned on. At the same time, the valve 23 in the heating season is closed, and the valves 21 and 22 are open only in the "cut" range of the temperature graph. When the total hot and cold water drawdown is not higher than the hourly average, cold water from the household water supply pipe 26 with a temperature tx enters the heat exchanger 3, is heated in it by the heat of the return 2 of the heat pipe, passes the condenser 10 of the heat pump 8, where it is heated to a temperature of t _x ¹ .

Из конденсатора 10 вода поступает в смеситель 30, а также - в испаритель 12 теплового насоса 11, установленный на трубопроводе 7 холодной воды. Из испарителя 12 холодная вода с температурой t_x ¹¹ > t_p по трубопроводу 7 поступает к потребителям t_p - температура "точки росы" на поверхности трубопровода 7). При минимальных водоразборах из конденсатора 10 холодная вода поступает также на зарядку бака-аккумулятора 25. В смесителе 30 вода, поступающая из конденсатора 10, смешивается с водой из обратного теплопровода 2, поступающей по трубопроводу 31, и по трубопроводу 20 поступает на подогрев в теплообменник 4 второй ступени, из которого поступает в конденсатор 13 теплового насоса 11, догревается в нем до расчетной температуры t_г и по трубопроводу 5 идет на водоразбор, а по перемычке 28 - на зарядку бака-аккумулятора 25 при "срезке" температурного графика.Water flows from the condenser 10 to the mixer 30, as well as to the evaporator 12 of the heat pump 11, mounted on the cold water pipeline 7. From the evaporator 12, cold water with a temperature t _x ¹¹ > t _p passes through the pipeline 7 to consumers t _p - the temperature of the "dew point" on the surface of the pipeline 7). With minimal drawdowns from the condenser 10, cold water also flows to charge the storage tank 25. In the mixer 30, the water coming from the condenser 10 is mixed with water from the return heat pipe 2 coming in through the pipe 31, and through the pipe 20 is fed to the heat exchanger 4 the second stage, from which it enters the condenser 13 of the heat pump 11, is heated in it to the calculated temperature t _g and goes through the pipeline 5 to the water intake, and through the jumper 28 to charge the storage tank 25 when the temperature graph is “cut off”.

Работа тепловых насосов 8 и 11 дает возможность снижать поверхность нагрева теплообменников и емкость бака-аккумулятора. Поддержание температуры воды в трубопроводе постоянной на уровне t^II _x позволяет исключать сезонные колебания температуры потребляемой холодной воды и конденсат на поверхности трубопроводов 7 (что исключает необходимость их тепловой изоляции), на 25-35% снизить расходы горячей воды, теплоты и теплоносителя из подающего теплопровода, снизить расходы газа из газопроводов и электроэнергии из электросетей (что приводит к увеличению пропускной способности инженерных сетей), расход металла и других ресурсов, а также эксплуатационные затраты по системам энергоснабжения.The operation of heat pumps 8 and 11 makes it possible to reduce the heating surface of heat exchangers and the capacity of the storage tank. Keeping the water temperature in the pipeline constant at t ^II _x allows you to exclude seasonal fluctuations in the temperature of the consumed cold water and condensate on the surface of the pipelines 7 (which eliminates the need for thermal insulation), to reduce the consumption of hot water, heat and coolant from the supply heat pipe by 25-35% reduce gas costs from gas pipelines and electricity from electric networks (which leads to an increase in the throughput of engineering networks), the consumption of metal and other resources, as well as operating costs for power supply systems.

На диапазоне "срезки" температурного графика открываются задвижки 21 и 22 на обводных трубопроводах 27 и 28, которые служат для перепуска нагреваемой воды с целью регулирования температуры теплоносителя на выходе из теплообменника 4 по графику качественного регулирования и благодаря этому исключения потерь теплоты на "перетопы". При этом регулирующий клапан 14 по импульсу от датчика 15 температуры регулирует расход воды из трубопровода 26 на вход в теплообменник 4. Степень открытия клапана 14 увеличивается по мере повышения температуры наружного воздуха. На этом диапазоне зарядка аккумулятора 25 осуществляется по двум кольцам: насос 29 - теплообменник 3 - конденсатор 10 теплового насоса 8 - бак-аккумулятор 25 и насос 29 - обводной трубопровод 27 - теплообменник 4 - обводной трубопровод 28 - бак-аккумулятор 25. Чем выше температура наружного воздуха, тем выше расход воды по второму кольцу. On the “cut-off” range of the temperature graph, the valves 21 and 22 open on the bypass pipelines 27 and 28, which serve to bypass the heated water in order to regulate the temperature of the coolant at the outlet of the heat exchanger 4 according to the quality control schedule and thereby eliminate heat loss to “overflows”. In this case, the control valve 14, in response to a pulse from the temperature sensor 15, controls the flow of water from the pipeline 26 to the entrance to the heat exchanger 4. The degree of opening of the valve 14 increases as the outdoor temperature rises. In this range, the battery 25 is charged in two rings: pump 29 - heat exchanger 3 - condenser 10 of the heat pump 8 - tank battery 25 and pump 29 - bypass pipe 27 - heat exchanger 4 - bypass pipe 28 - tank battery 25. The higher the temperature outside air, the higher the flow rate of water in the second ring.

Охлажденный в тепловом пункте теплоноситель поступает на ТЭЦ по обратному теплопроводу 2, где нагревается в сетевых подогревателях теплофикационных отборов пара, в пиковом подогревателе (или в пиковой котельной) и по подающему теплопроводу 1 подается к тепловым пунктам района энергоснабжения. При этом дополнительно утилизируется сбросная теплота охлаждения конденсаторов паровой турбины, что приводит к экономии топлива, увеличению выработки электроэнергии на ТЭЦ, к снижению затрат в установки приготовления тепловой энергии и охлаждению конденсаторов турбин, а также к снижению загрязнения окружающей среды отходами сгорания топлива. The coolant cooled at the heat supply point enters the CHP through the return heat pipe 2, where it is heated in the network heaters of the heat recovery steam extraction, in the peak heater (or in the peak boiler room) and through the heat supply pipe 1 is supplied to the heat points of the energy supply area. At the same time, the waste heat of cooling the steam turbine condensers is additionally utilized, which leads to fuel economy, an increase in the generation of electricity at CHP plants, to lower costs in the installation of heat energy preparation and cooling of turbine condensers, and also to reduction of environmental pollution by fuel combustion waste.

При регулировании температуры холодной воды в трубопроводе 7 автоматическим регулирующим клапаном тепловой пункт работает аналогично рассмотренной основной схеме. Однако при этом (см. фиг.2) холодная вода из трубопровода 26 ввода поступает в трубопровод 7 по обводному трубопроводу 32 с обратным клапаном 33, а количество воды, идущей из конденсатора 10 в трубопровод 7, регулируется регулирующим клапаном 34 по датчику 35 температуры холодной воды. When regulating the temperature of cold water in the pipeline 7 by an automatic control valve, the heat point operates similarly to the considered basic scheme. However, in this case (see FIG. 2), cold water from the input pipe 26 enters the pipe 7 through the bypass pipe 32 with a check valve 33, and the amount of water flowing from the condenser 10 to the pipe 7 is regulated by a control valve 34 via the cold temperature sensor 35 water.

Claims

1. HEATING ITEM OF THE HEAT SUPPLY SYSTEM, including the supply and return heat pipes of the heating network, heat exchangers for hot water supply of the first and second stages with heating and heated lines, connected by heating lines to the return and supply heat pipes, hot, circulation and cold water pipelines, the first of which are connected to the heated line of the second-stage heat exchanger, heat pumps with evaporators and condensers, check and control valves, gate valves, storage tank, while the exchanger of the first stage is installed on the inlet line of the drinking water supply pipe, the storage tank is connected to the inlet pipe of the drinking water supply of cold water and with a heating line after the heat exchanger of the first stage, the evaporator of the first heat pump being located on the heating line after the heat exchanger of the first stage, and it condenser - on the line of heated water after the heat exchanger of the first stage, characterized in that it further comprises a water mixer and two bypass pipelines, one of which which includes a control valve and a valve and is connected to the inlet pipe of the drinking water supply and to the heated line at the inlet to the heat exchanger of the second stage, and the other includes a valve and a check valve and is connected to the outlet of the storage tank and to the hot water pipe, while the evaporator and the condenser of the second heat pump is respectively located on the pipelines of cold and hot water between the heat exchanger of the second stage and the connection point of the second bypass pipe, the water mixer is connected to strokes with return heat conduit and the exit of the heat exchanger of the first stage, and the exit - with the entrance to the heat exchanger of the second stage.

2. The heat point according to claim 1, characterized in that it further comprises a bypass pipe with a check valve connected to the inlet of the drinking water supply and a cold water pipe, the latter having a control valve and a temperature sensor, respectively, before and after the connection point of the bypass pipe .