Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к централизованному теплоснабжению с помощью однотрубной системы подачи теплоты и сетевой воды. Идея однотрубного теплоснабжения от паротурбинных ТЭЦ была предложена автором [1] с целью дальнего теплоснабжения городов. Она была развита применительно к теплоснабжению от теплонасосного теплоисточника [2], который служит прототипом изобретения.The invention relates to a power system, and in particular to district heating using a single-pipe heat supply system and network water. The idea of single-tube heat supply from steam turbine thermal power plants was proposed by the author [1] with the aim of distant heat supply to cities. It was developed in relation to heat supply from a heat pump heat source [2], which serves as a prototype of the invention.
В [2] дана принципиальная съема технического решения, которое может быть усовершенствовано - в части поступления и распределения потоков сетевой воды и теплоты и повышения надежности теплоснабжения за счет использования таких систем от теплоисточников разного типа. Что и является целью данного изобретения.In [2], a fundamental removal of a technical solution was given, which can be improved — in terms of the receipt and distribution of network water and heat flows and increasing the reliability of heat supply through the use of such systems from various types of heat sources. Which is the purpose of this invention.
Указанная цель достигается тем, что нагретая в теплоисточнике сетевая вода подается по однотрубной системе в обслуживаемый город, где поступает в высокотемпературный замкнутый контур (контур 1), из которого вода поступает частично на нужды промышленности и в центральные тепловые пункты (ЦТП), обеспечивающие теплотой и горячей водой городских потребителей, после охлаждения в ЦТП сетевая вода направляется в среднетемпературный контур (контур 2), из которого она поступает в теплонасосные установки (ТНУ), использующие эту воду в качестве низкопотенциального источника теплоты (НПИТ), а в качестве рабочего тела термодинамического цикла - низкокипящее вещество, например диоксид углерода, реализующего цикл Джоуля в сверхкритической области параметров; после охлаждения сетевой воды в испарителях ТНУ она направляется в низкотемпературный контур (контур 3), из которого сетевая вода отбирается на технические нужды города и на преобразование химочищенной сетевой воды в питьевую воду; при этом повышение надежности теплоснабжения обеспечивается поставкой теплоты в город от разнотипных теплоисточников.This goal is achieved by the fact that the network water heated in the heat source is supplied through a one-pipe system to the served city, where it enters a high-temperature closed circuit (circuit 1), from which water flows partially to the needs of industry and to central heating centers (central heating centers) providing heat and hot water of urban consumers, after cooling in the central heating center, the network water is sent to the medium temperature circuit (circuit 2), from which it enters the heat pump units (HPU) using this water as low potential heat source (NPIT), and as a working fluid of the thermodynamic cycle - low-boiling substance, such as carbon dioxide, which implements the Joule cycle in the supercritical region of parameters; after cooling the network water in the evaporators of the HPU, it is sent to the low-temperature circuit (circuit 3), from which the network water is taken for the technical needs of the city and for the conversion of chemically treated network water to drinking water; at the same time, increasing the reliability of heat supply is ensured by the supply of heat to the city from different types of heat sources.
На чертеже приведена схема системы тепло- и водоснабжения: 1 - источник водоснабжения; 2 - химводоочистка; 3 - теплоисточник (любого типа); 4 - пиковый котел; 5 - высокотемпературный контур теплоносителя (контур 1); 6 - городские ЦТП; 7 - отбор горячей воды на промышленные нужды; 8 - среднетемпературный контур (контур 2); 9 - теплонасосные источники городского теплоснабжения; 10 - низкопотенциальный контур (контур 3); 11 - система подготовки питьевой воды; 12 - вода для технических нужд.The drawing shows a diagram of a heat and water supply system: 1 - source of water supply; 2 - chemical water treatment; 3 - heat source (of any type); 4 - peak boiler; 5 - high temperature coolant circuit (circuit 1); 6 - city central heating centers; 7 - selection of hot water for industrial needs; 8 - medium temperature circuit (circuit 2); 9 - heat pump sources of urban heat supply; 10 - low-potential circuit (circuit 3); 11 - drinking water treatment system; 12 - water for technical needs.
Система работает следующим образом. Вода, поступающая из источника водоснабжения, после обработки в 2 и нагрева в теплоисточнике 3 поступает в контур 1 (поз.5) (при особо низких температурах отопительного режима предварительно догревается в пиковых котлах 4), из которого отбирается на промышленные нужды и в ЦТП 6, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение городских потребителей теплоты. Сетевая вода после частичного охлаждения в ЦТП направляется в контур 2 (поз.8). Сетевая вода в этом контуре имеет температуру на уровне 35-45°С, недостаточную для теплоснабжения. Поэтому она используется в качестве НПИТ в ТНУ 9, обеспечивающих, как и ЦТП, теплоснабжение городских потребителей. После охлаждения в испарителях ТНУ сетевая вода поступает в контур 3 (поз.10), из которого отбирается в систему подготовки питьевой воды 11 и на технические нужды города 12.The system operates as follows. The water coming from the water supply source, after treatment in 2 and heating in the heat source 3, enters circuit 1 (item 5) (at especially low temperatures of the heating mode it is preheated in peak boilers 4), from which it is taken out for industrial needs and in the central heating 6 providing heating and hot water supply to urban heat consumers. Network water after partial cooling in the central heating circuit is directed to circuit 2 (item 8). The network water in this circuit has a temperature of 35-45 ° C, insufficient for heat supply. Therefore, it is used as an NIT in TNU 9, which, like the central heating plants, provide heat to urban consumers. After cooling in the evaporators of the HPU, the network water enters the circuit 3 (pos. 10), from which it is taken into the drinking water treatment system 11 and for the technical needs of the city 12.
Создание трех независимых контуров сетевой воды позволит удешевить и оптимизировать систему городского тепло- и водоснабжения, более полно использовать температурный потенциал поступающей в город сетевой воды. Использование этой системы при теплоисточниках любого типа позволит унифицировать городские системы теплоснабжения, а одновременное использование теплоисточников разного типа позволит повысить надежность теплоснабжения.The creation of three independent network water circuits will make it possible to reduce the cost and optimize the system of urban heat and water supply and make better use of the temperature potential of the network water entering the city. The use of this system for heat sources of any type will make it possible to unify urban heat supply systems, while the simultaneous use of different types of heat sources will increase the reliability of heat supply.
Источники информацииInformation sources
1. В.Б.Пакшвер. Системы теплоснабжения городов от мощных электростанций по однотрубной схеме. Доклад на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1963.1. V.B. Pakshver. Heat supply systems of cities from powerful power plants according to a one-pipe scheme. Report for the degree of Doctor of Technical Sciences. M., 1963.
2. В.П.Проценко. Система однотрубного теплоснабжения. Патент РФ на изобретение №2320930 (приоритет изобретения 08 ноября 2006 г.).2. V.P. Protsenko. Single pipe heat supply system. RF patent for the invention No. 2320930 (priority of the invention November 8, 2006).