RU2775612C1

RU2775612C1 - Method for operation of an open heat supply system

Info

Publication number: RU2775612C1
Application number: RU2021118819A
Authority: RU
Inventors: Павел Валерьевич Ротов; Рустам Абдул-Ахатьевич Гафуров; Марина Александровна Ротова; Андрей Александрович Сивухин
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2022-07-05

Abstract

FIELD: thermal power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of thermal power engineering. The method for operation of an open heat supply system is that the grid water is prepared at the CHP plant and through the supply pipeline of the heating network through the heat point is sent to the pipelines of heating and hot water supply systems for consumers, the temperature of the grid water in the supply pipeline of the heating network is regulated at the CHP plant depending on the outdoor temperature according to the schedule of central quality regulation without a lower break in the temperature schedule, the grid water returned from consumers is sent to the CHP plant through the return pipeline of the heating network. Heating of the grid water going to the hot water supply to the required temperature is carried out in a heat pump, the condenser of which is connected through the heated medium to the hot water supply system pipeline, and the evaporator is connected through the heating medium to the return pipeline of the heating network. The withdrawal of water for hot water supply is carried out only from the return pipeline of the heating network, the performance of the heat pump is regulated by changing the speed of rotation of the compressor shaft by a frequency converter depending on the temperature of hot water measured by a temperature sensor installed on the hot water pipeline.

EFFECT: expansion of the range of solutions for open heat supply systems.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в закрытых системах теплоснабжения. The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used in closed heat supply systems.

Известен аналог - способ работы открытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающему трубопроводу теплосети через тепловой пункт направляют в трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения потребителей, температуру сетевой воды в подающем трубопроводе теплосети регулируют на ТЭЦ в зависимости от температуры наружного воздуха по графику центрального качественного регулирования без нижнего излома температурного графика, вернувшуюся от потребителей сетевую воду по обратному трубопроводу теплосети направляют на ТЭЦ. Нагрев идущей на горячее водоснабжение сетевой воды до требуемой температуры осуществляют в тепловом насосе. Испаритель теплового насоса включают по греющей среде в обратный трубопровод теплосети, часть сетевой воды из обратного трубопровода теплосети направляют на горячее водоснабжение через охладитель конденсата (см. патент 2474765 (RU). МПК7 F24D 3/00. Способ работы открытой системы теплоснабжения / П.В. Ротов, М.Е. Орлов, В.И. Шарапов, П.Е. Чаукин, В.Е. Мордовии // Бюллетень изобретений. 2013. №4). Этот аналог принят в качестве прототипа.An analogue is known - a method of operating an open heat supply system, according to which network water is prepared at a CHP plant and is sent through the heating supply pipeline to the pipelines of heating systems and hot water supply to consumers, the temperature of the network water in the heating supply pipeline is regulated at the CHP plant depending on the outside temperature According to the schedule of central quality regulation without a lower break in the temperature schedule, the network water returned from consumers is sent to the CHPP through the return pipeline of the heating network. The heating of the network water going to the hot water supply to the required temperature is carried out in a heat pump. The evaporator of the heat pump is connected through the heating medium to the return pipeline of the heating network, part of the network water from the return pipeline of the heating network is sent to hot water supply through the condensate cooler (see patent 2474765 (RU). MPK7 F24D 3/00. Method of operation of an open heat supply system / P.V. Rotov, M.E. Orlov, V.I. Sharapov, P.E. Chaukin, V.E. Mordovia // Bulletin of inventions. 2013. No. 4). This analogue is taken as a prototype.

Недостатком аналога и прототипа является пониженная экономичность работы открытой системы теплоснабжения, обусловленная отсутствием регулирования производительности теплового насоса в зависимости от режима работы системы ГВС.The disadvantage of the analogue and the prototype is the reduced efficiency of the open heat supply system, due to the lack of regulation of the performance of the heat pump, depending on the mode of operation of the hot water system.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности работы открытой системы теплоснабжения путем снижения расхода электроэнергии на привод компрессора теплового насоса, снижения расхода сетевой воды из подающего трубопровода и увеличения продолжительности работы теплового насоса, увеличения удельной выработки электрической энергии на тепловом потреблении на ТЭЦ за счет дополнительного охлаждения сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети.The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency of the operation of an open heat supply system by reducing the consumption of electricity to drive the compressor of the heat pump, reducing the consumption of network water from the supply pipeline and increasing the duration of the heat pump, increasing the specific generation of electrical energy for heat consumption at the CHP due to additional cooling of network water in the return pipeline of the heating network.

Для достижения указанного технического результата предложен способ работы открытой системы теплоснабжения, по которому сетевую воду готовят на ТЭЦ и по подающему трубопроводу теплосети через тепловой пункт направляют в трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения потребителей, температуру сетевой воды в подающем трубопроводе теплосети регулируют на ТЭЦ в зависимости от температуры наружного воздуха по графику центрального качественного регулирования без нижнего излома температурного графика, вернувшуюся от потребителей сетевую воду по обратному трубопроводу теплосети направляют на ТЭЦ, нагрев идущей на горячее водоснабжение сетевой воды до требуемой температуры осуществляют в тепловом насосе, конденсатор которого включен по нагреваемой среде в трубопровод системы горячего водоснабжения, а испаритель включен по греющей среде в обратный трубопровод теплосети.To achieve the specified technical result, a method for operating an open heat supply system is proposed, according to which network water is prepared at a CHP plant and is sent through the heat supply pipeline to the pipelines of heating systems and hot water supply to consumers, the temperature of the network water in the heating network supply pipeline is regulated at the CHP plant depending on temperature of the outside air according to the central quality control schedule without a lower break in the temperature graph, the network water returned from the consumers is sent through the return pipeline of the heating network to the CHPP, the heating of the network water going to the hot water supply to the required temperature is carried out in a heat pump, the condenser of which is connected to the heated medium in the pipeline hot water supply systems, and the evaporator is included in the heating medium in the return pipeline of the heating network.

Отличием заявленного способа работы открытой системы теплоснабжения является то, что отбор воды на горячее водоснабжение осуществляют только из обратного трубопровода теплосети, производительность теплового насоса регулируют изменением частоты вращения вала компрессора частотным преобразователем в зависимости от температуры горячей воды, измеряемой датчиком температуры, установленным на трубопроводе горячего водоснабжения.The difference between the claimed method of operation of an open heat supply system is that water is taken for hot water supply only from the return pipeline of the heating network, the performance of the heat pump is regulated by changing the speed of the compressor shaft with a frequency converter depending on the temperature of the hot water measured by a temperature sensor installed on the hot water supply pipeline .

Новая совокупность признаков способа работы открытой системы теплоснабжения позволяет повысить экономичность работы открытой системы теплоснабжения путем снижения расхода электроэнергии на привод компрессора теплового насоса, снижения расхода сетевой воды из подающего трубопровода и увеличения продолжительности работы теплового насоса, увеличения удельной выработки электрической энергии на тепловом потреблении на ТЭЦ за счет дополнительного охлаждения сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети.A new set of features of the method of operation of an open heat supply system makes it possible to increase the efficiency of an open heat supply system by reducing the consumption of electricity to drive the compressor of a heat pump, reducing the flow of network water from the supply pipeline and increasing the duration of the heat pump, increasing the specific generation of electrical energy for heat consumption at a CHP for due to additional cooling of network water in the return pipeline of the heating network.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа работы открытой системы теплоснабжения. На чертеже изображена принципиальная схема открытой системы теплоснабжения, в которой реализуется новый способ.Consider an example of the implementation of the claimed method of operation of an open heat supply system. The drawing shows a schematic diagram of an open heating system in which the new method is implemented.

Открытая система теплоснабжения содержит ТЭЦ 1 с подающим 2 и обратным 3 трубопроводами теплосети, проходящими через тепловой пункт 4, в котором к ним подключены трубопроводы систем отопления 5 и горячего водоснабжения 6 потребителей с датчиком 7 температуры, тепловой насос 8 с конденсатором 9, включенным по нагреваемой среде в трубопровод 6 системы горячего водоснабжения, и испарителем 10, включенным по греющей среде в обратный трубопровод 3 теплосети.The open heat supply system contains a CHP 1 with a supply 2 and a return 3 pipelines of the heating network passing through the heating point 4, in which the pipelines of the heating systems 5 and hot water supply 6 consumers are connected to them with a temperature sensor 7, a heat pump 8 with a condenser 9 switched on by a heated medium into the pipeline 6 of the hot water supply system, and the evaporator 10, included in the heating medium in the return pipeline 3 of the heating system.

На ТЭЦ 1 готовят сетевую воду и по подающему трубопроводу 2 теплосети через тепловой пункт 4 направляют в трубопроводы систем отопления 5 и горячего водоснабжения 6 потребителей. Температуру сетевой воды на ТЭЦ 1 в течение всего года, включая межотопительный период, регулируют в зависимости от температуры наружного воздуха по графику центрального качественного регулирования без нижнего излома температурного графика. Вернувшуюся от потребителей сетевую воду по обратному трубопроводу 3 теплосети направляют на ТЭЦ 1. Отбор воды на горячее водоснабжение производят из обратного трубопровода 3 тепловой сети. Нагрев идущей на горячее водоснабжение сетевой воды из обратного трубопровода 3 тепловой сети до требуемой температуры осуществляют в тепловом насосе 8, конденсатор 9 которого включен по нагреваемой среде в трубопровод системы горячего водоснабжения 6, а испаритель 10 включен по греющей среде в обратный трубопровод теплосети. Производительность теплового насоса 8 регулируют изменением частоты вращения вала компрессора частотным преобразователем 11 в зависимости от температуры горячей воды, измеряемой датчиком температуры 7, установленным на трубопроводе горячего водоснабжения 6 после конденсатора 9 теплового насоса 8 по ходу движения воды.At CHP 1, network water is prepared and, through the supply pipeline 2, the heating network through the heating point 4 is sent to the pipelines of the heating systems 5 and hot water supply 6 of consumers. The temperature of the network water at CHPP 1 throughout the year, including the non-heating period, is regulated depending on the outdoor temperature according to the central quality control schedule without a lower break in the temperature schedule. The network water returned from consumers is sent through the return pipeline 3 of the heating network to CHP 1. Water is withdrawn for hot water supply from the return pipeline 3 of the heating network. The heating of the network water going to the hot water supply from the return pipeline 3 of the heating network to the required temperature is carried out in the heat pump 8, the condenser 9 of which is connected via the heated medium to the pipeline of the hot water supply system 6, and the evaporator 10 is connected via the heating medium to the return pipeline of the heating network. The performance of the heat pump 8 is controlled by changing the speed of the compressor shaft by the frequency converter 11 depending on the temperature of the hot water measured by the temperature sensor 7 installed on the hot water pipeline 6 after the condenser 9 of the heat pump 8 in the direction of water movement.

Таким образом, новый способ работы открытой системы теплоснабжения позволяет повысить экономичность работы открытой системы теплоснабжения путем снижения расхода сетевой воды из подающего трубопровода и увеличения продолжительности работы теплового насоса, увеличения удельной выработки электрической энергии на тепловом потреблении на ТЭЦ за счет дополнительного охлаждения сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети.Thus, the new method of operation of an open heat supply system makes it possible to increase the efficiency of an open heat supply system by reducing the consumption of network water from the supply pipeline and increasing the duration of the heat pump, increasing the specific generation of electrical energy for heat consumption at the CHPP due to additional cooling of network water in the return pipeline thermal network.

Claims

The method of operation of an open heat supply system, according to which the network water is prepared at the CHPP and is sent through the heating supply pipeline through the heating point to the pipelines of the heating and hot water supply systems of consumers, the temperature of the network water in the supply pipeline of the heating network is regulated at the CHPP depending on the outdoor temperature according to the schedule of the central quality regulation without a lower break in the temperature graph, the network water returned from consumers is sent to the CHPP through the return pipeline of the heating network, heating of the network water going to the hot water supply to the required temperature is carried out in a heat pump, the condenser of which is connected through the heated medium to the pipeline of the hot water supply system, and the evaporator included in the heating medium in the return pipeline of the heating network, characterized in that water is taken for hot water supply only from the return pipeline of the heating network, the performance of the heat pump is regulated by changing the frequency rotation of the compressor shaft by a frequency converter depending on the hot water temperature measured by a temperature sensor installed on the hot water pipeline.