Двухпоточная система местного горячего водоснабжения и двухпакетный пластинчатый подогреватель
Полезная модель относится к системам местного горячего водоснабжения, использующим греющую воду сетей центрального теплоснабжения жилых и производственных помещений. Задача, решаемая полезной моделью, - снижение затрат на теплоснабжение жилых и производственных помещений. Двухпоточная система местного горячего водоснабжения, представленная на фиг.1, подключена к подводящему 1 и отводящему 2 трубопроводам греющей сетевой воды пластинчатого подогревателя 3 местной системы отопления. Система содержит подогреватель 4 питающей водопроводной воды и подогреватель 5 обратной циркулирующей воды разборного трубопровода. В зимнее время при работающей системе отопления греющая сетевая вода из трубопровода 1 поступает в подогреватели 3, 4, 5 и отводится в трубопровод 2. Питающая водопроводная вода и обратная циркулирующая вода из разборного трубопровода 10 поступают через обратные клапаны 12 и 14 в подводящие трубопроводы своих подогревателей 4 и 5. После подогрева потоки питающей и циркулирующей воды смешиваются в подводящей трубе разборного трубопровода. При сокращении разбора горячей воды терморегулятор 6, управляемый датчиком 7, снижает расход греющей сетевой воды через подогреватель питающей воды, а трехходовой клапан-терморегулятор 7, управляемый датчиком 9, перепускает греющую сетевую воду мимо подогревателя 5 в подогреватель 3 системы отопления, чем достигается необходимое для экономичной работы снижение температуры греющей сетевой воды на выходе из системы. В летнее время при неработающей системе отопления, трехходовым клапаном 13 переключают поток обратной воды с подогревателя 5 на
подогреватель питающей воды 4, который греет как обратную, так и питающую воду, обеспечивая летний экономичный режим. Наибольший эффект полезной модели достигается при использовании системы с двухпакетным пластинчатым подогревателем 15, объединяющим пакеты подогревателей 3 и 5. Двухпакетный пластинчатый подогреватель, представленный на фиг.2 содержит опорную плиту 1, подвижные плиты 2, пакет 3 теплообменных гофрированных пластин для системы отопления, пакет 4 теплообменных гофрированных пластин для обратной циркулирующей воды разборного трубопровода, направляющие для подвижных плит 5, трехходовой клапан-терморегулятор 6, стойку 7, стяжные шпильки 8 и отводящий патрубок 9. В пакете 4 подводящий канал греющей воды выполнен сквозным и соединен с выходом своего отводящего канала и входом греющей воды пакета 3 трехходовым клапаном-терморегулятором 6. Двухпакетный пластинчатый подогреватель работает следующим образом. Греющая сетевая вода поступает на вход пакета 4, заполняет его и по сквозному подводящему каналу и патрубку 9 поступает к трехходовому клапану-терморегулятору 6. При нормальном разборе горячей воды клапан-терморегулятор 6 перекрывает выход сквозного подводящего канала в пакете 4 и греющая вода, нагревая циркулирующую воду системы горячего водоснабжения, поступает по патрубку 9 через трехходовой клапан-терморегулятор в подогреватель 3. При снижении расхода горячей воды клапан-терморегулятор 6, перепускает греющую сетевую воду мимо пакета 4 в подогреватель 3 системы отопления, чем достигается необходимое для экономичной работы снижение температуры греющей сетевой воды на выходе из системы. Двухпакетный пластинчатый подогреватель может использоваться в системах теплоснабжения с другими связями для снижения размеров и стоимости тепловой станции. 2 нез. п.ф., 2 ил.
Полезная модель относится к системам местного горячего водоснабжения, использующим греющую воду сетей центрального теплоснабжения жилых и производственных помещений.
Известна система местного горячего водоснабжения, которая по греющей сетевой воде подключена параллельно системе местного отопления. Система содержит подводящий трубопровод греющей сетевой воды с терморегулятором, подогреватель водопроводной воды, отводящий трубопровод греющей сетевой воды, подводящий трубопровод водопроводной воды и разборный трубопровод горячего водоснабжения. По нагреваемой воде подогреватель может быть подключен к разборному трубопроводу как последовательно, так и параллельно. (См. Система нормативных документов в строительстве. Своды правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловых пунктов. СП 41-101-95. Издание официальное. Министерство строительства Российской Федерации (МИНСТРОЙ РОССИИ). Москва, 1997. - 78 стр. с ил. Стр.6, 7, 8, 13, 14, 16, 34.)
Система имеет следующие недостатки.
В системе с последовательным подключением к разборному трубопроводу подогреватель греет только питающую водопроводную воду. В ночное время расход горячей воды падает, что приводит к застою и охлаждению воды в разборном трубопроводе. Возобновление расхода горячей воды сопровождается длительным сбросом питающей воды через разборный трубопровод, что снижает экономичность системы.
В системе с параллельным подключением к разборному трубопроводу подогреватель греет смешанный поток обратной циркулирующей и питающей водопроводной воды. Соотношение расходов циркулирующей и питающей воды в подогревателе определяется нагрузкой на систему горячего водоснабжения,
т.е. интенсивностью разбора горячей воды. Зимой в дневное время доля питающей воды может достигать 100%. В ночное время доля питающей воды падает, что приводит к перегреву воды в разборном трубопроводе и недоохлаждению обратного потока греющей сетевой воды. Недоохлаждение может составлять от 1 до 6 градусов и сопровождается снижением экономичности системы центрального теплоснабжения.
Известна также двухступенчатая система местного горячего водоснабжения. (См. Теплоснабжение. Козин В.Е., Левина Т.А., Марков А.П., Пронина И.Б., Слемзин В.А. - М.: Высш. Шк., 1980., - 228 с. ил., с.30...35).
По греющей сетевой воде подогреватель первой ступени подключен последовательно системе отопления к отводящему трубопроводу греющей сетевой воды. Подогреватель второй ступени подключен параллельно регулятору расхода, который установлен на подводящем трубопроводе греющей сетевой воды, посредством подводящего трубопровода с терморегулятором и отводящего трубопровода.
Водопроводная вода последовательно подводится к подогревателям первой и второй ступеней, а затем поступает в разборный трубопровод горячего водоснабжения.
Обратный поток греющей сетевой воды подогревает водопроводную воду в первой ступени до 30-40°С. Во второй ступени водопроводная вода доводится до требуемой температуры (обычно 60°С), греющей сетевой водой подводящего трубопровода.
Расход греющей сетевой воды через подогреватель второй ступени управляется терморегулятором, а расход греющей сетевой воды через систему отопления - регулятором расхода. Совместная работа терморегулятора и регулятора расхода позволяет снизить расход греющей сетевой воды за счет глубоко охлаждения в теплообменнике первой ступени, что повышает использование ее теплосодержания. При малом разборе горячей воды системе присущи отмеченные выше недостатки.
В системах местного горячего водоснабжения применяются пластинчатые подогреватели, отличающиеся эксплуатационной экономичностью. (Зингер Н.М., Тарадай А.М., Бармина Л.С. Пластинчатые теплообменники в системах теплоснабжения. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 256 с.: ил., стр.7-8.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является пластинчатый подогреватель датской фирмы SONDEX A/S (см. копию прилагаемого проспекта).
Пластинчатый подогреватель содержит опорную и подвижную плиты, установленный между плитами пакет гофрированных теплообменных пластин с отверстиями, образующими подводящий и отводящий каналы теплоносителей, шпильки для стягивания пластин между плитами и направляющие для плит и пластин. Концы направляющих закреплены в опорной плите и стойке
Конструкция подогревателя плохо приспособлена для работы в составе тепловой станции с несколькими аналогичными подогревателями, что сопровождается завышением размеров тепловой установки и ростом затрат на приобретение подогревателей и связующие их трубопроводы.
Задача, решаемая полезной моделью, - снижение затрат на теплоснабжение жилых и производственных помещений.
Технический результат от использования полезной модели заключается в снижении температуры обратного потока сетевой воды и повышении экономичности системы теплоснабжения при временном сокращении разбора воды из системы горячего водоснабжения.
Указанный результат достигается тем, что система горячего водоснабжения с двумя подогревателями выполнена двухпоточной с возможностью раздельного подогрева обратной циркулирующей воды разборного трубопровода и питающей водопроводной воды.
Система подключена к подводящему и отводящему трубопроводам греющей сетевой воды подогревателя местной системы отопления. Подогреватель питающей водопроводной воды подключен параллельно системе отопления,
а подогреватель обратной циркулирующей воды разборного трубопровода - параллельно участку подводящего трубопровода подогревателя системы отопления. Отводящий патрубок подогревателя питающей воды оснащен терморегулятором, а отводящий патрубок подогревателя обратной циркулирующей воды соединен с подводящим трубопроводом греющей воды посредством трехходового клапана-терморегулятора. Датчики терморегулятора и трехходового клапана-терморегулятора установлены на выходе из подогревателей соответственно питающей и циркулирующей воды.
По нагреваемой воде каждый подогреватель подключен параллельно разборному трубопроводу горячего водоснабжения. Обратная циркулирующая вода разборного трубопровода подается циркуляционным насосом через обратный клапан на трехходовой клапан, к которому присоединены подводящие трубопроводы подогревателей. Подводящий трубопровод питающей воды связан с водопроводом холодной воды через обратный клапан.
Система имеет зимний и летний режимы работы, которые устанавливаются трехходовым клапаном. В зимнее время при работающей системе отопления и разборе горячей воды, обратная циркулирующая вода разборного трубопровода и питающая водопроводная вода поступают через обратные клапаны в подводящие трубопроводы своих подогревателей, а после подогрева смешиваются в подводящей трубе разборного трубопровода. При сокращении расхода горячей воды трехходовой клапан-терморегулятор перепускает греющую сетевую воду мимо подогревателя обратной циркулирующей воды в систему отопления, а терморегулятор снижает расход сетевой греющей воды через подогреватель питающей воды, чем достигается экономичная работа тепловой установки. В летнее время при неработающей системе отопления, трехходовым клапаном переключают поток обратной воды на подогреватель питающей воды, который один греет обратную и питающую воду в экономичном режиме.
В целях сокращения размеров тепловой станции и затрат на строительство, подогреватели системы отопления и обратной циркулирующей воды разборного трубопровода выполнены в виде двухпакетного пластинчатого подогревателя.
В известном пластинчатом нагревателе, содержащем опорную и подвижную плиты, установленный между плитами пакет гофрированных теплообменных пластин с отверстиями, образующими подводящий и отводящий каналы теплоносителей, шпильки для стягивания плит и пластин, а также их направляющие, закрепленные в опорной плите и стойке, установлены еще две подвижные плиты и второй комплект теплообменных пластин. В пакете пластин для обратной циркулирующей воды разборного трубопровода подводящий канал греющей сетевой воды, выполнен сквозным с местами под фланцы на плитах. Выход сквозного подводящего канала, выход отводящего канала и вход подводящего канала греющей воды пакета пластин для системы отопления связаны трехходовым клапаном-терморегулятором, датчик которого установлен на разборном трубопроводе горячего водоснабжения.
На фиг.1 представлена схема двухпоточной системы горячего водоснабжения; на фиг.2 - общий вид двухпакетного пластинчатого подогревателя; на фиг.3 - гидравлическая схема двухпакетного пластинчатого подогревателя; на фиг.4 - график зависимости температуры Т2 обратной греющей воды от нагрузки (расхода) системы горячего водоснабжения.
Двухпоточная система местного горячего водоснабжения, представленная на фиг.1, подключена к подводящему 1 и отводящему 2 трубопроводам греющей сетевой воды пластинчатого подогревателя 3 местной системы отопления. Система содержит подогреватель 4 питающей водопроводной воды и подогреватель 5 обратной циркулирующей воды разборного трубопровода.
По греющей сетевой воде подогреватель 4 подключен параллельно подогревателю 3 системы отопления, а подогреватель 5 подключен параллельно участку подводящего трубопровода греющей воды - отводящий трубопровод подогревателя питающей воды оснащен терморегулятором 6, а отводящий трубопровод подогревателя обратной циркулирующей воды соединен с подводящим трубопроводом греющей воды посредством трехходового клапана-терморегулятора 7. Датчики 8, 9 соответственно терморегулятора и трехходового
клапана-терморегулятора установлены на выходе нагретой питающей и циркулирующей воды из своих подогревателей.
По нагреваемой воде подогреватели 4 и 5 подключены к разборному трубопроводу 10 параллельно. Подводящие трубопроводы подогревателей и разборный трубопровод, оснащенный циркуляционным насосом 11 и обратным клапаном 12, связаны трехходовым клапаном 13. Подогреватель 4 питающей воды подключен к водопроводу холодной воды через обратный клапан 14.
Система работает следующим образом.
В зимнее время при работающей системе отопления греющая сетевая вода из трубопровода 1 поступает в подогреватели 3, 4, 5 и отводится в трубопровод 2. Питающая водопроводная вода и обратная циркулирующая вода разборного трубопровода 10 поступают через обратные клапаны 12 и 14 в подводящие трубопроводы своих подогревателей 4 и 5. После подогрева потоки питающей и циркулирующей воды смешиваются в подводящей трубе разборного трубопровода 10. При сокращении разбора горячей воды терморегулятор 6, управляемый датчиком 7, снижает расход греющей сетевой воды через подогреватель питающей воды, а трехходовой клапан-терморегулятор 7, управляемый датчиком 9, перепускает греющую сетевую воду мимо подогревателя 5 в подогреватель 3 системы отопления, чем достигается необходимое для экономичной работы снижение температуры греющей сетевой воды на выходе из системы.
В летнее время при неработающей системе отопления, трехходовым клапаном 13 переключают поток обратной воды с подогревателя 5 на подогреватель питающей воды 4, который греет как обратную, так и питающую воду, обеспечивая летний экономичный режим.
Наибольший эффект полезной модели достигается при использовании системы с двухпакетным пластинчатым подогревателем 15, объединяющим пакеты подогревателей 3 и 5.
Двухпакетный пластинчатый подогреватель, представленный на фиг.2 содержит опорную плиту 1, подвижные плиты 2, пакет 3 теплообменных гофрированных
пластин для системы отопления, пакет 4 теплообменных гофрированных пластин для обратной циркулирующей воды разборного трубопровода, направляющие для подвижных плит 5, трехходовой клапан-терморегулятор 6, стойку 7, стяжные шпильки 8 и отводящий патрубок 9.
В пакете 4 подводящий канал греющей воды выполнен сквозным и соединен с выходом своего отводящего канала и входом греющей воды пакета 3 трехходовым клапаном-терморегулятором 6.
Двухпакетный пластинчатый подогреватель работает следующим образом. Греющая сетевая вода поступает на вход пакета 4, заполняет его и по сквозному подводящему каналу и патрубку 9 поступает к трехходовому клапану-терморегулятору 6.
При нормальном разборе горячей воды клапан-терморегулятор 6 перекрывает выход сквозного подводящего канала в пакете 4 и греющая вода, нагревая циркулирующую воду системы горячего водоснабжения, поступает по патрубку 9 через трехходовой клапан-терморегулятор в подогреватель 3.
При снижении расхода горячей воды клапан-терморегулятор 6, перепускает греющую сетевую воду мимо пакета 4 в подогреватель 3 системы отопления, чем достигается необходимое для экономичной работы снижение температуры греющей сетевой воды на выходе из системы.
Двухпакетный пластинчатый подогреватель может использоваться в системах теплоснабжения с другими связями для снижения размеров и стоимости тепловой станции.
Из графика на фиг.4 следует, что средняя температура обратного теплоносителя (T2) для известной системы горячего водоснабжения составляет 40,1°С, а средняя температура обратного теплоносителя (T2) для предлагаемой системы горячего водоснабжения составляет 37,5°С. Таким образом применение предлагаемой системы горячего водоснабжения позволяет полнее использовать тепло греющего теплоносителя, и снизить его температуру при прочих равных условиях в среднем на 2,6 градуса.
Предлагаемая системы горячего водоснабжения может быть реализована предприятиями, специализирующимися на строительстве и реконструкции сооружений и систем теплоснабжения.
1. Двухпоточная система местного горячего водоснабжения, подключенная к подводящему и отводящему трубопроводам греющей сетевой воды подогревателя местной системы отопления, содержащая, по крайней мере, два подогревателя водопроводной воды, терморегуляторы, трубопровод водопроводной воды с обратным клапаном, разборный трубопровод горячего водоснабжения с циркуляционным насосом и обратным клапаном, отличающаяся тем, что по нагреваемой воде пластинчатые подогреватели подключены параллельно разборному трубопроводу горячего водоснабжения с возможностью раздельного нагрева одним подогревателем потока питающей водопроводной воды, а вторым - обратного потока циркулирующей воды разборного трубопровода, при этом, по греющей сетевой воде подогреватель питающей воды подключен параллельно местной системе отопления через терморегулятор на выходе, а подогреватель обратной циркулирующей воды подключен параллельно участку подводящего трубопровода системы отопления через трехходовой клапан-терморегулятор на выходе.
2. Двухпакетный пластинчатый подогреватель для двухпоточной системы местного горячего водоснабжения, содержащий опорную и подвижную плиты, установленный между плитами пакет гофрированных теплообменных пластин с отверстиями, образующими подводящий и отводящий каналы теплоносителей, шпильки для стягивания пластин между плитами и направляющие для плит и пластин, закрепленные в опорной плите и стойке, отличающийся тем, что оснащен вторым пакетом гофрированных теплообменных пластин, стянутых парой подвижных плит с образованием сквозного подводящего канала для греющего теплоносителя, а выходы подводящего и отводящего каналов для греющей воды этого пакета подключены к входу подводящего канала первого пакета пластин посредством трехходового клапана-терморегулятора.
