Система децентралізованого гарячого водопостачання

Винахід відноситься до систем приготування гарячої води і може знайти застосування у житловокомунальному господарстві та різних галузях промисловості і агропромисловому комплексу та об'єктах індивідуального будівництва. Відомі системи гарячого водопостачання, що містять трубопроводи подачі водопровідної води, нагрівач води, тр убопроводи подачі нагрітої води до обладнання її споживання, обладнання для споживання гарячої та трубопроводи для відведення водопровідної води у загальносплавну каналізацію [А. В. Хлудов. Горячеє водоснабжение. - М. Госстройиздат. - 1957. - 464с.]. Однак, споживання гарячої води має нестабільний характер на протязі доби, причому витрати води по годинах відрізняються у шість і більше разів. Це призводить до нестабільної роботи водопідігрівачів і мереж, які за таких умов повинні розраховуватися на максимальні витрати, а при значно менших ви тратах працюють з дуже низьким ККД (не перевищує 25 ¸ 40 ), що призводить до значних перевитрат теплоти і матеріалів. Найбільш близьким аналогом системи, що заявляється, вибраним, як прототип, є система гарячого водопостачання [А.С. SU 1280277, БИ №48-30.12.86], що містить тр убопроводи подачі водопровідної води, добовий 2-х секційний бак-акумулятор гарячої води, трубопроводи подачі гарячої води до обладнання її споживання, обладнання споживання гарячої води, тепловий насос, конденсатор якого є нагрівачем води, та трубопроводи відведення відпрацьованої води у загальносплавну каналізацію. Загальними суттєвими ознаками відомої системи та системи, що заявляється, є двохсекційний бакакумулятор та тепловий насос, конденсатор якого є нагрівачем води. При роботі відомої системи за рахунок наявності добового двохсекційного бака-акумулятора забезпечується можливість стабільної, на протязі доби, роботи вузлів підігріву води та її споживання, а за рахунок наявності теплового насосу забезпечується можливість використання для нагріву води енергії низького потенціалу. До вад відомої системи слід віднести дві основні: не використовується потенціал скидної води (як наслідок, енергетичний ККД системи не перевищує 36 ¸ 40 %), капітальні перевитрати на тепловий насос і перевитрати електричної енергії. Крім того, для індивідуальної системи гарячого водопостачання (з тепловим насосом) добовий бак-акумулятор не може гарантувати 100% відповідності параметрів гарячої води нормативним у кожний момент доби. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення системи децентралізованого гарячого водопостачання шляхом відокремлення трубопроводів відпрацьованої води від загальносплавної каналізації, встановлення на них поверхневого протитечійного теплообмінника для попереднього нагріву водопровідної води та використання для остаточного нагріву води конденсатора теплового насоса, у якості якого використовують побутовий холодильник, використання потенціалу відпрацьованої води перед скидом у каналізацію і підвищення енергетичного ККД системи, забезпечення повної відповідності параметрів води нормативним на протязі доби та зменшення капітальних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в системі децентралізованого гарячого водопостачання, що містить трубопроводи подачі водопровідної води, трубопроводи подачі гарячої води до обладнання її споживання, двохсекційний бак-акумулятор, тепловий насос, конденсатор якого, розташований у бакуакумуляторі, є нагрівачем води, обладнання для споживання гарячої води та тр убопроводи відведення відпрацьованої води у загальносплавну каналізацію, згідно з винаходом, трубопроводи відпрацьованої води відокремлюють від загальносплавної каналізації і на них встановлюють датчик температури відпрацьованої води та поверхневий протитечійний теплообмінник охолодження відпрацьованої та попереднього нагріву водопровідної води з регульованим клапаном її подачі, у якості теплового насоса використовують побутовий холодильник, конденсатор якого виконують посекційним з підключенням кожної секції до холодильного контуру через регульовані клапани, а на трубопроводі подачі гарячої води встановлюють резервний догрівач тонкого регулювання температури. Відокремлення трубопроводів відпрацьованої води від загальносплавної каналізації забезпечує можливість подачі її у швидкісний поверхневий протитечійний теплообмінник для попереднього нагріву водопровідної води. Використання у якості теплового насосу побутового холодильника з розташованим у баку-акумуляторі конденсатором дозволяє здійснити догрів водопровідної води до температури 40 ¸ 42 °С за рахунок енергії, що витрачається на зберігання продуктів. Підключення секцій бака-акумулятора до холодильного контуру через регульовані за рівнем і температурою води у секції клапани забезпечує більш точне і повне регулювання параметрів води. Догрівач води забезпечує тонке підтримування температури води, що подається на споживання. В результаті досягається підвищення енергетичного ККД системи до 80 ¸ 85 %, її автономність та нагрів води у ній практично без витрат додаткової енергії, крім тієї, що витрачається для створення необхідних параметрів повітря у холодильнику. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням (див.фіг.1), на якому зображена схема системи гарячого водопостачання. Система гарячого водопостачання містить трубопроводи водопровідної води 1 з регульованим за температурою відпрацьованої води клапаном 3; поверхневий протитечійний теплообмінник 2 попереднього нагріву води; тр убопроводи 4 подачі попередньо нагрітої води у секційний бак-акумулятор-нагрівач 5, 6 з розташованими у ньому датчиками температури 8, шаровими клапанами 7 та конденсатором 12 побутового холодильника 10, який має випарник 11, компресор 13, дросель 14 та регульовані клапани 9; догрівач тонкого підтримування температури води 18; обладнання для споживання гарячої води 15 та трубопроводи для відводу відпрацьованої води системи гарячого водопостачання у загальносплавну каналізацію 16; вентилі 19 для подачі гарячої води у систему. Система працює таким чином. Водопровідна вода по трубопроводах 1 через регульований клапан 3 подається у поверхневий протитечійний теплообмінник 2, де попередньо нагрівається до температури на 3-5 °С нижчої за температуру відпрацьованої гарячої води, що надходить у теплообмінник 2 по трубопроводу 16 від обладнання для використання гарячої води 15, на якому встановлено датчик 17, що подає сигнал на регульований клапан 3, і тим самим забезпечується пропорційність витрат водопровідної та відпрацьованої води. З теплообмінника 2 по трубопроводах 4 вода надходить у секції 5, 6 бака-акумулятора, рівень води у яких регулюється за допомогою шарових клапанів 7 з поплавцем. У секціях 5, 6 за допомогою розташованого в них конденсатора холодильника 12 вода нагрівається до температури 40 ¸ 42 °С (регулювання температури у секціях 5, 6 здійснюється за допомогою розташованих у них датчиків температури 8 регульованими клапанами 9); з секцій 5, 6 гаряча вода через вентилі 19 надходить у трубопроводи 4 і через догрівач тонкого регулювання 18 надходить до системи споживаючого обладнання 15 та після використання по трубопроводах 16 через теплообмінник 2 іде у загальносплавну каналізацію.