Трубопровід рециркуляційної системи

Винахід відноситься до опалення, переважно до конструкцій жорстких тр уб, до запобігання їх від корозії чи утворення небажаних відкладень, до підігріву трубних систем і може бути використаним у цивільному чи промисловому будівництві, комунальному господарстві при обслуговуванні теплоспоживчих мереж, об'єктів тощо. Відомий трубопровід рециркуляційної системи, що включає трубні елементи подавальної і зворотної магістралей, поєднаних з теплогенератором, і насосну систему, ввімкнуту між ними [1]. До причин, що стримують досягнення очікуваного технічного результату при використанні відомого об'єкта, належать використання насосної системи, викликане необхідністю підвищення Т°С теплоносія на вході теплогенератора, і надмірність енергетичних і експлуатаційних витрат. Це зумовлено тим, що експлуатація насосних систем в рециркуляційних об'єктах двотр убного типу часто супроводжується корозією чи утворенням небажаних відкладень стінок теплогенератора, внаслідок падіння Т°С теплоносія нижче за крапку роси чи зниження максимальної Т°С, що допускається на вході теплогенератора. Це вимагає часткового перегону теплоносія з подавальної магістралі до зворотної, із залученням занадто енергоємних засобів, а монтаж останніх характеризується складністю та матеріалоємністю, внаслідок застосування зайвого оснащення та споруд, наприклад кріплень, опор, траншей, колодязів тощо. З рівня техніки, що встановлений заявником, інші об'єкти аналогічного функціонального призначення, які найбільш приближені по кількості істотних ознак до заявленого технічного рішення, не визначені. До основи винаходу поставлено задачу розробити такий трубопровід рециркуляційної системи, який шляхом оптимізації характеристик теплопровідного матеріалу та зменшення долі розсіювання тепла в атмосферу забезпечує покращення економічності при використанні. Вищезазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що у відомому трубопроводі рециркуляційної системи, що включає трубні елементи подавальної та зворотної магістралей, поєднаних з теплогенератором, у відповідності з винаходом, трубні елементи подавальної та зворотної магістралей розміщені з можливістю контактування, у те хнологічному зазорі між контактними поверхнями розміщений теплопровідний матеріал з заданими характеристиками теплопровідності, а зовнішні поверхні трубних елементів оточені спільною теплоізоляційною оболонкою, за умов, що теплопровідні характеристики теплопровідного матеріалу дозволяють регулювати тепловий режим теплоносія та знижувати максимальну Т°С, що доп ускається на вході теплогенератора або підвищувати її вище за Т°С крапки роси. Розміщення трубних елементів подавальної та зворотної магістралей з можливістю контактування у замкнутому просторі теплоізоляційної оболонки забезпечує стабільність теплообміну в зазорі між контактними поверхнями трубних елементів подавальної та зворотної магістралей, що підвищує корисну дію процесу. Поряд із цим, використання теплопровідного матеріалу в цьому технологічному зазорі знижує зайве розсіювання теплової енергії, бо його характеристики обираються за умов як підтримки теплового режиму теплоносія, вищого за Т°С крапку роси, так і зниження максимальної Т°С, що допускається на вході теплогенератора, скорочує термін теплообміну між контактними поверхнями трубних елементів подавальної та зворотної магістралей, що більш за все виключає утворення небажаних відкладень чи корозію стінок теплогенератора, а від того, дозволяє виключити використання насосних систем, скоротити енергетичні та експлуатаційні витрати при використанні об'єкта. Разом із цим, постачання зовнішніх поверхонь трубних елементів спільною теплоізоляційною оболонкою у сукупності з вищенаведеними ознаками посилює зниження розсіювання тепла назовні, у зв'язку з формуванням замкнутого простору, що обмежує площу контактування теплих труб з оточуючим середовищем, наприклад зменшує її більше ніж у 1,5 рази. Використання теплоізоляційної оболонки також обмежує залучення металоємних складальних елементів і споруд, майже у 1,5-2,0 рази скорочує обсяги монтажно-налагоджувальних і профілактичних робіт разом із капітальними витратами. Тож, сукупність запропонованих засобів розв'язання задачі інформує про те, що використання трубопроводу рециркуляційної системи у наданому вигляді, завдяки оптимізації характеристик теплопровідного матеріалу та зменшення долі розсіювання тепла в атмосферу, дозволяє покращити корисність теплообміну без використання економічно невиправданих насосних систем і додаткових паливних матеріалів, оснащення, споруд тощо, суттєво спростити обсяги монтажних робіт, а разом із цим, сприяє покращенню економічності при використанні. Відомості, що підтверджують можливість відтворення заявленого об'єкта з досягненням вищезазначеного технічного результату полягають в наступному. На фіг.1-3 надані поперечні розтини варіантів збірки трубопроводів рециркуляційної системи. Трубопровід рециркуляційної системи містить подавальну 1 і звороту 2 магістралі, що поєднані з теплогенератором (не позначений), а їх трубні елементи розміщені з можливістю контактування крізь технологічний зазор 3. Між контактними поверхнями трубних елементів подавальної 1 та зворотної 2 магістралей покладений теплопровідний матеріал 4, з характеристиками, що дозволяють підтримувати тепловий режим теплоносія та знижувати максимальну Т°С, що допускається на вході теплогенератора (не позначений) або підвищува ти її ви ще за Т°С крапки роси. Навколо зовнішніх поверхонь трубних елементів подавальної 1 та зворотної 2 магістралей розміщена теплоізоляційна оболонка 5. При роботі трубопроводу рециркуляційної системи теплоносій подавальної магістралі 1, під час теплопостачання об'єкта споживання (не позначений), на всьому протязі контактує з теплоносієм зворотної магістралі 2 крізь теплопровідний матеріал 4, що заповнює технологічний зазор 3, а теплоізоляційна оболонка 5 екранує зону теплообміну між трубними поверхнями, що контактують. При цьому частина тепла подавальної магістралі 1 передається у зворотну 2 крізь теплопровідний матеріал 4, характеристики якого дозволяють як підтримувати тепловий режим теплоносія, так і знижувати максимальну Т°С, що допускається на вході теплогенератора або підвищува ти її вище за Т°С крапки роси, а екранування зони теплообміну спільною теплоізоляційною оболонкою 5, знижує зайве розсіювання теплової енергії. Теплопровідний матеріал 4 також скорочує термін теплообміну між контактними поверхнями трубних елементів обох магістралей 1,2, стабілізує тепловий режим та виключає можливість утворення корозії та небажаних відкладень на стінках теплогенератора. Конструкція запропонованої рециркуляційної системи в динаміці виключає використання насосів, інших металоємних складальних елементів і споруд, скорочує енергетичні, експлуатаційні витрати, обсяги монтажно-налагоджувальних і профілактичних робіт при використанні. Приклад. При прокладенні трубопроводу рециркуляційної системи, в подавальній та зворотній магістралі, / що були поєднанні з теплогенератором, використали трубні елементи напівкруглого розтину O 600мм (див.Фіг.1). Тр убні елементи розміщували з можливістю безпосереднього контактування, переважно без повітряного зазору. Мінімальний технічний результат був забезпечений завдяки використанню як теплопровідного матеріалу сталі Ст3 трубних оболонок. Зовнішні поверхні трубних елементів подавальної і зворотної магістралей обмотували алюмінієвою фольгою та 70мм шаром скловати, як теплоізоляційною оболонкою. За сукупністю цих умов, підтримка теплового режиму носія зі зниженням максимальної Т°С на вході теплогенератора були досягнуті в мінімальних межах. Результати технічного обстеження посвідчили, що в цьому вигляді витрати тепла при експлуатації експериментального трубопроводу рециркуляційної системи були знижені майже на 30%, а теплові характеристики теплопровідного матеріалу мають зв'язок з досягненням оптимального Т°С режиму теплоносія та зниженням максимальної Т°С, що допускається на вході теплогенератора. Площа контактування теплоізоляційної оболонки з атмосферою поступала сумарній площі поверхонь трубопроводів в обох магістралях 1,2 майже на 40%, а від того, досягалось адекватне скорочення витрат теплоізоляційного матеріалу. Температура теплоносія в подавальній магістралі становила 105°-90°С, а в зворотній - 60°-70°С, тобто забезпечувались як підтримка теплового режиму теплоносія вище Т°С крапки роси, так і зниження максимальної Т°С, що допускається на вході теплогенератора або підвищення її вище за Т°С крапки роси. Стабілізація теплового режиму і збереження енергоресурсів дозволили збудувати теплотрасу протягом 2км. Проте ще більша економічність трубопроводу рециркуляційної системи, тобто отримання максимального технічного результату, досягається завдяки використанню такого теплоізоляційного матеріалу, теплові характеристики якого дозволяють одночасно знизити максимальну Т°С, що допускається на вході теплогенератора або підвищити її вище за Т°С крапки роси. Відомості про теплоізоляційний матеріал, що володіє вищезазначеними характеристиками складають елемент НОУ-ХАУ заявника. За цих умов, максимальний технічний результат полягає в зменшенні витрат тепла і теплоізоляційного матеріалу, більше, / ніж на 50-55%, та збільшити довжину теплотраси до 25-30км для труб O 1000мм. Отже, заявлений об'єкт в умовах цивільного, промислового будівництва, комунального господарства, переважно при обслуговуванні теплоспоживчих мереж, спроможний покращити економічність його використання. Технічний результат, що досягається завдяки теплообміну трубни х елементів у замкнутому просторі та зменшенню долі розсіювання тепла в атмосферу, може бути спрямований на вивільнення енергетичних, матеріальних і капітальних ресурсів для подальших потреб теплопостачання. Заявлене рішення задачі у тому вигляді, який надається у незалежному пункті формули винаходу, підтверджує можливість його здійснення з одержанням технічного результату за допомогою засобів, що відомі на дату пріоритету. Таким чином, заявлене технічне рішення відповідає умові «промислова придатність», що дозволяє кваліфікувати його винаходом України. Джерела інформації 1.Щекин Р.В. и др., Справочник по теплоснабжению и вентиляции в гражданском строительстве. К.: Будівельник, 1968. - 286с.