Автоматизований тепловий пункт

Автоматизований тепловий пункт, що містить подавальний і зворотний трубопроводи магістральної теплової мережі, подаючий і зворотний трубопроводи квартальної теплової мережі, водонагрівачі системи гарячого водопостачання верхнього та нижнього ступенів, приєднані гріючими сторонами до подавального і зворотного трубопроводів магістральної теплової мережі, трубопроводи підводу та відводу теплоносія з теплової мережі до водонагрівачів верхнього та нижнього ступенів, регулятор розподілу кількості теплоти на гаряче водопостачання, який встановлено на трубопроводі підводу теплоносія до гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеня, аварійну засувку, яку розміщено на трубопроводі відводу теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеня, розподільну засувку, яку встановлено на трубопроводі перепуску теплоносія з гріючої сторони во A (54) АВТОМАТИЗОВАНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ 29919 кількості теплоти на гаряче водопостачання, встановлений на трубопроводі підводу теплоносія до водонагрівача верхнього ступеню, аварійну засувку, яку розміщено на трубопроводі відводу теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню, розподільну засувку, яку встановлено на трубопроводі перепуску теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню в зворотній трубопровід теплової мережі, перед водонагрівачем нижнього ступеню, байпасну засувку, яку встановлено на обвідній лінії водонагрівача нижнього ступеню, теплообмінник системи опалення з трубопроводами підводу та відводу теплоносія, підключений гріючою стороною до подаючого і зворотного трубопроводів магістральної теплової мережі, а нагріваючою стороною до подаючого і зворотного трубопроводів квартальної теплової мережі, послідовно з циркуляційним насосом, регулятор витрат теплоти на опалення з датчиками температури зовнішнього повітря та теплоносія в подаючому трубопроводі квартальної теплової мережі, який встановлено на подаючому трубопроводі магістральної теплової мережі між місцями приєднання водонагрівача верхнього ступеню. В перехідний період, коли температура теплоносія в подаючому трубопроводі підтримується постійною на рівні, який задовольняє потреби системи гарячого водопостачання, регулювання температури теплоносія в подаючому тр убопроводі відбувається за допомогою регулятора, шляхом зміни кількості теплоносія, що проходить через гріючу сторону теплообмінника системи опалення. Суттєвими ознаками, що співпадають з об'єктом, що пропонується, є подаючий і зворотній трубопроводи магістральної теплової мережі, подаючий і зворотній трубопроводи квартальної теплової мережі, водонагрівачі системи гарячого водопостачання верхнього та нижнього ступеню, приєднані гріючими сторонами до подаючого і зворотного трубопроводів магістральної теплової мережі, трубопроводи підводу та відводу теплоносія з теплової мережі до водонагрівачів верхнього та нижнього ступеню, регулятор розподілу кількості теплоти на гаряче водопостачання, який встановлено на трубопроводі підводу теплоносія до гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню, аварійну засувку, яку розміщено на трубопроводі відводу теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню, розподільну засувку, яку встановлено на трубопроводі перепуску теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню в зворотній трубопровід квартальної теплової мережі перед водонагрівачем нижнього ступеню, першу байпасну засувку, яку встановлено на обвідній лінії водонагрівача нижнього ступеню, теплообмінник системи опалення з трубопроводами підводу та відводу теплоносія. Недоліками прототипу є великі капітальні та експлуатаційні витрати, які зумовлені необхідністю використання теплообмінника системи опалення з великою поверхнею нагріву, ненадійного регулятора розподілу кількості теплоти на опалення та порівняно потужніх циркуляційних насосів, що знижує надійність теплового пункту в цілому, роблячи його працездатність повністю залежною від наявності електроенергії в електромережі, та зумовлює необхідність постійного нагляду за тепловим пунктом. В основу винаходу покладено завдання вдосконалення автоматизованого теплового пункту, в якому розміщенням теплообмінника системи опалення між подаючим та зворотнім трубопроводами квартальної теплової мережі та встановленням регулятора на зворотному трубопроводі квартальної теплової мережі забезпечується автоматичне регулювання температури теплоносія в подаючому трубопроводі квартальної теплової мережі в перехідний період, зменшення амплітуди коливань температури гарячої води в періоди максимального водовідбору в системі гарячого водопостачання, та підвищення температури теплоносія зворотного трубопроводу магістральної теплової мережі, за рахунок чого автоматизований тепловий пункт дозволяє отримувати максимальну економію теплоти при низьких експлуатаційних витрата х, високій надійності та довговічності. Поставлене завдання вирішується тим, що в автоматизованому тепловому пункті, що містить подаючий і зворотній трубопроводи магістральної теплової мережі, подаючий і зворотній трубопроводи квартальної теплової мережі, водонагрівачі системи гарячого водопостачання верхнього та нижнього ступеню, які приєднані гріючими сторонами до подаючого і зворотного трубопроводів магістральної теплової мережі, трубопроводи підводу та відводу теплоносія з теплової мережі до водонагрівачів верхнього та нижнього ступеню, регулятор розподілу кількості теплоти на гаряче водопостачання, який встановлено на трубопроводі підводу теплоносія до гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню, аварійну засувку, яку розміщено на трубопроводі відводу теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню, розподільну засувку, яку встановлено на трубопроводі перепуску теплоносія з гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню в зворотній трубопровід квартальної теплової мережі перед водонагрівачем нижнього ступеню, першу байпасну засувку, яку встановлено на обвідній лінії водонагрівача нижнього ступеню, теплообмінник системи опалення з трубопроводами підводу та відводу теплоносія, регулятор відпуску теплоти на опалення з датчиками температури зовнішнього повітря та температури теплоносія в подаючому тр убопроводі квартальної теплової мережі, згідно з винаходом, теплообмінник системи опалення приєднано гріючою стороною до подаючого трубопроводу квартальної теплової мережі, а нагрівною стороною до зворотного трубопроводу тієї ж мережі. Крім того, на автоматизованому тепловому пункті, згідно з винаходом, регулятор відпуску теплоти на опалення встановлено на зворотному тр убопроводі квартальної теплової мережі між місцями приєднання трубопроводів підводу та відводу теплоносія до нагрівної сторони теплообмінника системи опалення. Крім того, автоматизований тепловий пункт, згідно з винаходом, додатково містить другу байпасну засувк у, яку встановлено на подаючому трубопроводі магістральної теплової мережі між місцями приєднання трубопроводів підводу та відводу теплоносія гріючої сторони водонагрівача верхнього ступеню. Крім того, автоматизований тепловий пункт, згідно з винаходом, додатково містить третю бай 2 29919 пасну засувку, яку розміщено на подаючому трубопроводі квартальної теплової мережі між місцями приєднання трубопроводів підводу та відводу теплоносія до гріючої сторони теплообмінника системи опалення. На фіг. 2 зображена схема автоматизованого теплового пункту, що містить подаючий 1 і зворотній 2 трубопроводи магістральної теплової мережі, подаючий 3 і зворотній 4 трубопроводи квартальної теплової мережі, водонагрівачі системи гарячого водопостачання верхнього 5 та нижнього 6 ступеню, регулятор розподілу кількості теплоти на гаряче водопостачання 7, аварійну засувку 8, розподільну засувку 9, яку встановлено на трубопроводі перепуску теплоносія 10, першу байпасну засувк у 11, теплообмінник системи опалення 12, другу байпасну засувку 13, яку встановлено на подаючому трубопроводі магістральної теплової мережі, регулятор витрат теплоти на опалення 14 з датчиками температури, та третю байпасну засувку 15. В перехідний період, коли середньодобова температура зовнішнього повітря вища за температур у, при якій починається "зрізка" опалювального графіка, додаткова засувка 15 закрита. При цьому, теплоносій з подаючого трубопроводу магістральної теплової мережі 1 попадає в гріючу сторону теплообмінника 12, де віддає частину теплоти теплоносієві зворотного трубоповоду квартальної теплової мережі 4 і надходить до подаючого трубопроводу квартальної теплової мережі 3. При необхідності зміни температури теплоносія в подаючому трубопроводі квартальної теплової мережі 3, наприклад внаслідок підвищення температури зовнішнього повітря, регулятор витрат теплоти на опалення 14 змінить свою гідравлічну характеристику, що призведе до перерозподілу потоків теплоносія між цим регулятором та нагрівною стороною теплообмінника 12. При цьому зміниться кількість теплоти, яка передається від теплоносія подаючого трубопроводу магістральної теплової мережі 1 до теплоносія зворотного трубопроводу квартальної теплової мережі 4. Таким чином відбувається регулювання температури теплоносія подаючого трубопроводу квартальної теплової мережі 3. Це дозволяє в осіннє-весняний період підтримувати в подаючому трубопроводі квартальної теплової мережі 3 температуру згідно опалювального графіка, без зони "зрізки", за рахунок чого досягається економія теплоти при центральному регулюванні. При застосуванні опалювального графіка з розрахунковими параметрами теплоносія 150-70°С економія річних витрат теплоти на опалення на території України знаходиться в межах 0,5¸2,5%, для графіка 130-70°С - 2¸5,5% та для графіка 110-70°С - 6,5¸11,5%. Теплоносій зворотного трубопроводу квартальної теплової мережі з підвищеною завдяки теплообміннику 12, на 10-20°С температурою, після змішування з теплоносієм перепускного трубопроводу 10, що має температур у 40-50°С, подається в водонагрівач системи гарячого водопостачання нижнього ступеню 6. Підвищена температура теплоносія зворотного трубопроводу квартальної теплової мережі дозволяє, за рахунок інтенсифікації теплообміну, покращити забезпечення споживачів гарячою водою в періоди максимального водовідбору та підвищити температуру теплоносія зворотного трубопроводу магістральної теплової мережі 2 і, таким чином, повернути всю зекономлену кількість теплоти в котельню або ТЕЦ (за виключенням використаної на потреби гарячого водопостачання), без перерозподілу теплоносія між іншими тепловими пунктами. В зимовий період, коли температура зовнішнього повітря нижча за температуру, при якій починається зона стабілізації температури теплоносія в подаючому трубопроводі магістральної теплової мережі, засувку 15 відкривають і автоматизований тепловий пункт починає працювати по звичайній двоступеневій послідовній чи змішаній схемі. При цьому, теплообмінник системи опалення 12 не впливає на температурний та гідравлічний режими теплових мереж. Автоматизований тепловий пункт дозволяє отримувати розрахункову економію теплоти при частковій автоматизації теплових мереж централізованої системи теплопостачання і не містить таких елементів як насосне обладнання, що дає можливість значно підвищити надійність автоматизованого теплового пункту та відмовитись від постійного нагляду за ним. Приведені витрати для автоматизованого теплового пункту знаходяться на рівні аналогу і значно нижчі, ніж для прототипу. Розрахункова площа поверхні теплообмінника системи опалення обчислюється для кінця опалювального сезону, коли температура зовнішнього повітря +8°С. При регулюванні температури теплоносія за скоригованим опалювальним графіком з розрахунковими параметрами 150-70°С в умовах м. Полтави одержимо: температура в подаючому трубопроводі магістральної теплової мережі 70°С, квартальної теплової мережі 56°С, в зворотному трубопроводі перед теплообмінником системи опалення 36°С, після теплообмінника 50°С, розрахунковий температурний перпад становить 20°С. При опалювальному навантаженні 8,039 МВт витрати теплоносія в квартальній тепловій мережі становлять 86,4 т/год. Згідно з відомою методикою розрахунку водонагрівачів (Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справ. / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж, А.И. Манюк, В.К. Ильин. - М.: Стройиздат, 1988. – 430 с.), для багаторічної роботи з урахуванням забруднення поверхні теплообміну і 10% запасу, необхідно встановити дві секції № 14 швидкісних водо-водяних теплообмінників типу ОСТ 34-588-68, з'єднаних послідовно. При цьому, найбільші втрати тиску в тр убному просторі теплообмінника становлять 1,39 м.в.ст., а в міжтрубному 1,42 м.в.ст. Річна економія теплоти становить 1,9% опалювального навантаження. 3 29919 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4