Спосіб вирівнювання добових графіків споживання теплової та електричної енергії

Спосіб вирівнювання добових графіків споживання теплової та електричної енергії, при якому встановлюють геліосистему, котел, який використовує електричну енергію, теплообмінник, водяний теплонакопичувач, підключають до зазначених пристроїв автоматичну систему керування, з'єднують між собою вказані пристрої, формують систему гарячого водопостачання, який відрізняється тим, що додатково встановлюють швидкісний 3 Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті так і по задачі, що вирішується, до заявляємої корисної моделі є спосіб автономного теплозабезпечення і гарячого водопостачання (див. Патент України №32450 «Спосіб автономного теплозабезпечення і гарячого водопостачання», МПК(2006) F24D11/00), при якому встановлюють геліосистему, котел, який використовує електричну енергію, котел на газовому паливі, тепловий насос, теплообмінник, теплонакопичувач, підключають до зазначених пристроїв автоматичну систему керування, формують систему автономного теплозабезпечення і гарячого водопостачання, виробляють за допомогою зазначеної системи теплову енергію, передають теплову енергію споживачам, а надлишок теплової енергії акумулюють у теплонакопичувачі, при цьому, автоматична система керування підключає котел, який використовує електричну енергію лише в періоди дії пільгового тарифу на електроенергію, а котел на газовому паливі лише у період дії високого тарифу на електроенергію, при цьому теплонакопичувач розміщують у ґрунті. Даний спосіб обраний прототипом. Прототип і корисна модель, яка заявляється, мають таки спільні ознаки. - встановлюють геліосистему, котел, теплообмінник і водяний теплонакопичувач; - підключають до зазначених пристроїв автоматичну систему керування; - з'єднують між собою вказані пристрої; - формують систему гарячого водопостачання. До недоліків способу, який обраний за прототип, слід віднести: 1. складність його застосування в багатоквартирних будинках, які вже знаходяться у використанні, оскільки він потребує будівництва теплонакопичувача розміщеного в ґрунті; 2. необхідність використання теплообмінника великої потужності для забезпечення споживачів гарячою водою в періоди найбільшого водоспоживання; 3. спосіб не може бути використаний у централізованних системах теплопостачання і не може вирівнювати добовий графік споживання в них теплової енергії; 4. спосіб вимагає проведення модернізації електромереж з метою збільшення їх потужності, що утруднює застосування цього рішення в будинках, що вже знаходяться в використанні, В основу корисної моделі поставлено задачу, шляхом усунення вказаних недоліків забезпечити простоту його застосування в будинках, які вже знаходяться в використанні, достатню надійність, високі економічні та екологічні показники гарячого водопостачання, гнучку можливість нарощування теплової потужності, а також можливість роботи як в газо- так і електродефіцитних регіонах. Поставлена задача вирішується у способі вирівнювання добових графіків споживання теплової та електричної енергії, при якому встановлюють геліосистему, котел, теплообмінник, водяний теплонакопичувач, підключають до зазначених пристроїв автоматичну систему керування, з'єднують між собою вказані пристрої, формують систему 48922 4 гарячого водопостачання, тим, що згідно з корисною моделлю, додатково встановлюють швидкісний теплообмінник, регулятор температури змішаної води, регулятор температури води, при цьому водяний теплонакопичувач виконують у вигляді невеликих модульних водяних вентильованих ємностей з шаром теплової ізоляції, які забезпечені датчиками рівня води, підключеними до автоматичної системи керування, нагрівають за допомогою зазначеної системи воду, передають гарячу воду споживачам, при цьому автоматична система керування підключає електричний котел лише в періоди нічного спаду споживання електроенергії, а накопичену під час роботи котла в модульному водяному теплонакопичувачі воду використовують для подачі споживачам в години максимального споживання гарячої води. На Фіг.: як варіант конструктивного виконання наведена система гарячого водопостачання з модульним водяним теплонакопичувачем, за допомогою якої реалізується спосіб, що заявляється. До складу системи гарячого водопостачання з модульним водяним теплонакопичувачем (Фіг.) входять : Котел 1, який використовує електричну енергію, сполучений трубопроводами з засувкою 11 насосом 12 і теплообмінником 4. Швидкісний теплообмінник 2, приєднаний до тепломережі і сполученій трубопроводами з регулятором температури 13, регулятором температури змішаної води 25, трубопроводом холодної води 19. Геліосистема 3 сполучена трубопроводами з насосом 9, засувкою 8, датчиком температури колектора геліосистеми 15 і теплообмінником 4. Теплообмінник 4 сполучений трубопроводами з засувкою 11 насосами 9, 12, 5, засувками 8, 11, котлом 1, геліосистемою 3, датчиками температури 15, 18 і модульним водяним теплонакопичувачем 7. Модульний водяний теплонакопичувач 7 з'єднаний трубопроводами з електромагнітною засувкою 10, насосами 16, 5, датчиком тиску 24, датчиком рівня 23, і теплообмінником 4. Модульний водяний теплонакопичувач складається з водяних вентильованих ємностей 22, які містять шар теплової ізоляції, сполучених з трубопроводом заповнення 20 і трубопроводом розбору 21. Автоматична система керування 6 сполучена дротами керування з котлом 1, геліосистемою 3, теплообмінником 4, насосами 9, 10, 12, 5, 16, засувками 8, 10, 11, датчиками температури 15, 18, датчиком тиску 24 і датчиком рівня 23. Під час роботи циркуляційний насос 5 забезпечує постійну циркуляцію води між теплообмінником 4 та модульним водяним теплонакопичувачем 7. Способом передбачено, що холодна вода з водопроводу трубопроводом 19 поступає до швидкісного теплообмінника 2, де вона нагрівається за рахунок теплоносія з тепломережі. Температура гарячої води на виході з швидкісного теплообмінника 2 підтримується на рівні 50-65 С регулятором температури 13, який в залежності від температури гарячої води змінює розхід теплоносія з тепломережі. Гаряча вода, виходячи з швидкісного теп 5 лообмінника, проходить через регулятор температури змішаної води 25 і йде до споживачів. В години максимального водоспоживання в разі, якщо потужності швидкісного теплообмінника 25 не буде вистачати для нагріву води до температури вищої за 50 С, в регуляторі температури змішаної води 25 буде відбуватися підмішування до води нагрітої в швидкісному теплообміннику 2 води з модульного водяного теплонакопичувача 7 нагрітої до 90 С. Вода з модульного водяного теплонакопичувача 7 подається насосом 16, який вмикається автоматичною системою керування 6 по сигналу датчика тиску 24. Нагрівання води у модульному водяному теплонакопичувачі 7 відбувається наступним чином. Насос 5 забирає воду з модульного водяного теплонакопичувача 7 і прокачує її повз датчика температури 18 через теплообмінник 4, де вона нагрівається за рахунок теплоносія одержаного від електричного котла 1, або від геліосистеми 3. З теплообмінника 4 підігріта вода повертається до модульного водяного теплонакопичувача 7. Команду на вмикання електричного котла 1, насоса 12 і відкриття засувки 11 дає автоматична система керування 6 в залежності від сигналів, які вона отримує від датчика температури 18 лише під час нічного спаду в споживанні електроенергії. Розбір гарячої води з модульного водяного теплонакопичувача 7 на потреби гарячого водопостачання відбувається за допомогою насоса 16, команду на включення якого дає система автоматичного керування 6 при зниженні показників тиску датчика тиску 24. Поповнення модульного водяного теплонакопичувача 7 відбувається при відкритті засувки 10, що відбуваються по команді автоматичної системи 48922 6 керування 6 при зниженні показників рівня води в ємностях 22, про що вона отримує сигнал від датчика рівня 23. Реалізація запропонованого способу здійснюється під керівництвом автоматичної системи керування 6. Загальний технічний результат досягається сукупністю суттєвих ознак і пояснюється наступним. Виконання модульного водяного теплонакопичувача у вигляді невеликих водяних вентильованих ємностей з шаром теплової ізоляції, дозволяє легко їх транспортувати і встановлювати в багатоквартирних будинках, які знаходяться у використанні, цьому також сприяє те, що електричні потужності необхідні реалізації цього способу не перевищують потужності вже існуючих в побутовому секторі електромереж. Запропонована корисна модель дозволяє використовувати для часткового або повного забезпечення користувачів гарячою водою, електричну енергію по пільговому (нічному) тарифу, а також використовувати сонячну енергію, що сприяє зменшенню споживання теплової енергії і призводить до зменшення споживання органічного палива (газ, вугілля і т.д.), а також вирівнює добовий графік споживання теплової та електричної енергії і дозволяє за рахунок використання в періоди найбільшого споживання гарячої води з модульного водяного теплонакопичувача, зменшити потужність теплообмінника 12, а також діаметри труб розподільчої тепломережі. Вирівнювання споживання електричної енергії оптимізує роботу атомних і теплових електростанцій, і дозволяє зменшити витрати палива споживаємого електростанціями та відмовиться від будівництва гідроакамулюючих станцій. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 48922 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601