Система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічного агрегату

Система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів, що містить контур повітряного охолоджування одного або більше агрегатів (1), утворений охолоджуваним елементом технологічного агрегату, повітропроводом (2), що підводить охолоджуюче повітря до нього, та повітропроводом (3), що відводить нагріте повітря в атмосферу, і пристрій утилізації тепла нагрітого повітря у складі повітроводу (6), що з'єднує повітропровід (3), що відводить нагріте повітря в атмосферу зі встановленим на ньому регулятором (4) витрати нагрітого повітря, з пристроєм (30) подачі нагрітого повітря споживачу тепла (5), забезпеченому датчиком (17) температури повітря, яка відрізняється тим, що додатково містить датчик температури зовнішнього повітря (23), причому датчики температури зовнішнього повітря (23) і повітря у споживача тепла (17) електричними зв'язками відповідно (22) і (18) з'єднані з процесором U 2 (11) 1 3 Найближчою за технічною суттю і технічним результатом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є система повітряного теплопостачання будівель компресорних цехів компресорних станцій (КС) і індивідуальних укриттів газоперекачуючих агрегатів (ГПА) з електричним і газотурбінним приводом, (див. Шелковській Б.І., Патиченко О.С, Захаров В.П. Утилізація і використання вторинних енергоресурсів компресорних станцій., Москва., «Надра», 1991г., стр.59, мал.22). Система працює наступним чином. В опалювальний період тепле повітря від джерела теплоти, що підлягає утилізації, - з системи охолоджування електродвигуна електроприводного агрегату або з теплообмінника утилізації, встановленого на вихлопній шахті ГТУ, поступає в загальний повітровід. Потім тепле повітря, розділяючись на два потоки, прямує в повітроводи, що підводять тепле повітря в опалювальні приміщення, наприклад, машинний зал компресорного цеху, а частина, наприклад, в галерею нагнітачів, і нагріває їх. Регулювання подачі теплого повітря в приміщення здійснюється за допомогою датчиків - реле температури, сполучених з електроприводами засувок. Суттєвими ознаками прототипу, співпадаючими з суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: контур повітряного охолоджування одного або більш агрегату, утворений охолоджуваним елементом технологічного агрегату, і повітроводами, що підводить охолоджуюче повітря і що відводить нагріте повітря, а також пристрій утилізації тепла нагрітого повітря у складі повітроводу, що сполучає повітропровід, що відводить нагріте повітря контуру охолоджування зі встановленим на ньому регулятором витрати з пристроєм подачі нагрітого повітря споживачу тепла 5, забезпеченому датчиком температури повітря. Недоліком прототипу є неможливість підтримувати позитивну температуру на всасе охолоджуваного елемента технологічного агрегату при мінусових температурах зовнішнього повітря, а також неможливість забезпечити необхідну температуру в опалювальному приміщенні утилізованим теплим повітрям в зимову пору року, і, крім того, неможливість оптимізувати роботу системи залежно від температури зовнішнього повітря і у споживача тепла, що знижує ефективність використання вторинних енергетичних ресурсів і приводить до підвищеної витрати палива. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити систему для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів шляхом розширення її технологічних можливостей за рахунок введення в неї нових ланок, утворюючих комбіновану систему опалювання виробничих приміщень, а саме: опалювання утилізованим теплом охолоджуючого агрегат повітря, а також за рахунок додаткового обігріву виробничих приміщень шляхом включення в систему опалювання водогрійного котла при мінусовій температурі зовнішнього повітря. Це забезпечує одночасне охолоджування технологічного агрегату, утилізацію тепла охолоджуючого повітря і підтримку необхідної температури в опалювальному приміщенні, 53510 4 тобто значне енергозбереження в процесі охолоджування технологічних агрегатів, а також безперебійну роботу пристрою при мінусовій температурі навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується тим, що система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів, що містить контур повітряного охолоджування одного або більш агрегату 1, утворений охолоджуваним елементом технологічного агрегату, повітропроводом 2, що підводить охолоджуюче повітря до нього, та повітропроводом 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, і пристрій утилізації тепла нагрітого повітря у складі повітроводу 6, що сполучає повітропровід 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу зі встановленим на ньому регулятором 4 витрати нагрітого повітря, з пристроєм 30 подачі нагрітого повітря споживачу тепла 5, забезпеченому датчиком 17 температури повітря, згідно корисної моделі, містить датчик температури зовнішнього повітря 23, причому датчики температури зовнішнього повітря 23 і повітря у споживача тепла 17 електричними зв'язками відповідно 22 і 18 сполучені з процесором 16, і контур водогрійного котла, що складається з водогрійного котла 10, циркуляційного насоса 11, теплопроводів подачі 12 і відведення 29 нагрітої води до нагрівальних приладів 13, встановлених у споживача тепла 5, при цьому на трубопроводі 27 підведення палива до водогрійного котла 10 встановлений регулятор витрати палива 14, а повітропровід 28 подачі повітря на горіння палива сполучений перемичкою 24 з повітропроводом 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, причому на ній встановлений регулятор 25 витрати нагрітого повітря, що подається на горіння палива у водогрійному котлі, при цьому на повітропроводі 6 пристрою утилізації встановлений регулятор 7 витрати нагрітого повітря, що подається споживачу тепла 5, причому повітропровід 2, що підводить охолоджуюче повітря і повітропровід 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, сполучені перемичкою 8 зі встановленим на ній регулятором 9 витрати повітря, що подається на всас охолоджуваного елемента, при цьому регулятори 14 витрати палива, що подається на горіння у водогрійний котел, 25 витрати нагрітого повітря, що подається на горіння у водогрійний котел, 7 витрати нагрітого повітря, що подається споживачу тепла 5, 9 витрати нагрітого повітря, що подається на всас охолоджуваного елемента технологічного агрегату, і 4 витрати нагрітого повітря, що відводиться в атмосферу, електричними зв'язками відповідно 15, 26, 20, 21 і 19 сполучені з процесором 16. Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Включення до складу системи контуру водогрійного котла створює комбіноване опалювання виробничих приміщень, а саме: опалювання утилізованим теплом охолоджуючого технологічний агрегат повітря, а також за рахунок додаткового обігріву виробничих приміщень шляхом включення в систему опалювання водогрійного котла при мінусовій температурі зовнішнього повітря. 5 Забезпечення системи датчиком температури зовнішнього повітря, а також з'єднання повітропроводів, що підводить охолоджуюче і що відводить нагріте повітря в атмосферу контуру повітряного охолоджування перемичкою зі встановленим на ній регулятором витрати забезпечує технологічну вимогу, при якій здійснюється охолоджування технологічного агрегату при мінусових температурах зовнішнього повітря, а саме: при зменшенні температури зовнішнього повітря, контрольованої датчиком температури, до мінусової, подачу на всас охолоджуючого елементу технологічного агрегату охолоджуючого повітря з позитивною температурою за рахунок подачі частини нагрітого повітря по перемичці. Встановлення на трубопроводі 27 підведення палива до водогрійного котла 10 регулятора 14 витрати палива, який залежно від температури в опалювальному приміщенні і температури зовнішнього повітря змінює витрату палива на підігрів води в котлі, забезпечує оптимальне регулювання витрати природного газу і, відповідно, економію палива. З'єднання трубопроводу 28 подачі повітря на горіння палива перемичкою 24 з повітропроводом 3, що відводить 3 нагріте повітря, забезпечує подачу частини нагрітого повітря на горіння палива у водогрійному котлі, тобто забезпечує додаткову утилізацію тепла охолоджуючого повітря технологічного агрегату. Встановлення регулятора 4 витрати повітря на повітропроводі 3, що відводить в атмосферу нагріте повітря в контурі охолоджування, забезпечує відведення надмірного тепла по відвідному повітропроводу за межі приміщення при підвищенні температури в опалювальному приміщенні. З'єднання трьох контурів системою автоматичного управління на базі мікропроцесорної техніки дозволяє корегувати їх роботу в найекономічнішому режимі з максимальним використанням утилізованого тепла. Контроль температури зовнішнього повітря, а також температури повітря у споживача тепла дозволяє корегувати витрату газу на водогрійний котел шляхом дії на регулятор 14 витрати газу на водогрійний котел, а також корегувати подачу нагрітого повітря на горіння палива у водогрійному котлі шляхом дії на регулятор 25 витрати нагрітого повітря. Подача частини нагрітого повітря з контуру охолоджування агрегату на горіння палива у водогрійний котел забезпечує додаткову утилізацію тепла технологічного агрегату і, відповідно, економію палива. Таким чином, система забезпечує одночасно охолоджування технологічного агрегату і утилізацію тепла охолоджуючого повітря, тобто значне енергозбереження в процесі охолоджування технологічних агрегатів. Система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів представлена на Фіг. Система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів містить контур повітряного охолоджування одного або більш агрега 53510 6 ту 1, утворений охолоджуваним елементом технологічного агрегату, і повітропроводом 2, що підводить охолоджуюче та повітропроводом 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, і пристрій утилізації тепла нагрітого повітря у складі повітроводу 6, що сполучає повітропровід 3, що відводить нагріте в контурі повітряного охолоджування повітря зі встановленим на ньому регулятором 4 витрати нагрітого повітря, що відводиться в атмосферу, з пристроєм 30 подачі повітря споживачу тепла 5, забезпеченому датчиком 17 температури повітря. Додатково система містить контур водогрійного котла, що складається з водогрійного котла 10, циркуляційного насоса 11, теплопроводів подачі 12 і відведення 29 нагрітої води до нагрівальних приладів 13 споживача тепла 5, причому на трубопроводі 27 підведення палива до водогрійного котла 10 встановлений регулятор 14 витрати палива, який електричним зв'язком 15 сполучений з процесором 16, сполученим електричними зв'язками 18 з датчиком температури 17, встановленим у споживача тепла. Система містить також датчик температури зовнішнього повітря 23, причому датчики температури зовнішнього повітря 23 і повітря у споживача тепла 17 електричними зв'язками відповідно 22 і 18 сполучені з процесором 16. Повітропровід 28 подачі повітря на горіння палива сполучений перемичкою 24 з повітропроводом 3 контуру повітряного охолоджування, що відводить нагріте повітря в атмосферу, причому на ній встановлений регулятор 25 витрати повітря, що подається на горіння у водогрійний котел, електричним зв'язком 26 сполучений з процесором 16, при цьому на повітропроводі 6 контуру утилізації встановлений регулятор 7 витрати нагрітого повітря, що подається споживачу тепла 5, електричним зв'язком 20 сполучений з процесором 16. При цьому повітропроводи контуру повітряного охолодження, а саме, повітропровід 2, що підводить охолоджуюче, і повітропровід 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, сполучені перемичкою 8 зі встановленим на ній регулятором витрати 9 нагрітого повітря, що подається на всас охолоджуваного елементу технологічного агрегату, причому він електричним зв'язком 21 сполучений з процесором 16, сполученим з датчиком температури зовнішнього повітря 23 електричним зв'язком 22. При цьому встановлений на відвідному 3 нагріте повітря в атмосферу повітропроводі контуру повітряного охолоджування регулятор витрати 4 нагрітого повітря, що відводиться в атмосферу, електричним зв'язком 19 сполучений з процесором 16. Система для утилізації тепла охолоджуючого повітря технологічних агрегатів працює таким чином. Повітря, що охолоджує охолоджуваний елемент технологічного агрегату 1 з температурою, рівній температурі зовнішнього повітря, по трубопроводу 2, що підводить охолоджуюче повітря, подають в контур охолоджування охолоджуваного елемента, де воно нагрівається за рахунок тепла, що виділяється при роботі технологічного агрегату 1. 7 53510 Нагріте повітря по повітропроводу 6 подається споживачу тепла 5 - в опалювальне приміщення, де змішується з повітрям цього приміщення і обігріває його. Температуру в опалювальному приміщенні контролюють датчиком температури 17. При перевищенні температури у споживача більш ніж, наприклад, 18°С÷20°С регулятор 7 витрати нагрітого повітря, що подається на опалення споживача тепла 5, перекриває подачу нагрітого повітря в опалювальне приміщення і по трубопроводу 3, що відводить нагріте повітря в атмосферу, нагріте повітря відводять в атмосферу. При зменшенні температури зовнішнього повітря, контрольованої датчиком температури 23, до мінусової, частину нагрітого повітря по перемичці 8 подають на всас охолоджуваного елемента технологічного агрегату. Таким чином забезпечують технологічну вимогу - позитивну температуру на всасі в охолоджуваний елемент при мінусових температурах зовнішнього повітря. Одночасно за допомогою регулятора 7 витрати нагрітого повітря, що подається на всас охолоджуваного елемента технологічного агрегату, зменшується його подача в опалювальне приміщення 5. Для забезпечення заданої температури в опалювальному приміщенні 5, контрольованої датчи Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 ком температури 17, в роботу включають водогрійний котел 10. Нагріта в ньому до необхідної температури вода циркуляційним насосом 11 по теплопроводу 12 подається в нагрівальні прилади 13, підтримуючи необхідну температуру в опалювальному приміщенні 5. При наявності надлишкового тепла його по теплопроводам подачі та відводу 31 нагрітої води подають іншим споживачам. При цьому частину нагрітого повітря з контуру охолоджування охолоджуваного елементу технологічного агрегату подають на горіння палива у водогрійний котел 10. При цьому температуру повітря в опалювальному приміщенні 5 регулюють зміною витрати палива, що подається на нагрів водогрійного котла 10, зміною витрати нагрітого повітря, що подається з контуру охолоджування охолоджуваного елементу технологічного агрегату на горіння палива у водогрійному котлі, і зміною відводу нагрітого повітря в атмосферу залежно від температури в опалювальному приміщенні і температури зовнішнього повітря. Таким чином, система забезпечує одночасно охолоджування технологічного агрегату і утилізацію тепла охолоджуючого повітря, тобто значне енергозбереження в процесі охолоджування технологічних агрегатів. 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