PL212101B1 - Sposób regulacji temperatury czynnika użytkowego w węźle cieplnym i węzeł cieplny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji temperatury czynnika użytkowego w węźle cieplnym i węzeł cieplny, który to węzeł obok sieci przesyłowej jest podstawowym ogniwem w przekazywaniu energii cieplnej od producenta do konsumenta.

Zbiorowe zaopatrzenie w energię cieplną rodzi naturalną niedogodność polegającą na tym, że aby odbiorcy najdalej położeni od źródła mogli dowolnie korzystać z energii cieplnej, pozostali muszą mieć zawyżone ciśnienie dyspozycyjne nośnika energii cieplnej. W hydraulicznym transporcie energii cieplnej niedogodność ta staje się podwójnie uciążliwa w stosunku do zbiorowego zaopatrzenia w wodę, gdyż straty ciśnienia powstają zarówno w rurociągach doprowadzających nośnik energii do odbiorcy, jak i w rurociągach odprowadzających nośnik energii do źródła.

Węzeł cieplny ma za zadanie przyjęcie energii z sieci ciepłowniczej i przetworzenie jej na postać odpowiednią dla potrzeb konsumentów. W związku z tym na węzeł cieplny spada konieczność likwidacji nadwyżki ciśnienia dyspozycyjnego występującego w danym punkcie sieci ciepłowniczej, co odbywa się poprzez zastosowanie w węźle cieplnym zaworów redukcyjnych dławiących występujące w sieci ciśnienie dyspozycyjne do wartości potrzebnej do pracy węzła. W znanym węźle cieplnym oprócz wymienionych zaworów regulacyjnych temperatury w obiegu centralnego ogrzewania (co.) i temperatury ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) znajduje się pompa obiegowa obiegu co, pompa cyrkulacji w układzie c.w.u. oraz czujniki i sterowniki temperatury.

W węźle cieplnym przetworzenie energii cieplnej pobieranej z sieci ciepłowniczej na postać odpowiednią dla odbiorców następuje poprzez wymianę ciepła na wymiennikach i ustalenie odpowiedniej temperatury czynnika użytkowego polegające na regulacji dopływu czynnika z sieci ciepłowniczej do wymienników przez zawory regulacyjne ustalające temperatury w obiegu co. i c.w.u.

Sposób regulacji temperatury czynnika użytkowego w węźle cieplnym według wynalazku polegający na regulacji dopływu czynnika sieciowego z sieci ciepłowniczej do wymienników przez zawory regulacyjne ustalające temperaturę w obiegu centralnego ogrzewania i temperaturę ciepłej wody użytkowej, charakteryzuje się tym, że po wyczerpaniu możliwości regulacji temperatury czynników do odbiorców ciepła przez zawory regulacyjne w wyniku niedoboru ciśnienia dyspozycyjnego w sieci ciepłowniczej, uruchamia się pompę czynnika sieciowego i dalsza regulacja temperatury w obiegu centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej odbywa się przez regulację prędkości obrotowej tej pompy.

Węzeł cieplny według wynalazku mający wymienniki ciepła, pompę obiegową obiegu centralnego ogrzewania, pompę cyrkulacji w układzie ciepłej wody użytkowej oraz zawory regulacyjne temperatury w obiegu centralnego ogrzewania i temperatury ciepłej wody użytkowej, jak i czujniki oraz sterowniki, charakteryzuje się tym, że wyposażony jest w pompę czynnika sieciowego o regulowanej wysokości podnoszenia, zainstalowaną na drodze przepływu nośnika energii z sieci ciepłowniczej. Wydajność pompy jest tak dobrana, że odpowiada maksymalnemu zapotrzebowaniu nośnika energii z sieci ciepłowniczej przez węzeł cieplny, natomiast wysokość podnoszenia pompy jest tak dobrana, że odpowiada stratom hydraulicznym na urządzeniach węzła cieplnego i na przyłączu do węzła cieplnego, przy maksymalnym przepływie wody sieciowej.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku, przy ustalaniu ciśnienia dyspozycyjnego dla sieci ciepłowniczej w źródle ciepła można pominąć wymagane ciśnienie dyspozycyjne dla węzłów cieplnych. Wówczas ciśnienie dyspozycyjne dla sieci ciepłowniczej powinno być równe stratom hydraulicznym w obiegu sieci cieplnej, liczonym w stosunku do reprezentatywnych węzłów cieplnych i powinno się ono zmienić od wartości zbliżonej do zera do wartości maksymalnej, w funkcji parabolicznej od przepływu.

Wynalazek pozwala na znaczące obniżenie zużycia energii elektrycznej na transport energii cieplnej od wytwórcy do konsumentów.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono schematycznie dwufunkcyjny węzeł cieplny.

Podstawowymi elementami dwufunkcyjnego węzła cieplnego są: wymiennik 1 1-go stopnia podgrzewu c.w.u., wymiennik 2 2-go stopnia podgrzewu c.w.u., wymiennik 3 dla co., pompa obiegowa 4 obiegu co., pompa cyrkulacji 5 w układzie c.w.u., pompa 6 czynnika sieciowego, zawór regulacyjny 7 temperatury w obiegu co., zawór regulacyjny 8 temperatury c.w.u., czujnik 9 temperatury na zasilaniu co., czujnik 10 temperatury na zasilaniu c.w.u., czujnik 11 temperatury zewnętrznej, sterownik 12 temperatury co., sterownik 13 temperatury c.w.u.

PL 212 101 B1

Pompa 6 zainstalowana jest na drodze przepływu nośnika energii z sieci ciepłowniczej. Wydajność pompy 6 odpowiada maksymalnemu zapotrzebowaniu nośnika energii z sieci ciepłowniczej przez węzeł cieplny, a wysokość podnoszenia pompy 6 odpowiada stratom hydraulicznym na urządzeniach węzła i na przyłączu do węzła, przy maksymalnym przepływie wody sieciowej.

Działanie węzła cieplnego jest następujące:

Dopóki ciśnienie dyspozycyjne w sieci ciepłowniczej jest wystarczające dla pracy węzła, dostosowanie temperatury zasilania w obiegu co do właściwego poziomu, odpowiedniego dla temperatury otoczenia odbywa się przez regulację dopływu czynnika z sieci ciepłowniczej zaworem regulacyjnym 7. Podobnie utrzymanie właściwej temperatury c.w.u. odbywa się przez regulację dopływu czynnika z sieci ciepłowniczej zaworem regulacyjnym 8.

Jeżeli jednak ciśnienie dyspozycyjne w sieci ciepłowniczej staje się zbyt małe dla potrzeb pracy węzła, zawory regulacyjne 7, 8 na dopływie czynnika z sieci ciepłowniczej zostają całkowicie otwarte. Dalsza regulacja tymi zaworami staje się niemożliwa i wówczas sterowniki 12, 13 uruchamiają pompę 6 czynnika sieciowego przenosząc regulację na pompę 6. W zależności, który sterownik pierwszy wyczerpie możliwości regulacji temperatury czynnika użytkowego zaworem regulacyjnym, podejmuje dalszą regulację przez regulowanie prędkości obrotowej pompy 6 czynnika sieciowego.

Claims (3)

1. Sposób regulacji temperatury czynnika użytkowego w węźle cieplnym polegający na regulacji czynnika z sieci ciepłowniczej do wymienników przez zawory regulacyjne ustalające temperaturę w obiegu centralnego ogrzewania i temperaturę ciepłej wody użytkowej, znamienny tym, że po wyczerpaniu możliwości regulacji temperatury czynników do odbiorców ciepła przez zawory regulacyjne (7, 8) w wyniku niedoboru ciśnienia dyspozycyjnego w sieci ciepłowniczej, uruchamia się pompę (6) czynnika sieciowego i dalszą regulację temperatury obiegu centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej przeprowadza się poprzez regulację prędkości obrotowej pompy (6) czynnika sieciowego.

2. Węzeł cieplny mający wymienniki ciepła, pompę obiegową obiegu centralnego ogrzewania, pompę cyrkulacji w układzie ciepłej wody użytkowej, zawory regulacyjne temperatury w obiegu centralnego ogrzewania i temperatury ciepłej wody użytkowej oraz czujniki i sterowniki, znamienny tym, że wyposażony jest w pompę (6) czynnika sieciowego o regulowanej wysokości podnoszenia, zainstalowaną na drodze przepływu nośnika energii z sieci ciepłowniczej.

3. Węzeł według zastrz. 2, znamienny tym, że wydajność pompy (6) jest tak dobrana, że odpowiada maksymalnemu zapotrzebowaniu nośnika energii z sieci ciepłowniczej przez węzeł cieplny, a wysokość podnoszenia pompy (6) jest tak dobrana, że odpowiada stratom hydraulicznym na urządzeniach węzła cieplnego i na przyłączu do węzła cieplnego, przy maksymalnym przepływie wody sieciowej.