Opublikowano, dnia 20 czerwca 1958 r. 0 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40167 KL 13 b, 14/01 Inz. mgr Tadeusz Janke Gliwice, Polska Sposób wykorzystywania ciepla zródel naturalnych i odpadkowych do pod¬ grzewania wody zasilajqcej kotly i do celów grzejnych, przy jednoczesnym wytwarzaniu zimna i destylatu oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 28 stycznia 1952 r.Znane obecnie sposoby i urzadzenia wykorzy¬ stania ciepla zródel naturalnych i ciepla od¬ padkowego, np. wedlug patentu nr 35462, wpro¬ wadzaja podgrzewanie wody zasilajacej cie¬ plem zródel naturalnych i odpadkowym — przez znane zastosowanie strumienie parowych o wzrastajacym cisnieniu mieszanki pary swie¬ zej z kotla zasysanej z wyparek. Mieszanka tych par, zawierajaca cieplo pary swiezej z kotla i cieplo pary zasysanej z wody zródel naturalnych lub odpadkowych, przez jej od¬ parowanie pod próznia w wyparkach podgrze¬ wa wode zasilajaca kotly, dzieki czemu zmniej¬ sza sie zuzycie paliwa do wytwarzania swie¬ zej pary na te ilosc ciepla, która zostala po¬ brana ze zródla naturalnego lub odpadkowego i oddana w podgrzewaczach wodzie zasilaja¬ cej.Zastosowanie podgrzewania wody zasilaja¬ cej kotly cieplem zródel naturalnych i odpad¬ kowym, w analogicznie urzadzonej instalacji do celów grzejnych lub chlodniczych, powie¬ ksza wykorzystanie ciepla zródel naturalnych i ciepla odpadkowego, na jednostke ciepla spa¬ lonego paliwa pod kotlem, a tak samo powie¬ ksza wytwarzanie oziebiania sie wocfr i desty¬ latu w urzadzeniu.Sposoby te i urzadzenia sa proste w wykona¬ niu, lecz nie osiagaja wszystkich teoretycznych mozliwosci wykorzystania ciepla zródel na-} turalnych i odpadkowego, w stosunku do cie¬ pla paliwa, spalonego pod kotlem, i oprócz tego moga byc stosowane tylko w ' pewnych okreslonych warunkach.W powyzszych sposobach i urzadzeniach utrzy¬ muje sie w wyparkach i przed strumienicami jednakowa próznia, a wiec i jednakowa tem¬ peratura pary zasysanej i dlatego wynikaja niepotrzebne wieksze rozbieznosci w parame¬ trach mieszanki par za strumienicami a para zasysana, co w konsekwencji w pewnych przy¬ padkach obniza teoretyczne mozliwosci wy-korzystania ciepla zródel naturalnych 1 odpad¬ kowego *do podgrzewania wody zasilajacej ko- tiy, \ igiirnjfefJtatiastepstwie — w urzadzeniu grzejnym lub chlodniczym albo w ich skoja¬ rzeniu.W urzadzeniu wedlug wynalazku przy za¬ stosowaniu tegoz do pewnych warunków lo¬ kalnych unika sie rozbieznosci w parametrach pary, zmieszanej w strumienicach i zasysanej z wyparek przy pewnej komplikacji urzadze¬ nia, lecz przy powaznym powiekszeniu spraw¬ nosci, tzn. powiekszeniu! stosunku ciepla, wy¬ korzystanego ze zródel naturalnych i odpad¬ kowego, do zuzytego ciepla paliwa w kotle.Istota wynalazku jest sposób i urzadzenie do wykorzystania ciepla zródel naturalnych i odpadkowych, wprowadzajacy podgrzewanie wody zasilajacej kotly ^ przez^,zastosowanie znar nego szeregu strumienie parowych, wlaczo-i nych równolegle, o zblizonych do teoretycz- nycht wielkosci parametrów pary zasysanej i mieszanki ;dla kazdej z tych strumienie, przed i za strumienica, przy tym cisnienie pary za strumienicami stopniowo od strumienicy do strumienicy wzrasta, a próznia przed stru¬ mienicami stopniowo pogarsza sie.Wyparki podzielone sa na sekcje i w kazdej z„ nich utrzymuje sie próznia o wielkosciach parametrów ssania, odpowiadajacych dolaczo¬ nej strumienicy. Woda: z cieplem zródla na¬ turalnego lub odpadkowego przeplywa przez sekcje i w kazdej z nich rozpryskuje sie, cze¬ sciowo odparowujac, i stopniowo, odpowiednio do prózni, wytwarzanej przez strumienice, obni- za^swoja temperature, tak ze w sekcji na wej¬ sciu tej wody do wyparki temperatura wody i pary zasysanej jest najwieksza, a w sekcji na wyjsciu z wyparki — najmniejsza.Przeto w stosunku do znanych sposobów i urzadzen, powieksza sie (liczac na jednostke ciepla spalonego paliwa pod kotlem) pobiera¬ nie ciepla ze zródel naturalnych i odpadkowe¬ go nie tylko do podgrzewania wody zasila¬ jacej kotly, lecz i analogicznie w ujrzadzeniu do celów grzejnych, po jednoczesnie zwieksza tak samo ilosc wytwarzanego chlodu i desty¬ latu.Przy uzyciu w obiegu wyparek roztworów nie zamarzajacych urzadzenie i sposób pozwa¬ laja efektywnie pobierac cieplo zródel natu¬ ralnych lub odpadkowe przy temperaturach po¬ nizej 0°C.Na rysunku uwidoczniony jest schemat urza¬ dzenia.Swieza pare z kotla 1 doprowadza sie do stru¬ mienie 2—7, urzadzenia podgrzewajacego wode zasilajaca kotly i do strumienie 8—13 instalacji grzejnej.Strumienice 2—7 zasysaja pare odpowiednio z sekcji a, b, c. d, e, /, wyparki 14, w których próznia od sekcji / do sekcji a stopniowo po¬ glebia sie. W sekcjach wyparki 14 rozprysku¬ je sie woda lub nie zamarzajacy roztwór, za¬ wierajacy cieplo zródel naturalnych lub odpad¬ kowych. Wieksza czesc tej wody doprowadza sie przez regulujaca zasuwe 15 do sekcji /, w któ¬ rej woda ta po czesciowym odparowaniu i ochlo¬ dzeniu tloczy sie pompa 16 do nastepnej sekcji c i tam ponownie, po odparowaniu i ochlodzeniu przy glebszej prózni niz w sekcji /, tloczy sie do sekcji d i tak dalej, analogicznie, az do sekcji a, skad pompa 21 jest tloczona do urzadzenia roz- pryskowego 22, gdzie rozpryskuje sie i podgrze¬ wajac oraz jednoczesnie ochladzajac spaliny wlasnych kotlów, pieców lub innych zródel cie¬ pla odpadkowego albo powietrza ze zródel na¬ turalnych, jak np. powietrza wychodzacego z kopalni, w zaleznosci od tego jakie zródlo istnie¬ je lokalnie. Woda z urzadzenia rozpryskowego 22 przez filtr 23 i zawór 15 plynie do wyparki 14, gdzie obieg powtarza sie, czesc zas wody do¬ plywa do zaworów regulujacych 24, dzieki cze¬ mu osiaga sie doregulowanie wielkosci prózni w sekcjach i na ssaniu strumienie Dodawanie wody na pokrycie jej strat w obiegu realizuje sie przez zasuwe 25, a odmulanie przez zasuwe 26. Mieszanka pary swiezej i zasysanej z sekcji wyparek, cisnienie której stopniowo wzrasta od strumienicy 2 do strumienicy 7, zasila podgrze¬ wacze 27—32 wody zasilajacej kotly, przez któ¬ re ta woda kolejno jest przetlaczana pompa 33 z akumulatora 34, a nastepnie pompa 35 do ko¬ tlów I. Kondensat mieszanki par w podgrze¬ waczach skrapla sie i -splywa kaskada z pod¬ grzewacza 32 do podgrzewacza 27, skad splywa i zbiera sie w akumulatorze 34, do którego do¬ prowadza sie przez zawór regulacyjny 36 w ra¬ zie potrzeby kondensat z urzadzenia grzejriego.Akumulator 34 i wyparka 14 polaczone sa ru¬ rociagiem, aby utrzymac w akumulatorze próz¬ nie, która reguluje sie zaworem 37, stosownie do prózni kondensacji mieszanki ^ w podgrzewa¬ czu 27.W urzadzeniu grzejnym strumienice 8—13 zasysaja pare z sekcji g, h, i, k, l, m, wyparki 38, wytwarzajac próznie, stopniowo pogarsza¬ jaca sie od sekcji g do sekcji m, w których rozpryskuje sie woda. — 2 —Woda ta doprowadza sie przez zawór regu¬ lacyjny 39 i w przypadku instalacji grzejnej przemyslowej przeplywa od sekcji m do l przez tloczenie pompa 40, nastepnie z sekcji l pompa 41 do sekcji k i tak dalej, analogicznie az do sekcji g, skad pompa 45 przez zawór 46 jest tloczona bezposrednio do zródla naturalnego lub do urzadzenia rozpryskowego 22, albo w przypadku pracy z zastosowanym niezamarza¬ jacym roztworem — przez podgrzewanie go w wymienniku ciepla 48 cieplem zródla naturalne¬ go, tloczy sie dalej przez zawór 47, wymien¬ nik ciepla 48 i zawór 49, przy zamknietych za¬ worach 46 i 50 do sekcji m, poza tym obieg powtarza sie. W przypadku zastosowania do ogrzewania pomieszczen lub innych celów przy zmiennej koncowej temperaturze podgrzewania wody doprowadzanej do odbiorców, czesc strumienie powinna byc odlaczona i wtedy, aby uniknac niepotrzebnego przetlaczania wo¬ dy lub roztworu przez nieczynne sekcje wyparki 38, woda moze byc doprowadzana przez odpo¬ wiedni zawór 51 czynnej sekcji, przy pozosta¬ lych zaworach 51, uzytych do podregulowania prózni w sekcjach. Strumienice 8—13 zasysaja pare z sekcji wyparki 38 i nastepnie ja sprezaja tak, ze cisnienie za strumienicami pary zmie¬ szanej stopniowo wzrasta od strumienicy 8 do 13.Mieszanka ta podgrzewa w zbiornikach 52—57 wode, tloczona pompa 58 przez zbiorniki do od¬ biorców ciepla 59, gdzie woda ta ochladza sie i z powrotem tloczona jest pompa 58 do zbior¬ ników. Kondensat z nich splywa kaskada i zbie¬ ra sie w zasobniku ciepla 60, skad pompa 61 jest tloczony do odbiorców 62, a mala jego czesc dla pokrycia strat w obiegu sieci grzejnych na ssanie pompy 58. Zasobnik jest polaczony ruro¬ ciagiem z wyparka 14 przez zawór regulacyj¬ ny 63, by utrzymac próznie odpowiednia do prózni w zbiorniku pracujacym w tym momencie z najglebsza próznia. Woda goraca z instalacji grzejnej przemyslowej z jednakowa temperatura grzejna, jak i woda zasilajaca kotly, moze przez regulacyjny zawór 64 doplywac do pompy 35, która ja ssie. W przypadku, gdy temperatury kon¬ cowe podgrzewania w zbiornikach i podgrzewa¬ czach sa rózne, a ciepla, np. odpadkowego z woda o wyzszej temperaturze do zasilania wyparki 14 brakuje, to brakujaca ilosc ciepla moze byc prze¬ kazana ze zródla naturalnego wodzie zasilaja¬ cej z trzeciego urzadzenia, podgrzewajacego kon¬ densat do temperatury wody zasilajacej kotly, który przez zawór 64 przeplywa do pompy 35.Analogicznie przy pewnych nadlmiarach ciepla zródla odpadkowego o wyzszej temperaturze, moze byc czynne trzecie urzadzenie grzejne, by lepiej wykorzystac zblizenie parametrów pary ssacej i sprezonej. Spaliny z kotla 1 przechodza przez urzadzenie rozbryzgowe 22 i zasysane sa przez wentylator 65, przy czym moga byc wyrzu¬ cane do atmosfery nawet przy temperaturze ponizej 0°C, — w przypadku roztworów nie za¬ marzajacych. W pewnych warunkach lokalnych para swieza moze byc wytwarzana w centralnej kotlowni z podgrzewaniem wody zasilajacej kotly cieplem zródel naturalnych, urzadzenia zas grzejne moga byc umieszczone przy oddzia¬ lach zakladu przemyslowego.Gdy w tych oddzialach jest zapotrzebowanie pary o kilku cisnieniach, swieza para z kotlów moze byc doprowadzana do analogicznego urza¬ dzenia grzejnego z tym, ze zbiorniki staja sie zbedne, a para strumienie bedzie uzyta do tych celów bezposrednio. Przy dostatecznej ilosci ciepla odpadkowego i jednakowej temperaturze podgrzewania wody technologicznej i wódy za¬ silajacej kotly, oddzielne urzadzenie grzejne jest zbedne i woda fabrykacyjna moze byc oddawana z urzadzenia zasilajacego kotly, wy¬ konanego na wieksza wydajnosc.Schemat urzadzenia moze byc dostosowany do warunków*lokalnych.Splyw kondensatu w zbiornikach i podgrze¬ waczach moze byc wykonany nie tylko kaskado¬ wo, lecz i innymi znanymi sposobami.Przy pionowym wykonaniu wyparek 14 i 38 mozna uniknac stosowania pomp przetlaczaja¬ cych wode przez sekcje, gdyz woda bedzie sply¬ wala i rozpryskiwala pod wlasnym cisnieniem z górnych do dolnych sekcji od m do g i od / do a. PL