RU1778452C - Автономна система гор чего водоснабжени - Google Patents

Abstract

Использование: в промышленных и бытовых системах гор чего водоснабжени . Сущность изобретени , дл  уменьшени  затрат на магистральные сети путем использовани  теплоты слианой воды система содержит баки-аккумул торы гор чей и холодной воды, установленные на трубопроводах гор чей и холодной воды соответственно, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточ- ной воды от магистрального трубопровода и сливной трубопровод Систем э также содержит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумул тор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарител , соответственные линии нагрева и охлаждени  ко- торых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регул тором температуры трубопроводам гор чей и холодной воды. Испаритель теплового насоса выполнен секционным, кажда  секци  которого снабжена дополнительной теплооб- менной поверхностью. Лини  подпиточной воды подключена через регулируемые по температуре клапаны, к дополнительным теплообменным поверхност м испарител  и к трубопроводу холодной воды. Бак-аккумул тор гор чей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе дополнительно установлен пиковый подогреватель гор чей воды, 3 ил (Л С

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике , а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в промышленных и бытовых системах гор чего водоснабжени 

Известна система гор чего водоснабжени , содержаща  бак-аккум л тор, линию подпиточной водопроводной воды от магистрального трубопровода, подключенной параллельно через распределительные сто ки к водоразборной и смесительно-во- доразборной арматуре, причем распределительна  сеть гор чей воды снабжена включенными последовательно по ходу потока нагревател ми первой и второй ступени , в которых сетева  вода тепловой сети подогревает водопроводную воду.

К недостаткам данной системы гор чего водоснабжени  относитс  слив в канализацию теплой и холодной воды после использовани  у потребител , что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу особенно ценной питьевой водопроводной воды, а также перерасходу энергии

Наиболее-близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому

vj 00 4 СЛ

ю

зультату  вл етс  система гор чего водоснабжени , содержаща  баки-аккумул торы гор чей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором,распределительные сети гор чего водоснабжени  и холодной воды, водоразборные краны холодной и гор чей воды, низкопотенциальный источник теплоты, подключенный к испарителю теплового насоса, линию под- питочной воды от магистрального трубопровода , сливной трубопровод, насосы и магистральные сети. В данной системе гор чего водоснабжени  питьева  вода и гор ча  вода после использовани  у потребител  сливаютс  в канализацию, uro приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу питьевой водопроводной воды, а также к перерасходу энергии. Кроме этого, в качестве низкопотенциального источника используетс  навозохранилище, что существенно ограничивает область применени  данной системы гор чего водоснабжени .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение затрат на магистральные сети путем использовани  теплоты сливной воды.

На фиг.1 изображена схема системы гор чего водоснабжени ; на фиг,2 -емкость с коаксиальным расположением секций; на фиг.З - емкость с расположением секций вдоль ее длины.

Автономна  система гор чего водо- снабжени  содержит бак-аккумул тор 1 гор чей воды с уровнемером, в нижнюю часть которого вмонтирован доводчик температуры 2, а на его входном патрубке установлен вентиль 3, управл емый уровнемером, размещенным в баке-аккумул торе 1 гор чей воды. На подающем сто ке 4 гор чей воды - циркул ционный насос 5 и пиковый подогреватель 6, который расположен перед трубопроводами 7, каждый из которых подключен ко входному патрубку гор чей воды трехходового смесительного крана 8 с дистанционным регул тором температуры 9. Подающий сто к 4 через воздушный кран 10 сообщаетс  с атмосферой На обратном сто ке 11 циркул ционного контура размещен обратный клапан 12. В состав системы входит бак-аккумул тор 3 холодной воды с установленным в нем уровнемером. На подающем сто ке 14 холодной воды размещен циркул ционный насос 15. К обратному сто ку 16 подключены трубопроводы 17, каждый из которых подключен ко входному патрубку холодной воды трехходового смесительного крана 8, а перед баком-аккумул тором 13 холодной воды на обратном сто ке 16 установлен обратный клапан 18. Подающий сто к 14 через воздушный кран

19 сообщаетс  с атмосферой. Выходной патрубок трехходового смесительного крана 8 подключен к водоразборному крану 20, из которого смесь холодной и гор чей воды

подаетс  абоненту, а использованна  вода через приемники слива 21 (раковины, ванны и т.д.) поступает в сливной трубопровод 22. На сливном трубопроводе 22 последовательно по ходу потока размещены отстой0 ник 23 с уровнемером, на сливном патрубке которого установлен регулируемый вентиль

24,управл емый от уровнемера, фильтры

25,бак-аккумул тор 26 неочищенного слива с уровнемером, насос 27, регулируемый вен5 тиль 28, регулируемый от уровнемера бака- аккумул тора 26 неочищенного слива, химводоподготовительна  установка 29, бак-аккумул тор 30 очищенного слива с уровнемером, насос 31, регулируемый вен0 тиль 32, регулируемый от уровнемера бака- аккумул тора 30 очищенного слива. На сливном трубопроводе перед фильтрами и за ними, а также на выходных патрубках баков-аккумул торов 26 и 30 установлены

5 запорные вентили 33. Сливной трубопровод 22 после регулируемого вентил  32 разветвлен на два трубопровода. Один трубопровод подсоединен ко входу испарител  теплового насоса с греющей стороны, вы0 полненного из трех последовательно соединенных по нагреваемой и греющим средам секций 34--36, в каждую из которых встроена дополнительна  теплообменна  поверхность 37-39 соответственно. Выходной

5 трубопровод из последней секции 36 испарител  соединен с распределительной сетью 40 холодной воды. Другой трубопровод 41 подсоединен ко входу конденсатора 42 с нагреваемой стороны, выходной

0 трубопровод из которого подсоединен к распределительной сети гор чего водоснабжени  43. В состав теплового насоса вход т, кроме испарител  и конденсатора 42, компрессор 44 с приводом 45 и дрос5 сельный вентиль 46 На разветвлении трубопроводов установлены вентили 47 и 48. позвол ющие измен ть соотношение потоков воды, направл емой в распределительные сети гор чей 43 и холодной 40 воды.

0 Между распределительными сет ми гор чей 43 и холодной 40 воды установлена перемычка 49, на которой размещен насос 50 и регул тор температуры 51 с температурным датчиком, установленным на распреде5 лительной сети 43 гор чей воды. К распределительной сети 40 холодной воды подключен вентиль 52, управл емый уровнемером , установленным в баке-аккумул торе 13 холодной воды. Лини  подпиточной воды 53 через регулируемый вентиль 54 подключена к коллектору 55, на выходных патрубках которого установлены регулируемые вентили . Дополнительные теплооб- менные поверхности 37-39 секций испарител  соединены между собой последовательно, причем к входу первой теплообменной поверхности 37 подключен выходной патрубок вентил  56, в промежутках между первой 37 и второй 38, между второй 38 и третьей 39, теплообменными поверхност ми подключены выходные патрубки вентилей 57 и 58, а к выходу третьей 39 теплобменной поверхностью подключен выходной патрубок вентил  59, при этом выход третьей теплообменной поверхности 39 соединен с выходным трубопроводом последней секции 36 испарител  через обратный клапан 60. Кроме этого, к испарителю подводитс  теплота от низкопотенциального источника тепла.

Дл  уменьшени  потерь теплоты от воды , хран щейс  в баках-аккумул торах, баки-аккумул торы системы могут быть выполнены в виде единой теплоизолированной емкости, содержащей столько теплоизолированных друг от друга секций, сколько баков-аккумул торов имеетс  в системе с температурой воды, превышающей температуру окружающей их среды. В варианте емкости с коаксиальным расположением секций внутренн   секци  содержит гор чую воду с температурой Ti, смежна  с ней секци  содержит тепловую неочищенную воду с температурой Тз, причем Ti T2 Тз. В варианте емкости с расположением секций вдоль емкости то рсть разделенной вертикальными теплоизолированными перегородками,температура воды в первой секции равна Т,, во второй секции равна Т2. в третьей секции равна Тз, причем

Т1 Т2 Тз.

Система гор чего водоснабжени  работает следующим образом.

В периоды водоразбора гор ча  и холодна  вода из баков-аккумул горов гор чей 1 и холодной 13 водь: с помощью насосов 5 и 15 соответственно подаетс  в трехходовые смесительные краны 8 и дальше в водоразборные краны 20, а после использовани  сливаетс  через приемники слива 21 (раковины, ванны и т.д.) в сливной трубопровод 22. С помощью дистанционного регул тора температуры 9 с температур- ной шкалой и ручкой плавного регулировани  осуществл етс  установка абонентом на выходном патрубке трехходового смесительного крана 2 требуемой температуры гор чей воды. При закрытом водоразборном кране 20 ручка дистанционного регул тора температуры 9 выведена в

крайнее положение, соответствующее температуре холодной воды, при котором проход гор чей воды к выходному патрубку трехходового смесительного крана 8 за- 5 крыт, то есть исключен переток воды из бака-аккумул тора 13 холодной воды в бак-аккумул тор 1 гор чей воды и наоборот через трехходовый смесительный кран 8. По мере движени  по сливному трубопроводу

0 22 вода проходит последовательно две стадии очистки. предварительную от механических примесей и основную, включающую химическую, биологическую и другие виды обработки воды. Дл  предварительной очи- 5 стки сливной воды используетс  отстойник 23 и фильтр 25. При накоплении отсто  в отстойнике 23 до заданного уровн  по сиг- папу от уровнемера открываетс  вентиль 24 и отстой сливаетс  в канализацию. Тонка 

0 счистка сливной воды от механических примесей осуществл етс  о фильтрах 25, которые периодически поочередно промываютс . После предварительной очистки вода сливаетс  в бак-зккумул тор 26

5 неочищенного слива с размещенным в нем уровнемером. При накоплении воды в баке- аккумулчторе 26 до верхнего уровн  по сигналу уровнемера включаетс  насос 27 и одновременно открываетс  вентиль 28. В

0 результате веда из бака-аккумул тор 26 поступает Б хг.мводоподготовчтельную установку 29, а из нее после обработки вода поступает в бак-акк мул тор 30 очищенного ел 1ва Насос 31 может включатьс  в работу

5 ак по сигнапу уровнемера при достижении верхнего уровн  сливной очищенной зоды в Ь ке-аккуму  торе 30 очищенного слива, который одновременно с включением насоса 31 открывает регулируемый зентиль 28 и

О включает привод 45 компрессора 44 теплового насоса, так и по команде оператора в период ночного провача нагрузки. При включении насоса 31 и теплового насоса сливна  вода из бака-аккумул тора 30 очи5 щепного слива раздел етс  на два потока. Часть потока очищенной и обработанной воды охлаждаетс  в испарителе теплового насоса дс температуры 4-5°С, а друга  его часть нагреваетс  в конденсаторе 42 тепло0 вого насоса. Нагрета  и охлажденна  вода после теплового насоса поступает в распределительную сеть гор чей 43 и холодной 40 воды, откуда она подаетс  в местные системы гор чего водоснабжени  и холодной во5 ды. Из распределительных сетей 43 и 40 вода соответственно поступает в баки-аккумул торы гор чей 1 и холодной 13 воды. Если температура гор чей воды после конденсатора 42 ниже заданного значени , до- гоев ее производитс  доводчиком

температуры 2, установленным в баке-аккумул торе 1 гор чей воды. В качестве доводчика температуры могут использоватьс  либо электрический нагреватель, либо нагреватель , в котором использована теплота сетевой воды из подающей или обратной линии тепловой сети. Дл  подогрева гор чей воды может также использоватьс  пиковый подогреватель 6, когда абоненту в течение непродолжительного времени требуетс  вода после конденсатора выше заданного значени  по сигналу температурного датчика, установленного на распределительной сети 43 гор чей воды, открыбаетс  вентиль регул тора температуры 51 и включаетс  насос 50. В результате холодна  вода из распределительной сети холодной воды 40 подмешиваетс  к гор чей, снижа  ее температуру до задан ного значени . Если вода в баке-аккумул торе 1 гор чей воды достигает верхнего уровн , по сигналу уровнемера закрываетс  вентиль 3 и выключаетс  тепловой насос. При достижении верхнего уровн  воды в баке-аккумул торе 13 холодной воды по сигналу уровнемера открываетс  вентиль 52, через который излишек холодной воды сливаетс  в канализацию. В случае снижени  уровн  воды в баке-аккумул торе 13 холодной воды до нижней отмесш по сигналу уровнемера открываетс  вентиль 54 на линии подпиточной воды 53, если при этом уровень воды в баке-аккумул торе 30 ниже нижнего уровн . Поскольку температура подпиточной воды в течение года может мен тьс  в пределах от 5 до 25°С, то более полного использовани  теплоты этой воды испаритель выполнен в виде р да последовательно соединенных секций 34-36, в каждую из которых встроена теплообменна  поверхность 37-39 соответственно. Через эти теплообменные поверхности проходит подпиточна  вода, причем количество секций испарител , в которых производитс  отбор теплоты у подпиточной воды, зависит от ее температуры. Подключение теплообмен- ных поверхностей соответствующих секций испарител  осуществл етс  с помощью регулируемых вентилей 56-59. Так, если температура подпиточной воды 25°С, то открываетс  регулируемый вентиль 56, а остальные регулируемые вентили в это врем  закрыты. Если температура подпиточной воды становитс  ниже 25°С, открываетс  регулируемый вентиль 57, а вентили 56-59 закрыты. Если температура подпиточной воды становитс  ниже 15°С, открываетс  вентиль 58, а остальные регулируемые вентили 56-59 закрыты. Если температура подпиточной воды становитс  равной 5°С и

ниже, открываетс  вентиль 59, а вентили 56-58 закрыты, то есть в этом случае подпиточна  вода подаетс  в систему, мину  испаритель .

Данна  автономна  система гор чего

водоснабжени  позвол ет использовать сливную воду как в качестве низкопотенциального источника теплоты, так и повторно после соответствующей очистки и обработки в качестве гор чей и холодной воды в системе гор чего водоснабжени  с возможностью регулировани  гор чей воды на во- доразборе, что позвол ет экономить не только энергию, но также и питьевую водопроводную воду со значительным снижением затрат на магистральные сети. Кроме этого, существенно расшир етс  область применени  такой системы, так как она не св зана .с внешним низкопотенциальным

источником теплоты. Предложенна  схема также позвол ет с большой эффективностью использовать теплоту питьевой водопроводной воды, котора  используетс  в качестве подпитсчной. Использование трехходового смесительного крана с дистанционным регул тором температуры позвол ет повысить точность получени  требуемой температуры гор чей воды на водоразборе, а следовательно, и экономичность системы,

а также повысить удобство эксплуатации водоразборных смесительных кранов. Выполнение же баков-аккумул торов с разной температурой воды в виде единой емкости позвол ет существенно уменьшить теплопотери в системе. Достоинством этой схемы  вл етс  также и то, что она не загр зн ет окружающую среду тепловыми выбросами и сточными водами.

40

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автономна  система гор чего водоснабжени , содержаща  баки-аккумул торы гор чей и холодной воды, установленные

   на трубопроводах гор чей и холодной воды соответственно, тепловой насос с исполнителем и конденсатором, линию ьодпиточ- ной воды от магистрального трубопровода и сливной трубопровод, отличающа с 

   тем, что, с целью уменьшени  затрат на магистральные сети путем использовани  теплоты сливной воды, система дополнительно содержит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его

   выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумул тор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарител , соответственные линии нагрева и охлаждени 

   которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регул тором температуры трубопроводам гор чей и холодной воды, испаритель теплового насоса выполнен секционным, кажда  секци  которого снабжена дополнительной теплообменной поверхностью, лини  подпиточной воды подключена через регулируемые по температуре клапаны с дополнительными тепло- обменными поверхност ми испарител  и с трубопроводом холодной воды, бак-аккумул тор гор чей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе гор чей воды после бака аккумул тора дополнительно установлен пиковый подогреватель гор чей воды.

   к:

   -ДА&

   26

   JJ 272823

   30 33 J/ 32

   фиг.1

   Фиг, 2

   Л2

   «,

   .«

   - 60

   J/ 32

   47

   7-Я 53 5Ь

   /

   55

   Г, V7j

   Фиг.З