RU2168113C1

RU2168113C1 - District heating system

Info

Publication number: RU2168113C1
Application number: RU2000116908/06A
Authority: RU
Inventors: А.Д. Кузьмин; С.В. Скобелев; В.В. Кузнецов
Original assignee: Кузьмин Алексей Дмитриевич
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: heat supply of dwelling, public and industrial buildings. SUBSTANCE: district heating system comprises the direct and return mains of the heating system, making up jointly with the local circulation circuit of the building heating appliances a system of centralized circulation of the heat-transfer agent, connected in which to the return mains with the return heat-transfer agent is the low-temperature heating system by the floor heating panels. A local afterheating source of heat energy is connected to the feeding pipe-line of the low-temperature heating system by the floor heating panels. EFFECT: enhanced reliability of the heating system. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к области централизованного теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, имеющих тепловые пункты, соединенные с прямым и обратным магистральными трубопроводами централизованной системы циркуляции теплоносителя от центральной котельной или ТЭЦ (далее по тексту теплоцентраль). The invention relates to a power system, in particular to the field of district heating of residential, public and industrial buildings and structures having heating units connected to direct and return main pipelines of a centralized heat carrier circulation system from a central boiler or thermal power plant (hereinafter referred to as the heating plant).

Известна система централизованного теплоснабжения, имеющая тепловые пункты зданий [1, 2], в которых теплоноситель, поступающий от прямого трубопровода теплоцентрали, используется в контуре циркуляции отопительных приборов здания и далее возвращается из теплового пункта здания в обратный трубопровод теплоцентрали. A known district heating system having heating points of buildings [1, 2], in which the coolant coming from the direct pipeline of the heating center, is used in the circuit of the heating devices of the building and then returns from the heating point of the building to the return pipeline of the heating center.

Основным недостатком такой централизованной системы теплоснабжения является то, что температура теплоносителя, возвращаемого из теплового узла здания в обратный магистральный трубопровод теплоцентрали, высока относительно температуры окружающей среды, однако недостаточна для дальнейшего целевого использования теплоносителя [3, 4]. Такая система централизованного теплоснабжения имеет низкий коэффициент полезного использования тепловой энергии прямого теплоносителя и большие тепловые потери в окружающую среду при транспортировании обратного теплоносителя к источнику централизованного теплоснабжения - центральной котельной или ТЭЦ. В последнем варианте, такая система обладает еще одним недостатком - необходимостью дополнительного, более глубокого охлаждения возвратного теплоносителя для его дальнейшего использования в технологическом цикле ТЭЦ. The main disadvantage of such a centralized heat supply system is that the temperature of the heat carrier returning from the building's heating unit to the return main pipeline of the heating center is high relative to the ambient temperature, but insufficient for further targeted use of the heat carrier [3, 4]. Such a centralized heat supply system has a low coefficient of efficient use of heat energy of the direct heat carrier and large heat losses to the environment during transportation of the return heat carrier to the source of centralized heat supply - the central boiler house or thermal power plant. In the latter case, such a system has one more drawback - the need for additional, deeper cooling of the return coolant for its further use in the technological cycle of the thermal power plant.

Известна также система централизованного теплоснабжения, включающая прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с локальными контурами циркуляции отопительных приборов зданий систему централизованной циркуляции теплоносителя, в которой к обратному трубопроводу с возвратным теплоносителем подключена низкотемпературная система отопления напольными отопительными панелями [5]. A centralized heat supply system is also known, including direct and return main pipelines of the heating network, which, together with the local circuits of heating devices in buildings, create a centralized circulation system of the heat carrier, in which a low-temperature heating system with underfloor heating panels is connected to the return pipe with the return heat carrier [5].

Такая система централизованного теплоснабжения обладает существенным недостатком, заключающемся в том, что низкотемпературная система отопления напольными отопительными панелями, подключенная к обратному трубопроводу, имеет ограничение работоспособности по нижнему пределу температуры возвратного теплоносителя, и как следствие, обладает недостаточной надежностью теплоснабжения здания в случаях:
- климатического катаклизма, в период которого температура окружающей среды падает ниже температуры, принятой в качестве расчетной для данной климатической зоны;
- техногенной аварии, повлекшей частичное снижение мощности источника централизованного теплоснабжения - центральной котельной или ТЭЦ.Such a district heating system has a significant drawback, namely, that the low-temperature heating system with underfloor heating panels connected to the return pipe has a limitation of operability on the lower temperature limit of the return heat carrier, and as a result, it has insufficient reliability of the building heat supply in the following cases:
- a climatic cataclysm, during which the ambient temperature drops below the temperature accepted as the calculated one for the given climatic zone;
- a man-made accident, which resulted in a partial decrease in the power of the district heating source - the central boiler house or thermal power plant.

Задачей предлагаемого изобретения является создание новой схемы системы централизованного теплоснабжения с низкотемпературной системой отопления напольными отопительными панелями, подключенной к обратному трубопроводу с возвратным теплоносителем и обладающей высокой надежностью за счет его локального догревания до температуры рабочего диапазона на стадии до его использования в низкотемпературной системе отопления напольными отопительными панелями. The objective of the invention is the creation of a new circuit of a district heating system with a low-temperature heating system underfloor heating panels connected to a return pipe with a return coolant and having high reliability due to its local heating to operating temperature at the stage before its use in a low-temperature heating system underfloor heating panels .

Задача решается применением схемы централизованной системы теплоснабжения, включающей прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с локальным контуром циркуляции отопительных приборов здания систему централизованной циркуляции теплоносителя, в которой к обратному трубопроводу с возвратным теплоносителем подключена низкотемпературная система отопления напольными отопительными панелями, в которой согласно изобретению в подающий трубопровод низкотемпературной системы отопления напольными отопительными панелями включен локальный догревающий источник тепловой энергии. The problem is solved by applying a scheme of a centralized heat supply system, including direct and return main pipelines of a heating network, which, together with a local circuit of heating devices of a building, create a centralized circulation system of a heat carrier, in which a low-temperature heating system with underfloor heating panels is connected to a return pipe with a return heat carrier, in which, according to invention in the supply pipe of a low-temperature floor heating system from Heating panels include a local heating source of thermal energy.

В такой централизованной системе теплоснабжения в качестве локального догревающего источника тепловой энергии может быть применен прямой трубопровод тепловой сети, подключенный к низкотемпературной системе отопления напольными отопительными панелями через терморегулирующее устройство. Или в такой централизованной системе теплоснабжения в качестве локального догревающего источника тепловой энергии может быть применено внешнее устройство, генерирующее тепловую энергию, например электрический котел. In such a centralized heat supply system, as a local heating source of heat energy, a direct pipeline of a heat network connected to a low-temperature heating system by floor heating panels through a temperature-regulating device can be used. Or, in such a centralized heat supply system, an external device generating thermal energy, such as an electric boiler, can be used as a local heating source of thermal energy.

Предлагаемая система отличается высокой надежностью теплоснабжения за счет локального догревания возвратного теплоносителя до температуры рабочего диапазона на стадии до его использования в низкотемпературной системе отопления напольными отопительными панелями. The proposed system is characterized by high reliability of heat supply due to local heating of the return coolant to the temperature of the operating range at the stage before its use in the low-temperature heating system by floor heating panels.

Сопоставительный анализ заявляемой системы и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемой системы по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". A comparative analysis of the claimed system and the prototype reveals the presence of distinctive features of the claimed system in comparison with the closest analogue, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило сделать вывод, что оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art led to the conclusion that it clearly does not follow from the prior art and, therefore, meets the criterion of "significant differences".

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в повышении надежности заявляемой системы. The presence of distinctive features makes it possible to obtain a positive effect, expressed in increasing the reliability of the claimed system.

Использование предлагаемого изобретения в теплоэнергетике обеспечивает соответствие критерию "промышленная применимость". The use of the invention in the power system ensures compliance with the criterion of "industrial applicability".

Предлагаемое изобретение представлено на чертеже в виде общих схем системы централизованного теплоснабжения с различными вариантами применения локального догревающего источника тепловой энергии, где на фиг. 1 изображено применение в качестве локального догревающего источника тепловой энергии прямого трубопровода тепловой сети, а на фиг. 2 - внешнего устройства, генерирующего тепловую энергию. The present invention is presented in the drawing in the form of general diagrams of a district heating system with various applications of a local heating source of thermal energy, where in FIG. 1 shows the use of a direct pipeline of a heat network as a local heating source of thermal energy, and FIG. 2 - an external device that generates thermal energy.

Система централизованного теплоснабжения включает прямой 1 и обратный 2 магистральные трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с локальным контуром циркуляции отопительных приборов здания 3 систему централизованной циркуляции теплоносителя, в которой к обратному трубопроводу 2 с возвратным теплоносителем подключена низкотемпературная система отопления напольными отопительными панелями 4. В подающий трубопровод 5 низкотемпературной системы отопления напольными отопительными панелями 4 включен локальный догревающий источник тепловой энергии. The centralized heat supply system includes direct 1 and return 2 main pipelines of the heating network, which together with the local circuit of the heating devices of building 3 create a centralized circulation system of the heat carrier, in which a low-temperature heating system is connected to the return pipe 2 with the return heat carrier 4. Floor heating panels 4. To the supply pipe 5 low-temperature heating system underfloor heating panels 4 included local heating source thermal energy.

В качестве локального источника тепловой энергии может быть применен прямой трубопровод 1 тепловой сети, подключенный к низкотемпературной системе отопления напольными отопительными панелями 4 через терморегулирующее устройство 6, или внешнее устройство 7, генерирующее тепловую энергию, например электрический котел. As a local source of thermal energy, a direct pipeline 1 of the heating network can be used, connected to a low-temperature heating system by floor heating panels 4 through a temperature control device 6, or an external device 7 that generates thermal energy, for example, an electric boiler.

При работе заявляемой системы централизованного теплоснабжения теплоноситель, транспортируемый по прямому магистральному трубопроводу 1, имеет температуру до 150^oС и поступает через тепловой пункт здания (выполняющий роль смесительного узла) с температурой 85-105^oC в систему отопления с местными нагревательными приборами, например радиаторами, входящую в локальный контур циркуляции системы отопления здания 3. Использованный теплоноситель с температурой около 65-70^oC поступает через тепловой узел здания в обратный магистральный трубопровод 2. Далее, возвратный теплоноситель из обратного трубопровода 2, имеющий вышеуказанные температурные параметры, поступает в низкотемпературную систему отопления 4. Однако в период, когда температура окружающей среды падает ниже температуры, принятой в качестве расчетной для данной климатической зоны, или в случае техногенной аварии, повлекшей частичное снижение мощности источника централизованного теплоснабжения - центральной котельной или ТЭЦ, температура возвратного теплоносителя, возвращаемого в обратный магистральный трубопровод 2, может быть ниже температуры, необходимой для работы низкотемпературной системы отопления напольными отопительными панелями 4.When the inventive system of district heating is supplied, the heat carrier transported through the direct main pipeline 1 has a temperature of up to 150 ^o C and enters through the heating point of the building (acting as a mixing unit) with a temperature of 85-105 ^o C into a heating system with local heating devices, for example radiators included in the local circulation circuit of the building’s heating system 3. The used heat carrier with a temperature of about 65-70 ^o C enters through the building’s heating unit to the return main pipeline od 2. Then, the return coolant from the return pipe 2, having the above temperature parameters, enters the low-temperature heating system 4. However, at a time when the ambient temperature drops below the temperature accepted as calculated for this climate zone, or in the event of an industrial accident , which entailed a partial decrease in the power of the district heating source - the central boiler or thermal power plant, the temperature of the return coolant returned to the return main pipeline 2, may be lower than the temperature required for the low-temperature heating system to work with underfloor heating panels 4.

При температуре возвратного теплоносителя обратного трубопровода 2 ниже температуры, необходимой для работы низкотемпературной системы отопления напольными отопительными панелями 4, терморегулятор 6 добавляет в подающий трубопровод 5 высокотемпературный теплоноситель из прямого трубопровода 1 для догревания низкотемпературного теплоносителя или догревает последний примененным внешним устройством 7, генерирующим тепловую энергию, до температуры рабочего диапазона. When the temperature of the return coolant of the return pipe 2 is lower than the temperature necessary for the low-temperature heating system to work with underfloor heating panels 4, the thermostat 6 adds a high-temperature coolant to the supply pipe 5 from the direct pipe 1 to heat the low-temperature coolant or heats the latter using an external device 7 that generates heat energy, to the temperature of the operating range.

Таким образом, обеспечивается более высокая надежность системы централизованного теплоснабжения по сравнению с прототипом. Thus, a higher reliability of the district heating system in comparison with the prototype.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Апарцев М.М. "Рекомендации по наладке водяных систем теплоснабжения". Схема теплового ввода с независимым присоединением системы отопления. Бюро техн. информации, М.: 1968, с 46.SOURCES OF INFORMATION
1. Apartsev M.M. "Recommendations for setting up water heating systems." Thermal input circuit with independent connection of the heating system. Bureau of Tech. Information, Moscow: 1968, p. 46.

2. Громов Н.К. "Городские теплофикационные системы", М.: Энергия, 1964, с 103 (прототип). 2. Gromov N.K. "Urban heating systems", M .: Energy, 1964, p 103 (prototype).

3. СНиП 2.04.05-91^* "Отопление, вентиляция и кондиционирование", М.: Госстрой России, 1998, с. 4-10, приложения 1, 2.3. SNiP 2.04.05-91 ^* "Heating, ventilation and air conditioning", Moscow: Gosstroy of Russia, 1998, p. 4-10, appendices 1, 2.

4. СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети", М.: Гос. строительный комитет СССР, 1987. 4. SNiP 2.04.07-86 "Heat Networks", Moscow: State. USSR Construction Committee, 1987.

5. Патент РФ N 2148211, кл. F 24 D 3/12, опубл. 27.04.2000 (прототип). 5. RF patent N 2148211, cl. F 24 D 3/12, publ. 04/27/2000 (prototype).

Claims

1. The centralized heat supply system, including direct and return main pipelines of the heating network, creating, together with the local circuit of the heating devices of the building, a centralized circulation system of the heat carrier, in which a low-temperature heating system is installed by the return pipe with the return heat carrier, characterized in that the supply pipe of the low-temperature heating system with underfloor heating panels is included local to Reva heat source.

2. The district heating system according to claim 1, characterized in that as a local heating source of thermal energy, a direct pipeline of a heating network connected to a low-temperature heating system by floor heating panels via a temperature control device can be used.

3. The district heating system according to claim 1, characterized in that an external device generating thermal energy, for example, an electric boiler, can be used as a local heating source of thermal energy.