RU2239129C1

RU2239129C1 - Method of heat supply

Info

Publication number: RU2239129C1
Application number: RU2003102574A
Authority: RU
Inventors: В.А. Стенин (RU); В.А. Стенин
Original assignee: Стенин Валерий Александрович
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; centralized heating systems.

SUBSTANCE: proposed method includes preheating of heating-system water, supply of hot water to heating system through pipe line connected to water heating system and returning cooled water through return pipe line. Cooled water is additionally cooled in evaporator of thermal pump and water circulating in heating system is heated by heat taken from return pipe line.

EFFECT: enhanced economical efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к системам централизованного отопления.The invention relates to a power system, in particular, to central heating systems.

Известна установка отопления и горячего водоснабжения (а.с. RU 2155302 С1. Установка отопления и горячего водоснабжения. МПК F 24 D 17/02, 3/18, 2000), включающая источник тепла низкого потенциала, циркуляционный контур, тепловой насос с испарителем и конденсатором, систему отопления, в качестве источника тепла низкого потенциала содержит приемный колодец сточных вод сети канализации с размещенными в нем теплообменником и вибратором. Установка обеспечит теплом и горячей водой индивидуальный жилой дом, однако обогреть жилой многоэтажный дом в условиях города такой установкой невозможно ввиду недостаточности теплоты источника тепла низкого потенциала. С другой стороны, преимущества централизованного теплоснабжения здесь также не используются, когда один источник теплоты обслуживает теплоиспользующие устройства ряда потребителей, расположенных раздельно (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991, с.346-347).A known installation of heating and hot water supply (as RU RU 2155302 C1. Installation of heating and hot water supply. IPC F 24 D 17/02, 3/18, 2000), including a low potential heat source, a circulation circuit, a heat pump with an evaporator and a condenser, a heating system, as a heat source of low potential, contains a sewage well of a sewage network with a heat exchanger and vibrator located in it. The installation will provide an individual residential building with heat and hot water, however, it is impossible to heat a multi-storey residential building in a city with such an installation due to the insufficient heat of a low potential heat source. On the other hand, the advantages of district heating are also not used when one heat source serves the heat-consuming devices of a number of consumers located separately (Tikhomirov K.V., Sergeenko E.S. Heat engineering, heat supply and ventilation. - M .: Stroyizdat, 1991, p. 346-347).

В качестве прототипа принимаем А.С. RU 2160872 С1. Способ теплоснабжения городских потребителей от загородной ТЭЦ и система теплоснабжения. МПК F 24 D 3/08, 2000. Способ включает подогрев сетевой воды первого замкнутого контура паром из отборов турбины ТЭЦ, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу в теплообменную подстанцию и возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу; подогрев сетевой воды обратной магистрали второго открытого контура водой первого контура в теплообменной подстанции; подогрев, деаэрацию, аккумулирование забираемой из водопровода и используемой на нужды городского водоснабжения воды водой первого контура в теплообменной подстанции, а также подпитку этой водой второго открытого контура, смешение на тепловой подстанции подпиточной и подогретой возвратившейся из второго контура воды.As a prototype, we take A.S. RU 2160872 C1. The method of heat supply to urban consumers from suburban CHP and heat supply system. IPC F 24 D 3/08, 2000. The method includes heating the network water of the first closed loop with steam from the turbine of the CHPP, supplying hot water through a supply main pipe to a heat exchange substation, and returning chilled water through a return main pipe; heating the supply water of the return line of the second open circuit with the water of the first circuit in the heat exchange substation; heating, deaeration, accumulation of water of the first circuit drawn from the water supply and used for the needs of the city water supply in the heat exchange substation, as well as feeding of the second open circuit with this water, mixing at the thermal substation of make-up and heated water returned from the second circuit.

Основным недостатком прототипа является то, что осуществление данного способа возможно только для независимой схемы присоединения системы отопления к водяной тепловой сети, в то время как наиболее широко применяется для жилых и общественных зданий до 12 этажей зависимое (непосредственное) присоединение системы отопления к тепловой сети (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991, с.368-369).The main disadvantage of the prototype is that the implementation of this method is possible only for an independent scheme for connecting the heating system to the water heating network, while the most widely used for residential and public buildings up to 12 floors dependent (direct) connection of the heating system to the heating network (Tikhomirov K.V., Sergeenko E.S. Heat engineering, heat supply and ventilation. - M.: Stroyizdat, 1991, p. 368-369).

Цель изобретения - повышение экономичности системы теплоснабжения.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the heat supply system.

Суть изобретения состоит в том, что реализуется способ теплоснабжения, включающий подогрев сетевой воды, подачу горячей воды по подающему магистральному трубопроводу к системе отопления, непосредственно присоединенной к водяной тепловой сети, возвращение охлажденной воды по обратному магистральному трубопроводу, отличающийся тем, что охлажденная вода обратного магистрального трубопровода дополнительно охлаждается в испарителе теплового насоса, а теплотой, отбираемой от воды обратного магистрального трубопровода, в конденсаторе теплового насоса нагревается вода, циркулирующая в системе отопления. Подогрев сетевой воды может осуществляться на ТЭЦ, районных котельных, атомных ТЭЦ (АТЭЦ) или станции теплоснабжения (ACT). Повышение экономичности тепловой сети достигается следующим: снижение температуры воды в обратном магистральном трубопроводе способствует снижению расхода сетевой воды и уменьшению стоимости перекачки теплоносителя (существующее среднее значение температуры воды, выходящей из отопительного прибора, составляет 70°С (Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991, с.194)); при снижении температуры в обратном трубопроводе уменьшается среднегодовая температура теплоносителя (сетевой воды), что способствует снижению стоимости тепловых потерь (Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.-Л: Госэнергоиздат, 1963, с.325-327).The essence of the invention lies in the fact that a heat supply method is implemented, which includes heating network water, supplying hot water through a supply main pipe to a heating system directly connected to a water heating network, returning chilled water through a return main pipe, characterized in that the cooled water is a return main the pipeline is additionally cooled in the heat pump evaporator, and the heat taken from the water of the return main pipeline in the condenser The heat pump circulates in the heating system. Heating of network water can be carried out at thermal power plants, district boiler houses, nuclear thermal power plants (ATEC) or heat supply stations (ACT). Improving the efficiency of the heating network is achieved by the following: lowering the temperature of the water in the return main pipeline reduces the consumption of network water and reduces the cost of pumping the coolant (the existing average temperature of the water leaving the heating device is 70 ° C (Tikhomirov K.V., Sergeenko E. C. Heat engineering, heat supply and ventilation. - M.: Stroyizdat, 1991, p.194)); when the temperature in the return pipe decreases, the average annual temperature of the coolant (network water) decreases, which helps to reduce the cost of heat losses (Sokolov E.Ya. Heat supply and heat networks. - M.-L: Gosenergoizdat, 1963, p.325-327).

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит конденсатор 3, испаритель 8, компрессор 4 и дроссель 1 теплового насоса, отопительные приборы 6, смесительный насос 5, регулятор расхода 7 и регулятор температуры системы отопления, подающую Т1 и обратную Т2 магистрали тепловой сети. При работе устройства горячая вода из магистрали Т1 через регулятор температуры 2 подается в отопительные приборы 6 системы отопления, где охлаждается, а затем направляется в обратную магистраль Т2. Часть охлажденной воды обратной линии системы отопления отбирается смесительным насосом 5 и направляется для подмешивания охлажденной воды с горячей, подаваемой от подающей магистрали Т1 тепловой сети. Мощность электродвигателя компрессора 4 теплового насоса преобразуется в тепло, которое передается в конденсаторе 3 воде, подаваемой для подмешивания, вместе с теплом, отводимым в испарителе 8 от охлаждаемой обратной сетевой воды. Для поддержания заданных значений параметров теплоносителя, поступающего в систему отопления, установлены регулятор температуры 2 и регулятор расхода 7. Так как подаваемая смесительным насосом 5 вода для подмешивания нагревается в конденсаторе 3 теплового насоса, то уменьшается расход горячей воды из магистрали Т1 в систему отопления. Снижение температуры воды в обратной магистрали Т2 тепловой сети уменьшает тепловые потери в тепловой сети, а также при том же расходе увеличивает пропускную способность тепловой нагрузки тепловой сети.The drawing shows a device for implementing the proposed method. The device comprises a condenser 3, an evaporator 8, a compressor 4 and a heat pump choke 1, heaters 6, a mixing pump 5, a flow controller 7 and a temperature controller for the heating system, supplying T1 and return T2 of the heating main. When the device is operating, hot water from the T1 highway through the temperature controller 2 is supplied to the heating devices 6 of the heating system, where it is cooled and then sent to the return T2 highway. A part of the chilled water of the return line of the heating system is selected by the mixing pump 5 and sent to mix the chilled water with the hot water supplied from the heating main T1. The power of the electric motor of the compressor 4 of the heat pump is converted into heat, which is transferred in the condenser 3 to the water supplied for mixing, together with the heat removed in the evaporator 8 from the cooled return network water. To maintain the specified values of the parameters of the coolant entering the heating system, a temperature controller 2 and a flow controller 7 are installed. Since the mixing water 5 supplied by the mixing pump is heated in the heat pump condenser 3, the flow of hot water from the T1 main to the heating system is reduced. Lowering the water temperature in the return line T2 of the heat network reduces heat losses in the heat network, and also at the same flow rate increases the throughput of the heat load of the heat network.

Пример. Способ теплоснабжения реализуем путем установки в систему отопления теплового насоса с рабочим телом R11, для которого температуры и давления испарения и конденсации соответственно равны: t_n=34°C, t_k=85°C, P_n=0,146 MПa, P_k=0,56 MПa (Добровольский А.П. Таблицы и диаграммы рабочих тел, применяемых в судовых холодильных установках. - Л.: Судостроение, 1966, 87 с.). Степень повышения давления P_k/P_n=3,82 позволяет получить значения КПД теплового насоса η=0,7, а коэффициент преобразования теплового насоса φ=4,8. Исходные параметры теплоносителей в тепловой сети и системе отопления следующие: температура воды в прямой и обратной магистралях тепловой сети равны соответственно t₁=150°C, t₀=70°С; температура горячей воды в системе отопления t_Г=95°С; температура воды, поступающей на подмешивание, t_П=70°С. После установки теплового насоса: t₁=150°С, t₀=41°С, t_Г=95°С, t_П=80°С. Расход сетевой воды на отопление в данном случае уменьшается в 1,47 раза.Example. The heat supply method is implemented by installing a heat pump with a working fluid R11 in the heating system, for which the temperatures and pressures of evaporation and condensation are respectively equal: t _n = 34 ° C, t _k = 85 ° C, P _n = 0.146 MPa, P _k = 0 , 56 MPa (Dobrovolsky A.P. Tables and diagrams of working fluids used in ship refrigeration units. - L .: Sudostroenie, 1966, 87 pp.). The degree of pressure increase P _k / P _n = 3.82 allows you to get the efficiency values of the heat pump η = 0.7, and the conversion coefficient of the heat pump φ = 4.8. The initial parameters of the heat carriers in the heating network and the heating system are as follows: the water temperature in the direct and reverse heating mains is respectively t ₁ = 150 ° C, t ₀ = 70 ° C; hot water temperature in the heating system t _Г = 95 ° С; the temperature of the water entering the mixing, t _P = 70 ° C. After installing the heat pump: t ₁ = 150 ° С, t ₀ = 41 ° С, t _Г = 95 ° С, t _П = 80 ° С. The consumption of network water for heating in this case decreases by 1.47 times.

Claims

A heat supply method comprising heating network water, supplying hot water through a supply main pipe to a heating system directly connected to a water heating network, and returning chilled water via a return main pipe, characterized in that the cooled water of the return main pipe is further cooled in a heat pump evaporator and by the heat drawn from the water of the return main pipeline, the circulating water in the condenser of the heat pump is heated I'm in the heating system.