RU2716545C1 - Heat supply system and method of its operation organization - Google Patents

Heat supply system and method of its operation organization Download PDF

Info

Publication number
RU2716545C1
RU2716545C1 RU2019131243A RU2019131243A RU2716545C1 RU 2716545 C1 RU2716545 C1 RU 2716545C1 RU 2019131243 A RU2019131243 A RU 2019131243A RU 2019131243 A RU2019131243 A RU 2019131243A RU 2716545 C1 RU2716545 C1 RU 2716545C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
hot
hot water
pump
heat exchangers
Prior art date
Application number
RU2019131243A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Евгений Сергеевич Лапин
Антон Александрович Голянин
Анатолий Иванович Лысяков
Роман Владимирович Панкратьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2019131243A priority Critical patent/RU2716545C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716545C1 publication Critical patent/RU2716545C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: group of inventions relates to power engineering, in particular to heat supply systems for residential and public buildings and industrial premises. Heat supply system includes heating devices, supply and return pipelines, electric drive, two single-section membrane pumps consisting of pump and working chambers connected by rigid rod and being left and right sections of membrane pump. Each section of membrane pump is connected only with its heating device. Heating devices inputs are connected to pump chambers, respectively, of right or left section of diaphragm pump via discharge check valves. Outlets of heating devices are connected simultaneously to return pipeline and, respectively, to pump chambers to right or left sections of membrane pump via suction check valves of right or left section. Additionally it contains two heat exchangers of hot water supply, two regulators of hot water flow rate and two pulse flow distributors with impact valves in inlet and outlet holes and side branches connected with common electric drive and connected in parallel to supply pipeline. Membrane pump working chambers are connected with lateral outlets of pulse flow distributors. Outputs of heating devices and heat exchangers of hot water supply (HWS) are connected in parallel to outlets of pulse flow distributors through hot water flow rate controllers, note here that heat exchangers and HWS heat exchangers are communicated with return pipeline via safety check valves. Method of heat supply system operation organization includes hot heat carrier intake from heat network through supply pipeline, periodically distributing hot heat carrier to two independent circuits by pulse flow distributor due to electric drive, creating periodic pulsations of hot and cooled heat carrier by two sections of membrane pump, connected by rod due to use of pressure drop between hot and cooled heat carriers, as well as generate hydraulic impact, energy of which is used to reduce delay between rod speed and pressure force in its final positions, redistributing pulsating flow of heat carrier between parallel connected heating devices and heat exchangers HWS depending on specified flow rate on hot water flow rate controllers, heat of hot and cooled heat carrier is transferred to ambient air and heated in heat exchangers HWS, cooled heat carrier is returned to heat network via return pipeline, protecting heating devices and heat exchangers HWS from increased pressure in return pipeline through safety check valves.
EFFECT: group of inventions makes it possible to increase heat transfer of heating devices and heat exchangers HWS due to periodic passing of hot and cold heat carrier and to reduce costs for transportation of heat carrier due to use of smaller available pressure of heat network.
2 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к энергетике, в частности к системам теплоснабжения жилых и общественных зданий и производственных помещений. The group of inventions relates to energy, in particular to heat supply systems for residential and public buildings and industrial premises.

Известна система теплоснабжения, которая включает теплогенератор, утилизационную установку, потребитель, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору и обратный клапан. Утилизационная установка содержит испаритель, установленный в дымоходе теплогенератора и соединенный через сбросной клапан трубопроводом высокого давления с мембранным насосом. Мембранный насос установлен через два обратных клапана на обратной магистрали перед теплогенератором и соединен трубопроводом низкого давления с конденсатором. Конденсатор установлен на обратной магистрали перед мембранным насосом и соединен с испарителем трубопроводом возврата конденсата, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами мембранный нагнетатель. Мембранный нагнетатель соединен через нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и ударным узлом. Обратный клапан и ударный узел установлены на прямой магистрали. Утилизационная установка заполнена рабочим телом. Способ организации ее работы включает нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой в утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе рабочее тело испаряют до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан образовавшийся при этом пар, в мембранный насос, расширяют пар в нем, с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела в испаритель. Рабочее тело в испарителе находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. Полученную механическую энергию в мембранном насосе используют для перекачивания магистральной воды к потребителям. При подаче воды в ударном узле генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя, который перекачивает в испаритель конденсат рабочего тела (RU 2510465, МПК F01K 17/00, опубл. 27.03.2014).A known heat supply system, which includes a heat generator, a recycling plant, a consumer, a direct line through which the water heated in the heat generator is supplied to the consumer, a return line through which chilled water is transported to the heat generator and a non-return valve. The recycling plant contains an evaporator installed in the chimney of the heat generator and connected through a relief valve to a high pressure pipe with a diaphragm pump. The diaphragm pump is installed through two non-return valves on the return line in front of the heat generator and is connected by a low pressure pipe to the condenser. The condenser is installed on the return line in front of the diaphragm pump and is connected to the evaporator by a condensate return pipe, on which the membrane supercharger is installed with additional check valves. The diaphragm supercharger is connected through a discharge pipe to a non-return valve and an impact assembly. The non-return valve and shock assembly are mounted on a straight line. The disposal unit is filled with a working fluid. The method of organizing its operation includes heating the cooled return main water with the heat generated by the heat generator, pre-heated in the recycling plant with the waste low-temperature heat of the exhaust gases of the heat generator. When utilizing the low-temperature heat of the flue gases in the evaporator, the working fluid is evaporated to a certain pressure, the steam generated in this process is supplied through the relief valve to the diaphragm pump, the steam is expanded in it, with the completion of the work of pumping water. The steam in the condenser is condensed, giving off heat to the return main water, and the condensate of the working fluid is returned to the evaporator. The working fluid in the evaporator is under excess pressure in excess of the condensing pressure. The obtained mechanical energy in a membrane pump is used to pump main water to consumers. When water is supplied in the shock unit, a hydraulic shock is generated, the energy of which is used to operate the membrane supercharger, which pumps the condensate of the working fluid into the evaporator (RU 2510465, IPC F01K 17/00, published March 27, 2014).

Недостатками изобретения является ограниченное применение (только в автономных системах теплоснабжения), а также отсутствие возможности управления моментом генерации импульсов количества движения горячей воды без изменения ее расхода через ударный узел.The disadvantages of the invention are the limited use (only in autonomous heat supply systems), as well as the inability to control the moment of generation of pulses of the amount of movement of hot water without changing its flow rate through the shock node.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является индивидуальный тепловой пункт для организации в нем импульсного режима течения с применением мембранного насоса для смешения теплоносителя. Индивидуальный тепловой пункт с мембранным насосом содержит подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящие из насосной и рабочей камер, соединенные жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса. Механический механизм переключения ударных клапанов с одной стороны соединен с жестким штоком, а с другой стороны – с правым и левым ударными клапанами. Отопительный прибор выполнен в виде пластинчатого теплообменника. На входе индивидуального теплового пункта установлен импульсный распределитель потока, включающий правый и левый клапаны импульсного распределителя потока, правый и левый штоки импульсного распределителя потока, кулачек импульсного распределителя потока, соединенный не жестко с электроприводом. К входу импульсного распределителя потока подключен подающий трубопровод, а его выходы соединены с рабочими камерами левой и правой секции мембранного насоса через подающие патрубки. Дополнительно введен второй отопительный прибор в виде пластинчатого теплообменника. Каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором. К правой секции мембранного насоса подключен первый отопительный прибор. К левой секции мембранного насоса-второй отопительный прибор. Вход первого отопительного прибора подключен одновременно к рабочей камере правой секции мембранного насоса через правый ударный клапан и насосной камере правой секции мембранного насоса через нагнетательный обратный клапан правой секции. Вход второго отопительного прибора подключен одновременно к рабочей камере левой секции мембранного насоса через левый ударный клапан и насосной камере левой секции мембранного насоса через нагнетательный обратный клапан левой секции. Выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны рециркуляции и всасывающие обратные клапаны правой или левой секций (RU 183885, МПК F24D 3/02, опубл. 08.10.2018).The closest in technical essence to the proposed technical solution is an individual heat point for organizing in it a pulsed flow regime using a membrane pump to mix the coolant. An individual heat station with a diaphragm pump contains a supply and return piping, two single-section diaphragm pumps, consisting of a pump and a working chamber, connected by a rigid rod and which are the left and right sections of the diaphragm pump. The mechanical mechanism for switching shock valves on one side is connected to a rigid rod, and on the other hand, to the right and left shock valves. The heater is made in the form of a plate heat exchanger. At the input of an individual heat point, a pulse flow distributor is installed, including the right and left valves of the pulse flow distributor, the right and left rods of the pulse flow distributor, and the fist of the pulse flow distributor, which is not rigidly connected to the electric drive. A feed pipe is connected to the input of the pulse flow distributor, and its outputs are connected to the working chambers of the left and right sections of the diaphragm pump through the supply pipes. Additionally introduced a second heating device in the form of a plate heat exchanger. Each section of the diaphragm pump is connected only with its own heater. The first heater is connected to the right section of the diaphragm pump. To the left section of the diaphragm pump is a second heater. The input of the first heater is connected simultaneously to the working chamber of the right section of the diaphragm pump through the right shock valve and the pump chamber of the right section of the diaphragm pump through the discharge check valve of the right section. The input of the second heating device is connected simultaneously to the working chamber of the left section of the diaphragm pump through the left shock valve and the pump chamber of the left section of the diaphragm pump through the discharge check valve of the left section. The outputs of the heating devices are connected simultaneously to the return pipe and, accordingly, to the pump chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the discharge check valves for recirculation and the suction check valves of the right or left sections (RU 183885, IPC F24D 3/02, publ. 08.10.2018).

Недостатками известного индивидуального теплового пункта является ограниченное применение (только в системах отопления без теплообменников горячего водоснабжения (ГВС) и узкий диапазон регулирования расхода теплоносителя, а также зависимость системы отопления от давления в обратном трубопроводе.The disadvantages of the known individual heat point are its limited use (only in heating systems without hot water heat exchangers (DHW) and a narrow range of regulation of the flow of the coolant, as well as the dependence of the heating system on the pressure in the return pipe.

Технический результат заключается в повышении теплопередачи отопительных приборов и теплообменников ГВС за счет периодического пропуска горячего и холодного теплоносителя и сокращении затрат на транспортировку теплоносителя за счет использования меньшего располагаемого напора тепловой сети. The technical result consists in increasing the heat transfer of heating devices and hot water heat exchangers due to the periodic passage of hot and cold coolant and reducing the cost of transporting the coolant through the use of a smaller available head of the heating network.

Сущность изобретения заключается в том, что система теплоснабжения включает отопительные приборы, подающий и обратный трубопроводы, электропривод, два односекционных мембранных насоса, состоящие из насосной и рабочей камер, соединенные жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса. Каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором. Входы отопительных приборов подключены к насосным камерам, соответственно правой или левой секции мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны. Выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны правой или левой секции. Дополнительно содержит два теплообменника ГВС, два регулятора расхода горячей воды и два импульсных распределителя потока с ударными клапанами во входном и выходном отверстиях и боковыми отводами, связанных с общим электроприводом и подключенных параллельно к подающему трубопроводу. Рабочие камеры мембранного насоса соединены с боковыми отводами импульсных распределителей потока. К выходным отверстиям импульсных распределителей потока параллельно подключены входы отопительных приборов и теплообменников ГВС через регуляторы расхода горячей воды, причем выходы отопительных приборов и теплообменников ГВС соединены с обратным трубопроводом через предохранительные обратные клапаны. Способ организации работы системы теплоснабжения включает забор горячего теплоносителя из тепловой сети через подающий трубопровод, периодическое распределение горячего теплоносителя на два независимых контура импульсным распределителем потока за счет электропривода, создавая периодические пульсации горячего и охлажденного теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенных штоком за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а также генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для уменьшения запаздывания между скоростью штока и силой давления в конечных его положениях, перераспределяя пульсирующий поток теплоносителя между параллельно включенными отопительными приборами и теплообменниками ГВС в зависимости от заданного расхода на регуляторах расхода горячей воды, передают тепло горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках ГВС, возвращают охлажденный теплоноситель в тепловую сеть через обратный трубопровод, защищая отопительные приборы и теплообменники ГВС от повышенного давления в обратном трубопроводе через предохранительные обратные клапаны.The essence of the invention lies in the fact that the heat supply system includes heating devices, supply and return pipelines, an electric drive, two single-section diaphragm pumps, consisting of a pump and a working chamber, connected by a rigid rod and which are the left and right sections of the diaphragm pump. Each section of the diaphragm pump is connected only with its own heater. The inputs of the heating devices are connected to the pump chambers, respectively, of the right or left section of the diaphragm pump through pressure check valves. The outputs of the heating devices are connected simultaneously to the return pipe and, accordingly, to the pump chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the suction check valves of the right or left section. It additionally contains two hot water heat exchangers, two regulators of hot water flow and two pulse flow distributors with shock valves in the inlet and outlet openings and side outlets connected to a common electric drive and connected in parallel to the supply pipe. The working chambers of the diaphragm pump are connected to the lateral branches of the pulse flow distributors. The outputs of the pulsed flow distributors are connected in parallel to the inputs of the heating devices and hot water heat exchangers through the hot water flow regulators, and the outputs of the heating devices and hot water heat exchangers are connected to the return pipe through the safety check valves. The method of organizing the operation of the heat supply system includes the intake of hot coolant from the heating network through the supply pipe, periodic distribution of hot coolant to two independent circuits by a pulse flow distributor due to the electric drive, creating periodic pulsations of the hot and cooled coolant by two sections of the diaphragm pump connected by a rod through the use of differential pressure between hot and cooled coolants, and also generate a water hammer, the energy of which It is used to reduce the delay between the stem speed and the pressure force in its final positions, redistributing the pulsating heat carrier flow between the heating devices and the DHW heat exchangers connected in parallel, depending on the set flow rate on the hot water flow controllers, transfer the heat of the hot and cooled heat carrier to the ambient air and heated to DHW heat exchangers, return the cooled coolant to the heating network through the return pipe, protecting heating devices and t DHW heat exchangers from increased pressure in the return pipe through safety check valves.

На чертеже изображена схема системы теплоснабжения. The drawing shows a diagram of a heat supply system.

Система теплоснабжения включает подающий трубопровод 1, по которому горячая вода из тепловой сети (на чертеже не показана) подается потребителю в составе отопительных приборов 2, 3 и теплообменников ГВС 4, 5, обратный трубопровод 6, по которому охлажденная вода возвращается в тепловую сеть, два импульсных распределителя потока 7, 8 с ударными клапанами 9, 10 во входных отверстиях 11, 12 и ударными клапанами 13, 14 в выходных отверстиях 15, 16 и боковыми отводами 17, 18 и электроприводом 19. К входным отверстиям 11, 12 импульсных распределителей потока 7, 8 подключен параллельно подающий трубопровод 1. Два односекционных мембранных насоса, состоящих из правой 20 и левой 21 секций, а каждая секция 20 и 21 включает соответственно рабочие камеры 22 и 23 и насосные камеры 24 и 25, соединенные жестким штоком 26. Каждая рабочая камера 22, 23 соединена с боковыми отводами 17, 18 импульсного распределителя потока 7, 8. Каждая насосная камера 24 и 25, соответственно правой 20 или левой 21 секции мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны 27 и 28 и нагнетательные обратные клапаны 29 и 30 соединены со своими отопительными приборами 2, 3 и теплообменниками ГВС 4, 5, образуя два независимых контура. Потребители в составе отопительных приборов 2, 3 и теплообменников ГВС 4, 5 через предохранительные обратные клапаны 31, 32 соединены с обратным трубопроводом 6 с тепловой сетью. К выходным отверстиям 15, 16 импульсных распределителей потока 7, 8 параллельно подключены отопительные приборы 2, 3 и теплообменники ГВС 4, 5 через регуляторы расхода горячей воды 33, 34. The heat supply system includes a supply pipe 1, through which hot water from the heating network (not shown in the drawing) is supplied to the consumer as part of heating devices 2, 3 and DHW heat exchangers 4, 5, a return pipe 6, through which the cooled water is returned to the heating network, two pulse flow distributors 7, 8 with shock valves 9, 10 in the inlet openings 11, 12 and shock valves 13, 14 in the outlet openings 15, 16 and side bends 17, 18 and the electric drive 19. To the inlet openings 11, 12 of the pulse flow distributors 7 , 8 conn. In parallel, the supply pipe 1. Two two-section diaphragm pumps consisting of the right 20 and left 21 sections, and each section 20 and 21 respectively include working chambers 22 and 23 and pump chambers 24 and 25, connected by a rigid rod 26. Each working chamber 22, 23 is connected to the lateral outlets 17, 18 of the pulse flow distributor 7, 8. Each pump chamber 24 and 25, respectively, of the right 20 or left 21 sections of the diaphragm pump through the suction check valves 27 and 28 and pressure check valves 29 and 30 are connected to their heating devices 2, 3 and DHW heat exchangers 4, 5, forming two independent circuits. Consumers in the composition of heating devices 2, 3 and DHW heat exchangers 4, 5 through safety check valves 31, 32 are connected to the return pipe 6 to the heating network. To the outlet openings 15, 16 of the pulse flow distributors 7, 8 are connected in parallel heating devices 2, 3 and DHW heat exchangers 4, 5 through the hot water flow controllers 33, 34.

Способ организации работы системы теплоснабжения включает забор горячего теплоносителя из тепловой сети (на чертеже не показана) через подающий трубопровод 1, периодическое распределение горячего теплоносителя на два независимых контура импульсными распределителями потока 7, 8 за счет электропривода 19, создание периодических пульсаций горячего и охлажденного теплоносителя рабочими 22, 23 и насосными 24, 25 камерами, всасывающими 27, 28 и нагнетательными обратными 29, 30 клапанами, правой 20 и левой 21 секциями мембранного насоса, соединенных штоком 26 за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а так же генерируют гидравлический удар с помощью импульсных распределителей потока 7, 8, энергию которого используют для уменьшения запаздывания скорости штока 26 в конечных положениях, перераспределяют пульсирующий поток теплоносителя между параллельно включенными отопительными приборами 2, 3 и теплообменниками ГВС 4, 5 в зависимости от заданного расхода на регуляторах расхода горячей воды 33, 34 передают тепло горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках ГВС 4, 5 воде, возвращают охлажденный теплоноситель в тепловую сеть через обратный трубопровод 6, защищая отопительные приборы 2, 3 и теплообменники ГВС 4, 5 от повышенного давления в обратном трубопроводе 6 через предохранительные обратные клапаны 31, 32.The method of organizing the operation of the heat supply system includes taking a hot coolant from a heating network (not shown) through a supply pipe 1, periodically distributing hot coolant into two independent circuits by pulse flow distributors 7, 8 due to electric drive 19, creating periodic pulsations of hot and cooled coolant by workers 22, 23 and pump 24, 25 chambers, suction 27, 28 and pressure check valves 29, 30, right 20 and left 21 sections of the diaphragm pump connected by com 26 due to the use of the pressure differential between the hot and cooled heat carriers, as well as generate a hydraulic shock using pulse flow distributors 7, 8, the energy of which is used to reduce the delay of the speed of the rod 26 in the final positions, redistribute the pulsating coolant flow between the parallel connected heating devices 2, 3 and DHW heat exchangers 4, 5, depending on the set flow rate, on the hot water flow controllers 33, 34 transfer the heat of the hot and cooled heat carrier To the surrounding air and the water heated in the DHW heat exchangers 4, 5, the cooled coolant is returned to the heating network through the return pipe 6, protecting the heating devices 2, 3 and the DHW heat exchangers 4, 5 from increased pressure in the return pipe 6 through the safety check valves 31, 32 .

Система теплоснабжения работает следующим образом. Сначала обеспечивают соединение подающего трубопровода 1 и обратного трубопровода 6, соответственно с подающим 1 и обратным 6 трубопроводом тепловой сети (на чертеже не указана). После этого, осуществляют подачу горячего теплоносителя в систему теплоснабжения до создания давления, равного в обратном трубопроводе 6. В начальный момент времени в зависимости от положения электропривода 19, ударный клапан 9 во входном отверстии 11, например, правого импульсного распределителя потока 7 открыт, а в выходном отверстии 15 закрыт, в левом импульсном распределителе потока 8, соответственно будет закрытым во входном отверстии 12 и открытым в выходном отверстии 16. При таком положении импульсного распределителя потока 7 горячий теплоноситель через открытый ударный клапан 9 во входном его отверстии 11 через боковой отвод 17 поступает в рабочую камеру 22 и совершает работу перемещая шток 26 слева направо за счет разности давлений, вытесняя охлажденный теплоноситель из насосной камеры 24 через нагнетательный клапан 29, отопительный прибор 2 и теплообменник ГВС 4 и далее через предохранительный обратный клапан 31 в обратный трубопровод 6. Проходя через отопительный прибор 2 и теплообменник ГВС 4 охлажденный вторичный теплоноситель будет отдавать тепло окружающему воздуху и нагреваемой воде. При этом расход теплоносителя будет перераспределяться в зависимости от настройки регулятора расхода горячей воды 33. В это же время горячий теплоноситель будет вытесняться из левой рабочей камеры 23 через боковой отвод и открытый ударный клапан 14 импульсного распределителя потока 8 и далее параллельно через отопительный прибор 3 и теплообменник ГВС 5 и всасываться через всасывающий обратный клапан 28 в насосную камеру 25. Данный процесс будет происходить до момента переключения клапанов импульсных распределителей потока 7,8 с помощью электропривода. При повороте электропривода на 180 градусов произойдет резкое переключение ударных клапанов импульсных распределителей потока 7, 8, в результате произойдет гидравлический удар, энергия которого используется для начального импульса количества движения штока 26, уменьшая запаздывание между скоростью штока 26 и силой давления в рабочей камере 23, дальнейший ход рабочей камеры 23 будет происходить за счет разности давлений в рабочих камерах 22 и 23. В результате чего будет вытесняться охлажденный теплоноситель из насосной камеры 25 через нагнетательный обратный клапан 30 и далее параллельно через отопительный прибор 3 и теплообменник ГВС 5 и всасываться через всасывающий обратный клапан 28 в насосную камеру 25. Проходя через отопительный прибор 3 и теплообменник ГВС 5 теплоноситель будет отдавать вторичное тепло окружающему воздуху и нагреваемой воде и через предохранительный обратный клапан 32 вытесняться в обратный трубопровод 6. В это же время горячий теплоноситель будет вытесняться из правой рабочей камеры 22 через боковой отвод 17 и открытый ударный клапан 13 в выходном отверстии 15 импульсного распределителя потока 7 и далее параллельно через отопительный прибор 2, теплообменник ГВС 4 и всасываться через всасывающий обратный клапан 27 в насосную камеру 24. Данный процесс будет происходить до момента переключения клапанов импульсных распределителей потока 7, 8 с помощью электропривода 19. The heat supply system operates as follows. First, they provide the connection of the supply pipe 1 and the return pipe 6, respectively, with the supply 1 and return 6 pipeline of the heating network (not shown in the drawing). After that, the hot coolant is supplied to the heat supply system until a pressure equal to that in the return pipe 6 is created. At the initial moment of time, depending on the position of the electric drive 19, the shock valve 9 in the inlet 11, for example, of the right pulse flow distributor 7 is open, and in the outlet 15 is closed, in the left pulse flow distributor 8, it will accordingly be closed in the inlet 12 and open in the outlet 16. With this position of the pulse flow distributor 7, hot the carrier through the open shock valve 9 in its inlet 11 through the lateral outlet 17 enters the working chamber 22 and does the work by moving the rod 26 from left to right due to the pressure difference, displacing the cooled coolant from the pump chamber 24 through the discharge valve 29, heater 2 and the heat exchanger DHW 4 and further through the safety non-return valve 31 to the return pipe 6. Passing through the heater 2 and the DHW 4 heat exchanger, the cooled secondary heat carrier will transfer heat to the ambient air and grevaemoy water. In this case, the coolant flow will be redistributed depending on the setting of the hot water flow controller 33. At the same time, the hot coolant will be forced out of the left working chamber 23 through the side outlet and the open shock valve 14 of the pulse flow distributor 8 and then in parallel through the heating device 3 and the heat exchanger DHW 5 and is sucked through the suction non-return valve 28 into the pump chamber 25. This process will occur until the valves switch the pulse distributors of the flow 7.8 using an electronic drive. When the actuator is turned through 180 degrees, the shock valves of the pulse valves of the flow distributors 7, 8 will sharply switch over, as a result of a hydraulic shock, the energy of which is used for the initial impulse of the amount of movement of the rod 26, reducing the delay between the speed of the rod 26 and the pressure force in the working chamber 23, further the stroke of the working chamber 23 will occur due to the pressure difference in the working chambers 22 and 23. As a result, the cooled coolant will be forced out of the pump chamber 25 through the pump the check valve 30 and then in parallel through the heating device 3 and the DHW heat exchanger 5 and is sucked through the suction check valve 28 into the pump chamber 25. Passing through the heater 3 and the DHW heat exchanger 5, the heat carrier will transfer secondary heat to the surrounding air and the heated water and through the safety return the valve 32 is forced into the return pipe 6. At the same time, the hot coolant will be forced out of the right working chamber 22 through the lateral outlet 17 and the open shock valve 13 in the outlet 15 mpulsnogo flow distributor 7 and further in parallel through the heater 2, a heat exchanger 4 and the hot water sucked through the suction check valve 27 into the pump chamber 24. This process will occur until valve switching pulse flow valves 7, 8 with the actuator 19.

Производительность системы теплоснабжения определяется частотой пульсаций импульсных распределителей потока 7, 8 с помощью электропривода 19. Рабочий диапазон частот составляет 0,4-2 Гц. При повышении давления в обратном трубопроводе 6, например, при авариях в тепловой сети, двухсекционный мембранный насос будет работать вхолостую, а отопительные приборы 2, 3 и теплообменники ГВС 4, 5 не пострадают.The performance of the heat supply system is determined by the pulsation frequency of the pulse flow distributors 7, 8 using the electric drive 19. The operating frequency range is 0.4-2 Hz. If the pressure in the return pipe 6 increases, for example, during accidents in the heating network, the two-section diaphragm pump will idle, and the heating devices 2, 3 and the DHW heat exchangers 4, 5 will not suffer.

По сравнению с известным решением заявленная группа изобретений позволяет повысить теплопередачу отопительных приборов и теплообменников ГВС за счет периодического пропуска горячего и холодного теплоносителя и сократить затраты на транспортировку теплоносителя за счет использования меньшего располагаемого напора тепловой сети. Compared with the known solution, the claimed group of inventions allows to increase the heat transfer of heating appliances and hot water heat exchangers due to the periodic passage of hot and cold coolant and reduce the cost of transporting the coolant by using a smaller available pressure of the heating network.

Claims (2)

1. Система теплоснабжения, включающая отопительные приборы, подающий и обратный трубопроводы, электропривод, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосной и рабочей камер, соединенных жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса, каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором, входы отопительных приборов подключены к насосным камерам, соответственно правой или левой секции мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны, выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны правой или левой секции, отличающаяся тем, что дополнительно содержит два теплообменника горячего водоснабжения, два регулятора расхода горячей воды и два импульсных распределителя потока с ударными клапанами во входном и выходном отверстиях и боковыми отводами, связанных с общим электроприводом и подключенных параллельно к подающему трубопроводу, рабочие камеры мембранного насоса соединены с боковыми отводами импульсных распределителей потока, к выходным отверстиям импульсных распределителей потока параллельно подключены входы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения через регуляторы расхода горячей воды, причем выходы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения соединены с обратным трубопроводом через предохранительные обратные клапаны.1. The heat supply system, including heating devices, supply and return pipelines, an electric drive, two single-section diaphragm pumps, consisting of a pump and a working chamber connected by a rigid rod and which are the left and right sections of the diaphragm pump, each section of the diaphragm pump is connected only with its own heating device , the inputs of the radiators are connected to the pump chambers, respectively, of the right or left section of the diaphragm pump through the pressure check valves, the outputs of the radiators are simultaneously connected to the return pipe and, respectively, to the pump chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the suction check valves of the right or left section, characterized in that it further comprises two hot water heat exchangers, two hot water flow regulators and two pulse flow distributors with shock valves in inlet and outlet openings and side outlets associated with a common electric drive and connected in parallel to the supply pipe, the working chambers are membrane of the pump are connected to the lateral outlets of the pulse flow distributors, the inputs of the heating devices and hot water heat exchangers are connected in parallel to the outlet openings of the pulse flow distributors through the hot water flow regulators, and the outputs of the heating devices and hot water heat exchangers are connected to the return pipe through safety check valves. 2. Способ организации работы системы теплоснабжения, включающий забор горячего теплоносителя из тепловой сети через подающий трубопровод, периодическое распределение горячего теплоносителя на два независимых контура импульсным распределителем потока за счет электропривода, создание периодических пульсаций горячего и охлажденного теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенными штоком, за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а также генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для уменьшения запаздывания между скоростью штока и силой давления в конечных его положениях, перераспределяя пульсирующий поток теплоносителя между параллельно включенными отопительными приборами и теплообменниками горячего водоснабжения в зависимости от заданного расхода на регуляторах горячего водоснабжения, передают тепло горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках горячего водоснабжения воде, возвращают охлажденный теплоноситель в тепловую сеть через обратный трубопровод, защищая отопительные приборы и теплообменники горячего водоснабжения от повышенного давления в обратном трубопроводе через предохранительные обратные клапаны. 2. A method of organizing the operation of the heat supply system, including the intake of the hot heat carrier from the heating network through the supply pipe, the periodic distribution of the hot heat carrier into two independent circuits by a pulse flow distributor due to the electric drive, the creation of periodic pulsations of the hot and cooled coolant by two sections of the membrane pump connected by a rod, for due to the use of pressure differential between hot and cooled coolants, and also generate water hammer, energy which is used to reduce the delay between the speed of the rod and the pressure force in its final positions, redistributing the pulsating heat carrier flow between the heating devices and the hot water heat exchangers connected in parallel, depending on the set flow rate on the hot water controllers, transfer the heat of the hot and cooled heat carrier to the ambient air and heated in heat exchangers for hot water supply to water; return the cooled coolant to the heating network through inverse conduit protecting heaters and heat exchangers of hot water supply from the high pressure in the return pipe through the safety check valves.
RU2019131243A 2019-10-03 2019-10-03 Heat supply system and method of its operation organization RU2716545C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131243A RU2716545C1 (en) 2019-10-03 2019-10-03 Heat supply system and method of its operation organization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131243A RU2716545C1 (en) 2019-10-03 2019-10-03 Heat supply system and method of its operation organization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716545C1 true RU2716545C1 (en) 2020-03-12

Family

ID=69898215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019131243A RU2716545C1 (en) 2019-10-03 2019-10-03 Heat supply system and method of its operation organization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716545C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756654C1 (en) * 2021-03-22 2021-10-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» Hot water supply system with the organization in it of a pulsating mode of movement of the coolant and heated water
RU2763637C1 (en) * 2021-05-24 2021-12-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
RU2771202C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system
RU2810958C1 (en) * 2023-05-19 2024-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method for organizing its operation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313427A (en) * 1979-01-24 1982-02-02 Mcalister Roy E Heat exchanger
US4316436A (en) * 1977-03-04 1982-02-23 Mcalister Roy E Heat exchanger
SU1545036A1 (en) * 1988-05-17 1990-02-23 Предприятие П/Я В-2616 System for automatic regulation of usersъ inlet of central heating network
RU185737U1 (en) * 2018-10-04 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Shock knot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4316436A (en) * 1977-03-04 1982-02-23 Mcalister Roy E Heat exchanger
US4313427A (en) * 1979-01-24 1982-02-02 Mcalister Roy E Heat exchanger
SU1545036A1 (en) * 1988-05-17 1990-02-23 Предприятие П/Я В-2616 System for automatic regulation of usersъ inlet of central heating network
RU185737U1 (en) * 2018-10-04 2018-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Shock knot

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756654C1 (en) * 2021-03-22 2021-10-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» Hot water supply system with the organization in it of a pulsating mode of movement of the coolant and heated water
RU2763637C1 (en) * 2021-05-24 2021-12-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
RU2771202C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system
RU2810958C1 (en) * 2023-05-19 2024-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method for organizing its operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2716545C1 (en) Heat supply system and method of its operation organization
CN107003009B (en) Heating device
CN101720410A (en) System and method for centralised heat supply
CN108139071A (en) The method and apparatus for utilizing hot water facility waste heat recovery by being incorporated to heat pump of high-temp water source
EP1452806A1 (en) Exhaust heat recovery system
WO2012123934A4 (en) Solar energy system
US20160116172A1 (en) Heating Installation
CN105488324A (en) Type selection method and system for safety valve of feed water heater in nuclear plant
RU2630284C1 (en) Cogeneration unit with deep waste energy disposal of thermal engine
RU2810958C1 (en) Heat supply system and method for organizing its operation
RU2698151C1 (en) Heat supply system
RU2754569C1 (en) System for heating an independently connected building with organisation of a pulsating mode of movement of the heat carrier therein
RU2756654C1 (en) Hot water supply system with the organization in it of a pulsating mode of movement of the coolant and heated water
CN113847111A (en) LNG cold energy power generation system with around tubular heat exchanger
CN109405348B (en) Multistage heat utilization heat pump system for bathroom
CN210663455U (en) Water source heat pump with multi-stage heat exchange
RU2763637C1 (en) Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
RU2641880C1 (en) Heat supply system
RU2746638C1 (en) Heating system of building of dependent connection with organization of pulsating mode of heat carrier movement in it
CN211120088U (en) Distributed heating system
RU2807093C1 (en) Heat supply system
RU2606847C1 (en) Method for conversion of low-grade heat energy
RU2425281C1 (en) Vertical steam-water heat exchanger
Zhang Control Volume Processes
Javan et al. Exergy based optimization and performance assessment of a multi effect desalination system