RU2807093C1

RU2807093C1 - Heat supply system

Info

Publication number: RU2807093C1
Application number: RU2023116986A
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Левцев; Павел Николаевич Кузнецов
Filing date: 2023-06-28
Publication date: 2023-11-09

Abstract

FIELD: heat supply systems.

SUBSTANCE: heat supply system includes heating devices, supply and return pipelines, two single-section diaphragm pumps, one section being the working section and the second being the pumping section. Each section is divided by diaphragms into active and passive chambers; the diaphragms are connected to each other by a rigid rod, in the middle part of which, on the side of the passive working chamber, a stop is rigidly installed on the rod, supported by a spring. The active working chamber is equipped with an inlet and outlet valve connected to switching devices mechanically connected to the diaphragm. The active pump section is hydraulically connected in parallel through the discharge check valve to the heating devices and the outlet valve, and through the suction check valve in parallel with the return pipeline and the outlet of the heater. A direct-acting weather regulator is installed on the supply pipeline, hydraulically connected to a control heat exchanger installed on the return pipeline bypass line.

EFFECT: efficiency of operation of consumer heating devices due to a deeper use of the coolant potential at the pulsation frequency of a two-section diaphragm pump, regulation of the mixing coefficient depending on the established quality control schedule.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к системам теплоснабжения. The invention relates to energy, in particular to heat supply systems.

Известен индивидуальный тепловой пункт для организации в нем импульсного режима течения с применением мембранного насоса для смешения теплоносителя, который является близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению. 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 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).An individual heating point is known for organizing a pulsed flow mode in it using a membrane pump for mixing the coolant, which is close in technical essence to the proposed technical solution. An individual heating unit with a membrane pump contains supply and return pipelines, two single-section diaphragm pumps, consisting of a pumping chamber and a working chamber, connected by a rigid rod and being the left and right sections of the membrane pump. The mechanical switching mechanism of the impact valves is connected on one side to a rigid rod, and on the other side to the right and left impact valves. Heating device in the form of a plate heat exchanger. A pulse flow distributor is installed at the entrance of an individual heating point, including the right and left valves of the pulse flow distributor, the right and left rods of the pulse flow distributor, the cam of the pulse flow distributor, not rigidly connected to the electric drive. A supply pipeline 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 supply pipes. Additionally, a second heating device was introduced in the form of a plate heat exchanger. Each section of the diaphragm pump is connected only to its own heating device. The first heating device is connected to the right section of the diaphragm pump. To the left section of the diaphragm pump is the second heating device. The input of the first heating device is connected simultaneously to the working chamber of the right section of the diaphragm pump through the right shock valve and to the pumping 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 to the pumping 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 pipeline and, accordingly, to the pumping chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through discharge recirculation check valves and suction check valves of the right or left sections (RU 183885, IPC F24D 3/02, published 10/08/2018).

Недостатками индивидуального теплового пункта является ограниченное применение (только в системах отопления, имеющих два симметричных контура) и узкий диапазон регулирования расхода теплоносителя.The disadvantages of an individual heating point are its limited use (only in heating systems with two symmetrical circuits) and a narrow range of coolant flow control.

Недостатками индивидуального теплового пункта является ограниченное применение (необходимо два симметричных контура отопления), постоянный коэффициент смешения, а также возможность попадания горячего теплоносителя в систему отопления при нарушении герметичности диафрагмы.The disadvantages of an individual heating point are limited use (two symmetrical heating circuits are required), a constant mixing coefficient, and the possibility of hot coolant entering the heating system if the diaphragm seal is broken.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы отопительных приборов потребителей за счет более глубокого использования потенциала теплоносителя (температура и давление) на частоте пульсаций двухсекционного мембранного насоса, регулированием коэффициента смешения в зависимости от установленного графика качественного регулирования. The technical result consists in increasing the operating efficiency of consumer heating devices due to a deeper use of the coolant potential (temperature and pressure) at the pulsation frequency of a two-section diaphragm pump, regulating the mixing coefficient depending on the established quality control schedule.

Сущность изобретения заключается в том, что система теплоснабжения включает отопительные приборы, подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, причем одна секция является рабочей, а вторая насосной, каждая секция разделена диафрагмами на активные и пассивные камеры, диафрагмы соединены между собой жестким штоком, в средней части которого со стороны пассивной рабочей камеры на шток установлен жестко упор, опирающийся на пружину, активная рабочая камера оборудована впускным и выпускным клапаном, связанным с переключающими устройствами, механически связанными с диафрагмой, активная насосная секция параллельно гидравлически связана через нагнетательный обратный клапан с отопительными приборами и выпускным клапаном, а через всасывающий обратный клапан - параллельно с обратным трубопроводом и выходом отопительного прибора, на подающем трубопроводе установлен погодный регулятор прямого действия, гидравлически связанный с контрольным теплообменником, установленным на обводной линии обратного трубопровода.The essence of the invention is that the heat supply system includes heating devices, supply and return pipelines, two single-section diaphragm pumps, one section being the working section and the other the pumping section, each section is divided by diaphragms into active and passive chambers, the diaphragms are interconnected by a rigid rod, in the middle part of which, on the side of the passive working chamber, a rigid stop resting on a spring is installed on the rod, the active working chamber is equipped with an inlet and outlet valve connected to switching devices mechanically connected to the diaphragm, the active pump section is parallel hydraulically connected through a discharge check valve to the heating devices and an outlet valve, and through a suction check valve - in parallel with the return pipeline and the outlet of the heating device; a direct-acting weather regulator is installed on the supply pipeline, hydraulically connected to a control heat exchanger installed on the bypass line of the return pipeline.

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

Система теплоснабжения включает потребитель в виде отопительных приборов 1, подающий трубопровод 2, по которому горячий теплоноситель из теплосети подается потребителю, обратный трубопровод 3, по которому охлажденный теплоноситель возвращается в тепловую сеть, мембранный насос 4 состоящий из двух секций, причем одна секция является рабочей 5, а вторая насосной 6, каждая секция разделена диафрагмами 7, 8 на рабочую активную 9 и рабочую пассивную 10, насосную активную 11 и насосную пассивную 12, диафрагмы 7, 8 соединены между собой штоком 13 в средней части которого со стороны пассивной рабочей камеры 10 установлен жестко упор 14 опирающийся на пружину 15. Активная рабочая камера 9 оборудована впускным 16 и выпускным 17 клапаном переключающими устройствами 18, механически связанными с диафрагмой 7. Активная насосная секция 11 параллельно гидравлически связана через нагнетательный обратный клапан 19 с отопительными приборами 1 и выпускным клапаном 17, а через всасывающий обратный клапан 20 параллельно с обратным трубопроводом 3 выходом отопительного прибора 1. На подающем трубопроводе 2 установлен погодный регулятор прямого действия 21, гидравлически связанный с контрольным теплообменником 22, установленным на обводной линии 23 обратного трубопровода 2.The heat supply system includes a consumer in the form of heating devices 1, a supply pipeline 2, through which hot coolant from the heating network is supplied to the consumer, a return pipeline 3, through which the cooled coolant returns to the heating network, a membrane pump 4 consisting of two sections, with one section being the working section 5 , and the second pumping 6, each section is divided by diaphragms 7, 8 into active working 9 and passive working 10, active pumping 11 and passive pumping 12, diaphragms 7, 8 are connected to each other by a rod 13 in the middle part of which is installed on the side of the passive working chamber 10 a rigid stop 14 resting on a spring 15. The active working chamber 9 is equipped with an inlet 16 and an outlet 17 valve, switching devices 18, mechanically connected to the diaphragm 7. The active pump section 11 is hydraulically connected in parallel through a discharge check valve 19 with heating devices 1 and an outlet valve 17, and through the suction check valve 20 in parallel with the return pipeline 3, the output of the heating device 1. A direct-acting weather regulator 21 is installed on the supply pipeline 2, hydraulically connected to a control heat exchanger 22 installed on the bypass line 23 of the return pipeline 2.

Система теплоснабжения работает следующим образом. Перед началом работы устройство заполняется теплоносителем из обратного трубопровода 3 через открытый впускной клапан 17 и выравнивания давления в системе. Под действием пружины 15, воздействующей на упор 14, связанной со штоком 13 мембраны 7, 8 будут перемещаться справа-налево. Холодный теплоноситель, находящийся в активной рабочей секции 9 будет всасываться через всасывающий обратный клапан 20 активной насосной камерой 11. При достижении мембран 7, 8 крайнего левого положения произойдет переключение клапанов под действием механизма переключения 18, так что выпускной клапан 17 закроется, а впускной клапан 16 откроется. При таком положении клапанов 16, 17 мембраны 7, 8 связанные штоком 13 под действием разности давления между подающим 2 и обратным трубопроводом 3 будут перемещаться слева-направо, сжимая пружину 15 через упор 14. Охлажденный теплоноситель, находящийся в активной насосной камере 11, будет вытесняться через нагнетательный обратный клапан 19 в отопительные приборы 1, где он будет отдавать тепло воздуху в помещении. При достижении мембран 7, 8 крайнего правого положения произойдет переключение клапанов под действием механизма переключения 18, так что выпускной клапан 17 закроется, а впускной клапан 16 откроется. Под действием сжатой пружины 15, воздействующей на упор 14, связанной со штоком 13 мембраны 7, 8 будут перемещаться справа-налево. Горячий теплоноситель, находящийся в активной рабочей секции 9 будет вытесняться через открытый выпускной клапан 17 в отопительные приборы 1, где он будет отдавать тепло воздуху в помещении. Далее цикл повториться, при периодическом совершении цикла будет происходить частичное смешение горячего и охлажденного теплоносителей в трубопроводах. При отклонении температуры охлажденного теплоносителя, возвращаемого через контрольный теплообменник 22 в обратный трубопровод 2 по обводной линии 23, будет осуществляться корректировка расхода горячего теплоносителя с помощью погодного регулятора прямого действия 21. Так, при завышении температуры охлажденного теплоносителя по отношению к графику качественного регулирования произойдет увеличение давления в термобаллоне погодного регулятора прямого действия 21, и он прикроет проходное сечение. При этом уменьшиться расход горячего теплоносителя через него и увеличиться падение давления на нем. Снижение располагаемого давления между подающим 2 и обратным 3 трубопроводами увеличит время порции горячего теплоносителя в общем цикле, что уменьшит коэффициент смешения теплоносителей. The heat supply system works as follows. Before starting work, the device is filled with coolant from the return pipeline 3 through the open inlet valve 17 and equalizes the pressure in the system. Under the action of the spring 15 acting on the stop 14, connected to the rod 13, the membranes 7, 8 will move from right to left. The cold coolant located in the active working section 9 will be sucked through the suction check valve 20 by the active pumping chamber 11. When the membranes 7, 8 reach the extreme left position, the valves will switch under the action of the switching mechanism 18, so that the outlet valve 17 closes and the inlet valve 16 will open. With this position of the valves 16, 17, the membranes 7, 8 connected by the rod 13 under the influence of the pressure difference between the supply 2 and return pipeline 3 will move from left to right, compressing the spring 15 through the stop 14. The cooled coolant located in the active pumping chamber 11 will be displaced through the discharge check valve 19 to the heating devices 1, where it will transfer heat to the air in the room. When the membranes 7, 8 reach the extreme right position, the valves will switch under the action of the switching mechanism 18, so that the outlet valve 17 closes and the inlet valve 16 opens. Under the action of a compressed spring 15 acting on the stop 14, connected to the rod 13, the membranes 7, 8 will move from right to left. The hot coolant located in the active working section 9 will be displaced through the open outlet valve 17 into the heating devices 1, where it will give off heat to the air in the room. Then the cycle will be repeated, with periodic completion of the cycle there will be partial mixing of hot and cooled coolants in the pipelines. If the temperature of the cooled coolant returned through the control heat exchanger 22 to the return pipeline 2 along the bypass line 23 deviates, the flow of the hot coolant will be adjusted using the direct action weather regulator 21. Thus, if the temperature of the cooled coolant is too high in relation to the quality control schedule, the pressure will increase in the thermal cylinder of the direct-acting weather regulator 21, and it will cover the flow area. At the same time, the flow of hot coolant through it will decrease and the pressure drop across it will increase. Reducing the available pressure between the supply 2 and return 3 pipelines will increase the time of the hot coolant portion in the general cycle, which will reduce the mixing ratio of the coolants.

Эффективность системы теплоснабжения определяется соотношением времени порции горячего и охлажденного теплоносителей в единице времени периода, при котором будет повышаться теплоотдача отопительных приборов и рационально использоваться теплоноситель. Соотношение между временем порции горячего и охлажденного теплоносителей в единице времени периода может изменяться в диапазоне 1:2,5.The efficiency of the heat supply system is determined by the ratio of the time of the portion of hot and cooled coolants per unit time of the period during which the heat transfer of heating devices will increase and the coolant will be used rationally. The ratio between the time of a portion of hot and cooled coolants per unit time period can vary in the range of 1:2.5.

По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы отопительных приборов потребителей за счет более глубокого использования потенциала теплоносителя (температура и давление) на частоте пульсаций двухсекционного мембранного насоса, регулированием коэффициента смешения в зависимости от установленного графика качественного регулирования.Compared to the known solution, the claimed invention makes it possible to increase the operating efficiency of consumer heating appliances due to a deeper use of the coolant potential (temperature and pressure) at the pulsation frequency of a two-section diaphragm pump, regulating the mixing coefficient depending on the established quality control schedule.

Claims

Heat supply system, including heating devices, supply and return pipelines, two single-section diaphragm pumps, each section is divided into chambers by diaphragms, the diaphragms are interconnected by a rigid rod, each section of the diaphragm pump is connected to heating devices, the inlet of the heating devices is connected to the pump chamber of the diaphragm pump section through a discharge check valve, the output of the heating devices is connected simultaneously to the return pipeline and the pumping chamber of the membrane pump, and at the inlet of the supply pipeline there is a direct-acting weather control regulator connected to a control heat exchanger installed on the return pipeline bypass line, characterized in that one section of the membrane the pump is working, and the second is pumping, and each section is divided by diaphragms into active and passive chambers, on the side of the passive working chamber, a rigid stop resting on a spring is installed on the rod, the active working chamber is equipped with an inlet and outlet valve connected to switching devices, mechanically connected to the diaphragm, the active pump section is hydraulically connected in parallel through the discharge check valve with the heating devices and the outlet valve, and through the suction check valve - in parallel with the return pipeline and the outlet of the heater.