RU2810958C1 - Heat supply system and method for organizing its operation - Google Patents

Heat supply system and method for organizing its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2810958C1
RU2810958C1 RU2023113052A RU2023113052A RU2810958C1 RU 2810958 C1 RU2810958 C1 RU 2810958C1 RU 2023113052 A RU2023113052 A RU 2023113052A RU 2023113052 A RU2023113052 A RU 2023113052A RU 2810958 C1 RU2810958 C1 RU 2810958C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
hot
heating
hot water
supply
Prior art date
Application number
RU2023113052A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Евгений Сергеевич Лапин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810958C1 publication Critical patent/RU2810958C1/en

Links

Abstract

FIELD: heat supply systems.
SUBSTANCE: heat supply system includes a consumer in the form of heating devices and two DHW heat exchangers, a supply pipeline through which the hot coolant from the heating network is supplied to the consumer, a return pipeline through which the cooled coolant returns to the heating network, two single-section diaphragm pumps, which are the left and right sections, each section is divided by diaphragms on the pumping and working chambers, the diaphragms are interconnected by a rigid rod, the inputs of the heating devices are connected in parallel to the working ones, as well as to the pumping chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the pressure check valves of the right or left sections, hot water supply heat exchangers, connected in series via a heated water and being heat exchangers of the first and second heating stages, the working chambers are equipped with inlet and outlet valves, which are connected mechanically to the membranes through switching devices of the inlet and outlet valves, each section of the membrane pump is connected to both heating devices, due to the fact that the outlets of the heating devices, suction check valves and a check valve are connected through the first stage of the hot water supply heat exchanger, while a heated water flow regulator is installed at the inlet of the hot water supply heat exchanger of the second stage, and a weather control regulator is installed at the inlet of the supply pipeline, connected to a control heat exchanger installed on the bypass of the return pipeline in parallel to valve. The method for organizing the operation of the heat supply system consists in taking hot coolant from the heating network through the supply pipeline, periodically distributing the hot coolant into two dependent circuits using a system of inlet and outlet valves with switching devices and mechanical drive from diaphragms, creating periodic pulsations of hot and cooled in the first stage of hot water supply coolant mixed after the first and second passage through the heating devices by two sections of a diaphragm pump connected by a rod by using the pressure difference between the hot and cooled coolants, also generates a hydraulic shock, the energy of which is used to accelerate the filling of the working chambers and give the initial impulse to the diaphragms, preheating of heated water in the hot water supply heat exchanger of the first stage by coolant passing through it mixed after the first and second passes through the heating devices, transferring the heat of the hot and cooled coolant to the surrounding air and water heated in the hot water supply heat exchangers, returning the cooled coolant to the heating network through the return pipeline, while the final heating of the heated water in the second stage of the hot water supply heat exchanger is ensured by regulating the flow of hot coolant with a regulator supplied independently of the two-section diaphragm pump, and the pulsation frequency of the latter is set by the pressure difference between the supply and return pipelines and is adjusted depending on the outside air temperature.
EFFECT: increasing the operating efficiency of consumers (heating devices and DHW heat exchangers) of the heat supply system due to a deeper use of the coolant potential (temperature and pressure) at the pulsation frequency of a two-section diaphragm pump, automatically adjusted depending on the available pressure determined by the outside air temperature.
3 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к энергетике, в частности к системам теплоснабжения.The group of inventions 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 без теплообменников горячего водоснабжения (ГВС) и узкий диапазон регулирования расхода теплоносителя.The disadvantages of an individual heating point are its limited use (only in heating systems without hot water supply (DHW) heat exchangers) and a narrow range of coolant flow control.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является система теплоснабжения включающая, подающий трубопровод, потребитель в виде отопительных приборов и теплообменников ГВС, обратный трубопровод, два импульсных распределителя потока с боковыми отводами, соединенных с общим электроприводом, подключенные к одному подающему трубопроводу. К входам импульсных распределителей потока с боковыми отводами подключен параллельно подающий трубопровод. Два односекционных мембранных насоса состоящих из правой и левой секций, а каждая секция включает рабочие и насосные камеры, соединенные жестким штоком. Каждая рабочая камера соединена с боковым отводом импульсного распределителя потока. Каждая насосная камера, соответственно правой или левой секции мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны и нагнетательные обратные клапаны соединены со своим потребителем, а последние через предохранительные обратные клапаны и обратному трубопроводу с тепловой сетью. К выходу импульсных распределителей потока с боковыми отводами параллельно подключены отопительные приборы и теплообменники горячего водоснабжения через регуляторы расхода горячей воды.The closest in technical essence to the proposed technical solution is a heat supply system including a supply pipeline, a consumer in the form of heating devices and DHW heat exchangers, a return pipeline, two pulse flow distributors with side outlets connected to a common electric drive, connected to one supply pipeline. A supply pipeline is connected in parallel to the inputs of pulse flow distributors with side outlets. Two single-section diaphragm pumps consisting of right and left sections, and each section includes working and pumping chambers connected by a rigid rod. Each working chamber is connected to a side outlet of a pulse flow distributor. Each pump chamber, respectively the right or left section of the diaphragm pump, is connected to its consumer through suction check valves and discharge check valves, and the latter through safety check valves and a return pipeline to the heating network. Heating devices and hot water supply heat exchangers are connected in parallel to the output of pulse flow distributors with side outlets through hot water flow regulators.

Сущность способа организации работы такой системы теплоснабжения, заключается в заборе горячего теплоносителя из тепловой сети через подающий трубопровод, периодическом распределении горячего теплоносителя на два независимых контура импульсным распределителем потока с ударными клапанами во входном и выходном отверстиях и боковыми отводами за счет электропривода, создании периодических пульсаций горячего и охлажденного теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенных штоком за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а так же генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для уменьшения запаздывания скорости штока по отношению к силе давления в конечных его положениях, перераспределении пульсирующего потока теплоносителя между параллельно включенными отопительными приборами и теплообменниками ГВС в зависимости от заданного расхода на регуляторах ГВС, передачи тепла горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках ГВС воде, возвращении охлажденного теплоносителя в тепловую сеть через обратный трубопровод, защите отопительных приборов и теплообменников ГВС от повышенного давления в обратном трубопроводе через предохранительные обратные клапаны (RU 2716545, МПК F24D 3/00, F24D 17/00, опубл. 12.03.2020).The essence of the method of organizing the operation of such a heat supply system is to take hot coolant from the heating network through a supply pipeline, periodically distribute the hot coolant into two independent circuits using a pulsed flow distributor with shock valves in the inlet and outlet openings and side outlets due to an electric drive, creating periodic pulsations of hot and cooled coolant by two sections of a diaphragm pump connected by a rod by using the pressure difference between the hot and cooled coolant, and also generate a hydraulic shock, the energy of which is used to reduce the lag of the rod speed in relation to the pressure force in its final positions, redistributing the pulsating coolant flow between parallel-connected heating devices and DHW heat exchangers, depending on the specified flow rate on DHW regulators, heat transfer of hot and cooled coolant to the surrounding air and water heated in DHW heat exchangers, return of the cooled coolant to the heating network through the return pipeline, protection of heating devices and DHW heat exchangers from increased pressure in the return pipeline through safety check valves (RU 2716545, IPC F24D 3/00, F24D 17/00, publ. 03/12/2020).

Недостатками система теплоснабжения являются не большая разница между температурой горячей и охлажденной воды, пропускаемой периодически через отопительные приборы, ограниченный диапазон регулирования расхода горячей воды из-за внешнего задания частоты импульсному распределителю потока, образование застойных зон в рабочих камерах из-за удаленности импульсного распределителя потока, а также использование электрической энергии на его привод.The disadvantages of the heat supply system are the small difference between the temperature of hot and chilled water passed periodically through heating devices, the limited range of regulation of hot water flow due to the external setting of the frequency of the pulse flow distributor, the formation of stagnant zones in the working chambers due to the remoteness of the pulse flow distributor, as well as the use of electrical energy to drive it.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы потребителей (отопительных приборов и теплообменников ГВС) системы теплоснабжении за счет более глубокого использования потенциала теплоносителя (температура и давление) на частоте пульсаций двухсекционного мембранного насоса, автоматически корректируемой в зависимости от располагаемого напора, определяемого температурой наружного воздуха. The technical result consists in increasing the operating efficiency of consumers (heating devices and hot water supply heat exchangers) of the heat supply system due to deeper use of the coolant potential (temperature and pressure) at the pulsation frequency of a two-section diaphragm pump, automatically adjusted depending on the available pressure determined by the outside air temperature.

Сущность изобретения заключается в том, что система теплоснабжения включает потребитель в виде отопительных приборов и двух теплообменников ГВС, подающий трубопровод, по которому горячий теплоноситель из теплосети подается потребителю, обратный трубопровод, по которому охлажденный теплоноситель возвращается в тепловую сеть, два односекционных мембранных насоса являющихся левой и правой секциями, каждая секция разделена диафрагмами на насосные и рабочие камеры, диафрагмы соединены между собой жестким штоком, входы отопительных приборов подключены к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны правой или левой секций, теплообменники горячего водоснабжения, подключены последовательно по подогреваемой воде и являющиеся теплообменниками первой и второй ступенью нагрева, рабочие камеры оборудованы впускными и выпускными клапанами, которые связаны механически с мембранами через переключающие устройства впускных и выпускных клапанов, каждая секция мембранного насоса связана с обеими отопительными приборами, посредством того, что выходы отопительных приборов, всасывающие обратные клапана и обратный клапан соединены через первую ступень теплообменника горячего водоснабжения, при этом на входе в теплообменник горячего водоснабжения второй ступени установлен регулятор расхода подогреваемой воды, а на входе подающего трубопровода установлен регулятор погодного регулирования, связанного с контрольным теплообменником, установленным на байпасе обратного трубопровода параллельно вентилю.The essence of the invention is that the heat supply system includes a consumer in the form of heating devices and two DHW heat exchangers, a supply pipeline through which hot coolant from the heating network is supplied to the consumer, a return pipeline through which the cooled coolant returns to the heating network, two single-section diaphragm pumps on the left and right sections, each section is divided by diaphragms into pumping and working chambers, the diaphragms are interconnected by a rigid rod, the inlets of the heating devices are connected to the pumping chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the pressure check valves of the right or left sections, hot water supply heat exchangers, connected in series heated water and are heat exchangers of the first and second heating stages, the working chambers are equipped with inlet and outlet valves, which are mechanically connected to the membranes through switching devices of the inlet and outlet valves, each section of the membrane pump is connected to both heating devices, due to the fact that the outputs of the heating devices, suction check valves and a check valve are connected through the first stage of the hot water supply heat exchanger, while a heated water flow regulator is installed at the inlet of the hot water supply heat exchanger of the second stage, and a weather control regulator is installed at the inlet of the supply pipeline, connected to a control heat exchanger installed on the bypass of the return pipeline parallel to the valve.

Сущность способа организации работы системы теплоснабжения, заключается в заборе горячего теплоносителя из тепловой сети через подающий трубопровод, периодическом распределении горячего теплоносителя на два зависимых контура системой впускных и выпускных клапанов с переключающими устройствами и механическим приводом от диафрагм, создании периодических пульсаций горячего и охлажденного в первой ступени горячего водоснабжения смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенных штоком за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а так же генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для ускорения заполнения рабочих камер и придания начального импульса движения диафрагмам, предварительный нагрев подогреваемой воды в теплообменнике горячего водоснабжения первой ступени за счет пропуска через него смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы теплоносителя, передачи тепла горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках горячего водоснабжения воде, возвращении охлажденного теплоносителя в тепловую сеть через обратный трубопровод, при этом окончательный нагрев подогреваемой воды во второй ступени теплообменника горячего водоснабжения обеспечивают регулированием расхода горячего теплоносителя регулятором, подаваемого независимо от двухсекционного мембранного насоса, а частота пульсаций последнего задается перепадом давления между подающим и обратным трубопроводами и корректируется в зависимости от температуры наружного воздуха.The essence of the method of organizing the operation of the heat supply system is to take hot coolant from the heating network through the supply pipeline, periodically distribute the hot coolant into two dependent circuits by a system of inlet and outlet valves with switching devices and mechanical drive from diaphragms, creating periodic pulsations of hot and cooled in the first stage hot water supply mixed after the first and second passage of the coolant through the heating devices by two sections of a diaphragm pump connected by a rod by using the pressure difference between the hot and cooled coolants, and also generate a hydraulic shock, the energy of which is used to accelerate the filling of the working chambers and give an initial impulse of movement diaphragms, preheating of heated water in the hot water supply heat exchanger of the first stage by passing through it the coolant mixed after the first and second passes through the heating devices, transferring the heat of the hot and cooled coolant to the surrounding air and water heated in the hot water supply heat exchangers, returning the cooled coolant to the heating network through the return pipeline, while the final heating of the heated water in the second stage of the hot water supply heat exchanger is ensured by regulating the flow of hot coolant with a regulator supplied independently of the two-section diaphragm pump, and the pulsation frequency of the latter is set by the pressure difference between the supply and return pipelines and is adjusted depending on the outside air temperature .

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

Система теплоснабжения включает подающий трубопровод 1, по которому горячий теплоноситель 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 охлажденный теплоноситель возвращается в тепловую сеть, два односекционных мембранных насоса 7,8, мембраны 9 и 10 которых соединены через шток 11. Каждый из односекционных мембранных насоса 7,8 состоит из рабочих 12,13 и насосных камер 14,15. Рабочие камеры оборудованы впускными 16, 17 и выпускными 18,19 клапанами, которые связаны механически с мембранами через переключающие устройства впускных 20,21 и выпускных 22,23 клапанов. К впускным клапанам 16,17 подключен подающий трубопровод 1 через регулятор погодного регулирования 30, а к выпускным клапанам 18,19 подключены параллельно отопительные приборы 2, 3 и насосные камеры 14,15. Каждая насосная камера 14,15 соединена гидравлически со своим отопительным прибором 2 или 3 со стороны нагнетания через обратный клапан 24 или 25, а со стороны всасывания через обратный клапан 26 или 27, первую ступень теплообменника ГВС 4 и параллельно с обратным трубопроводом 6 через обратный клапан 28. Первая 4 и вторая 5 ступени теплообменников ГВС соединены последовательно по подогреваемой воде, а на входе в теплообменник ГВС второй ступени 5 установлен регулятор расхода подогреваемой воды 29. При этом регулятор погодного регулирования 30, связан с контрольным теплообменником 31, установленным на байпасе обратного трубопровода 6 параллельно вентилю 32.The heat supply system includes a supply pipeline 1, through which hot coolant 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 pipeline 6, through which the cooled coolant returns to the heating network, two single-section diaphragm pumps 7,8, membranes 9 and 10 of which are connected through a rod 11. Each of the single-section diaphragm pumps 7,8 consists of working chambers 12,13 and pumping chambers 14,15. The working chambers are equipped with inlet 16, 17 and outlet 18,19 valves, which are mechanically connected to the membranes through switching devices for inlet 20,21 and outlet 22,23 valves. The supply pipeline 1 is connected to the inlet valves 16,17 through the weather control regulator 30, and the heating devices 2, 3 and pumping chambers 14,15 are connected in parallel to the outlet valves 18,19. Each pump chamber 14,15 is hydraulically connected to its heating device 2 or 3 on the discharge side through a check valve 24 or 25, and on the suction side through a check valve 26 or 27, the first stage of the DHW heat exchanger 4 and in parallel with the return pipeline 6 through a check valve 28. The first 4 and second 5 stages of the DHW heat exchangers are connected in series through heated water, and at the entrance to the DHW heat exchanger of the second stage 5, a heated water flow regulator 29 is installed. In this case, the weather control regulator 30 is connected to the control heat exchanger 31, installed on the bypass of the return pipeline 6 parallel to valve 32.

Способ организации работы системы теплоснабжения, включает забор горячего теплоносителя из тепловой сети (на чертеже не показана) через подающий трубопровод 1, периодическом распределении горячего теплоносителя на два зависимых контура системой впускных 16,17 и выпускных 18,19 клапанов с переключающими устройствами впускных 20,21 и выпускных 22,23 клапанов и механическим приводом от диафрагм 9,10, создании периодических пульсаций горячего и охлажденного в первой ступени ГВС 4 смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы 2,3 теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенных штоком 11 за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а так же генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для ускорения заполнения рабочих камер и придании начального импульса движения диафрагмам, предварительный нагрев подогреваемой воды в теплообменнике ГВС 4 первой ступени за счет пропуска через него смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы 2,3 теплоносителя, передачи тепла горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках ГВС воде, возвращении охлажденного теплоносителя в тепловую сеть через обратный трубопровод 6, при этом окончательный нагрев подогреваемой воды во второй ступени теплообменника ГВС 5 обеспечивают регулированием расхода горячего теплоносителя регулятором 29, подаваемого независимо от двухсекционного мембранного насоса, а частота пульсаций последнего задается перепадом давления между подающим и обратным трубопроводами и корректируется в зависимости от температуры наружного воздуха.A method of organizing the operation of a heat supply system includes the intake of hot coolant from the heating network (not shown in the drawing) through the supply pipeline 1, periodic distribution of the hot coolant into two dependent circuits by a system of inlet 16,17 and outlet 18,19 valves with inlet switching devices 20,21 and exhaust 22,23 valves and mechanically driven by diaphragms 9,10, creating periodic pulsations of hot and cooled hot water in the first stage 4 mixed after the first and second passage through the heating devices 2,3 of the coolant by two sections of the diaphragm pump connected by a rod 11 through the use pressure difference between the hot and cooled coolants, and also generate a hydraulic shock, the energy of which is used to accelerate the filling of the working chambers and give an initial impulse to the diaphragms, preheating the heated water in the DHW heat exchanger 4 of the first stage by passing through it mixed after the first and second passage of coolant through heating devices 2,3, heat transfer of hot and cooled coolant to the surrounding air and water heated in DHW heat exchangers, return of the cooled coolant to the heating network through the return pipeline 6, while the final heating of the heated water in the second stage of the DHW heat exchanger 5 is ensured by flow control hot coolant by regulator 29, supplied independently of the two-section diaphragm pump, and the pulsation frequency of the latter is set by the pressure difference between the supply and return pipelines and is adjusted depending on the outside air temperature.

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 диафрагм 9,10, впускной клапан 16 левой рабочей камеры 12, например, открыт, а выпускной клапан 17 правой рабочей камеры закрыт благодаря их фиксации переключающим устройствам впускных 20,21 и выпускных 22,23 клапанов, механически связанных с мембранами 9,10. При таком положении клапанов рабочих секций двухконтурного мембранного насоса горячий теплоноситель через открытый впускной клапан 16 поступает в рабочую камеру 12 и совершает работу диафрагмы 9 перемещая шток 11 слева направо за счет разности давлений в левой 12 и правой 13 рабочими камерами, вытесняя горячий теплоноситель из правой 13 рабочей камеры через открытый выпускной клапан 19 отопительный прибор 3, где он отдает тепло окружающей среде, а далее на вход теплообменника ГВС первой ступени 4, одновременно слева на вход этого теплообменника поступает охлажденный теплоноситель из левой насосной 14 камеры проходящий через отопительный прибор 2, далее они смешиваясь проходят теплообменник ГВС 4 первой ступени нагрева отдавая тепло подогреваемой воде возвращающейся из рециркуляционного трубопровода (на чертеже на показан), после первой ступени теплообменника ГВС 4 одна часть охлажденного теплоносителя с двух контуров всасывается правой насосной камерой 15 через всасывающий обратный клапан 27, а вторая часть отводится в обратный трубопровод 6 через обратный клапан 28. При достижении мембран 9,10 крайнего правого положения, произойдет срабатывание переключающих устройств впускных 20,21 и выпускных 22,23 клапанов, связанных механически с мембранами 9,10 в результате чего последние резко переключаться, так, что соответственно левый впускной клапан 16 закроется а правый впускной 17 откроется, а левый выпускной клапан 18 откроется, а правый выпускной 19 закроется. При таком положении клапанов рабочих секций двухконтурного мембранного насоса горячий теплоноситель через открытый впускной клапан 17 поступает в рабочую камеру 13 и совершает работу диафрагмы 10 перемещая шток 11 справа налево за счет разности давлений в правой 13 и левой 12 рабочими камерами, вытесняя горячий теплоноситель из левой 12 рабочей камеры через открытый выпускной клапан 18 отопительный прибор 2, где он отдает тепло окружающей среде, а далее на вход теплообменника ГВС первой ступени, одновременно справа на вход этого теплообменника поступает охлажденный теплоноситель из правой насосной 15 камеры через нагнетательный обратный клапан 25, далее они смешиваясь, проходят первую теплообменник ГВС 4, отдавая тепло подогреваемой воде возвращающейся из рециркуляционного трубопровода (на чертеже на показан), после первой ступени теплообменника ГВС 4 одна часть охлажденного теплоносителя с двух контуров всасывается левой насосной камерой 14 через всасывающий обратный клапан 26, а вторая часть отводится в обратный трубопровод 6 через обратный клапан 28. Причем через каждый отопительный прибор 2,3 периодически пропускают, то горячий теплоноситель, то смешанный после первого и второго прохода через отопительные приборы 2,3 теплоноситель и охлажденный в первой ступени 4 теплообменника ГВС. Резкое закрытие левого 16 впускного клапана приведет к гидравлическому удару, повышенная волна давления которого будет способствовать заполнению правой 13 рабочей камеры и ускорять движение мембраны 10 в начальный момент времени, когда она находится в крайнем правом положении. При достижении диафрагм 9,10 крайнего левого положения, произойдет переключение клапанов и процессы будут аналогичными. При запаздывании регулирования температуры теплоносителя в подающем трубопроводе по графику качественного регулирования относительно быстрых изменениях температуры наружного воздуха (более 1°С в минуту) температура охлажденного теплоносителя на выходе из контрольного теплообменника 31 будет изменяться и погодный регулятор 30 будет вносить корректировку расхода горячего теплоносителя изменением частоты двухсекционного мембранного насоса.The heat supply system works as follows. First, a connection is made between the supply pipeline 1 and the return pipeline 6, respectively, with the supply pipeline 1 and return pipeline 6 of the heating network (not shown in the drawing). After this, the hot coolant is supplied to the heating system until a pressure equal to that in the return pipeline 6 is created. At the initial moment of time, depending on the position of the diaphragms 9,10, the inlet valve 16 of the left working chamber 12, for example, is open, and the outlet valve 17 of the right the working chamber is closed due to their fixation by the switching devices of the inlet 20,21 and exhaust 22,23 valves, mechanically connected to the membranes 9,10. With this position of the valves of the working sections of a double-circuit diaphragm pump, the hot coolant through the open inlet valve 16 enters the working chamber 12 and does the work of the diaphragm 9 by moving the rod 11 from left to right due to the pressure difference in the left 12 and right 13 working chambers, displacing the hot coolant from the right 13 working chamber through the open outlet valve 19 of the heating device 3, where it gives off heat to the environment, and then to the input of the first stage DHW heat exchanger 4, at the same time, at the left, the cooled coolant from the left pump chamber 14 flows through the heating device 2 to the input of this heat exchanger, then they mixing, they pass through the DHW heat exchanger 4 of the first heating stage, giving off heat to the heated water returning from the recirculation pipeline (shown in the drawing), after the first stage of the DHW heat exchanger 4, one part of the cooled coolant from two circuits is sucked in by the right pump chamber 15 through the suction check valve 27, and the second part is discharged into the return pipeline 6 through the check valve 28. When the membranes 9,10 reach the extreme right position, the switching devices of the inlet 20,21 and exhaust 22,23 valves, mechanically connected to the membranes 9,10, will be activated, as a result of which the latter switch sharply, so , that, accordingly, the left inlet valve 16 will close and the right inlet 17 will open, and the left outlet valve 18 will open, and the right outlet 19 will close. With this position of the valves of the working sections of a double-circuit diaphragm pump, the hot coolant through the open inlet valve 17 enters the working chamber 13 and does the work of the diaphragm 10 by moving the rod 11 from right to left due to the pressure difference in the right 13 and left 12 working chambers, displacing the hot coolant from the left 12 working chamber through the open outlet valve 18 of the heating device 2, where it gives off heat to the environment, and then to the input of the first stage DHW heat exchanger, at the same time, cooled coolant from the right pump chamber 15 enters the right input of this heat exchanger through the discharge check valve 25, then they mix , pass through the first DHW heat exchanger 4, giving off heat to the heated water returning from the recirculation pipeline (shown in the drawing), after the first stage of the DHW heat exchanger 4, one part of the cooled coolant from two circuits is sucked in by the left pump chamber 14 through the suction check valve 26, and the second part is removed into the return pipeline 6 through the check valve 28. Moreover, through each heating device 2,3, a hot coolant is periodically passed, then a coolant mixed after the first and second passes through the heating devices 2,3 and cooled in the first stage 4 of the DHW heat exchanger. A sharp closing of the left 16 inlet valve will lead to a hydraulic shock, the increased pressure wave of which will contribute to the filling of the right 13 working chamber and accelerate the movement of the membrane 10 at the initial moment of time, when it is in the extreme right position. When diaphragms 9.10 reach the extreme left position, the valves will switch and the processes will be similar. If there is a delay in the regulation of the coolant temperature in the supply pipeline according to the quality control schedule, relative to rapid changes in the outside air temperature (more than 1°C per minute), the temperature of the cooled coolant at the outlet of the control heat exchanger 31 will change and the weather controller 30 will make adjustments to the flow of the hot coolant by changing the frequency of the two-section membrane pump.

Производительность двухсекционного мембранного насоса системы теплоснабжения определяется частотой пульсаций двухсекционного мембранного насоса, которая задается перепадом давления между подающим и обратным трубопроводами и корректируется в зависимости от температуры наружного воздуха. Используемый перепад давления между подающим и обратным трубопроводами на привод двухсекционного мембранного насоса составляет 50-100 кПа. Рабочий диапазон частот двухсекционного мембранного насоса составляет 0,5-2,5 Гц.The performance of a two-section diaphragm pump in a heating system is determined by the pulsation frequency of the two-section diaphragm pump, which is set by the pressure difference between the supply and return pipelines and is adjusted depending on the outside air temperature. The used pressure difference between the supply and return pipelines to drive a two-section diaphragm pump is 50-100 kPa. The operating frequency range of a two-section diaphragm pump is 0.5-2.5 Hz.

Claims (2)

1. Система теплоснабжения, включающая отопительные приборы подающий и обратный трубопроводы, два теплообменника горячего водоснабжения два односекционных мембранных насоса являющихся левой и правой секциями, каждая секция разделена диафрагмами на насосные и рабочие камеры, диафрагмы соединены между собой жестким штоком, каждая секция мембранного насоса связана с отопительным прибором, входы отопительных приборов параллельно соединены с рабочими, а также с насосными камерами правой или левой секциями мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны правой или левой секций, 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 секций, отличающаяся тем, что каждая секция мембранного насоса связана со своим отопительным прибором, теплообменники горячего водоснабжения, подключены последовательно по подогреваемой воде и являющиеся теплообменниками первой и второй ступенью нагрева, рабочие камеры оборудованы впускными и выпускными клапанами, которые связаны механически с мембранами через переключающие устройства впускных и выпускных клапанов, выходы отопительных приборов, всасывающие обратные клапана и обратный клапан соединены через первую ступень теплообменника горячего водоснабжения, при этом на входе в теплообменник горячего водоснабжения второй ступени установлен регулятор расхода подогреваемой воды, а на входе подающего трубопровода установлен регулятор погодного регулирования, связанного с контрольным теплообменником, установленным на байпасе обратного трубопровода параллельно вентилю.1. Heat supply system, including heating devices, supply and return pipelines, two hot water supply heat exchangers, two single-section diaphragm pumps, which are left and right sections, each section is divided by diaphragms into pumping and working chambers, the diaphragms are interconnected by a rigid rod, each section of the diaphragm pump is connected to heating device, the inputs of the heating devices are connected in parallel to the working ones, as well as to the pumping chambers of the right or left sections of the diaphragm pump through the discharge check valves of the right or left sections, 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 suction check valves of the right or left sections, characterized in that each section of the diaphragm pump is connected to its own heating device, hot water supply heat exchangers are connected in series with heated water and are heat exchangers of the first and second heating stages, the working chambers are equipped with inlet and outlet valves, which are mechanically connected to the membranes through switching devices of the inlet and outlet valves, the outputs of the heating devices, suction check valves and the check valve are connected through the first stage of the hot water supply heat exchanger, while a heated water flow regulator is installed at the inlet of the second stage hot water heat exchanger, and at the inlet of the supply pipeline, a weather control regulator is installed, connected to a control heat exchanger installed on the bypass of the return pipeline parallel to the valve. 2. Способ организации работы системы теплоснабжения, заключающийся в заборе горячего теплоносителя из тепловой сети через подающий трубопровод, периодическом распределении горячего теплоносителя на два зависимых контура системой впускных и выпускных клапанов с переключающими устройствами и механическим приводом от диафрагм, создании периодических пульсаций горячего и охлажденного в первой ступени горячего водоснабжения смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы теплоносителя двумя секциями мембранного насоса, соединенных штоком за счет использования перепада давления между горячим и охлажденным теплоносителями, а так же генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для ускорения заполнения рабочих камер и придании начального импульса движения диафрагмам, предварительный нагрев подогреваемой воды в теплообменнике горячего водоснабжения первой ступени за счет пропуска через него смешанного после первого и второго прохода через отопительные приборы теплоносителя, передачи тепла горячего и охлажденного теплоносителя окружающему воздуху и подогреваемой в теплообменниках горячего водоснабжения воде, возвращении охлажденного теплоносителя в тепловую сеть через обратный трубопровод, при этом окончательный нагрев подогреваемой воды во второй ступени теплообменника горячего водоснабжения обеспечивают регулированием расхода горячего теплоносителя регулятором, подаваемого независимо от двухсекционного мембранного насоса, а частота пульсаций последнего задается перепадом давления между подающим и обратным трубопроводами и корректируется в зависимости от температуры наружного воздуха.2. A method of organizing the operation of a heat supply system, which consists in taking hot coolant from the heating network through a supply pipeline, periodically distributing the hot coolant into two dependent circuits by a system of inlet and outlet valves with switching devices and mechanically driven from diaphragms, creating periodic pulsations of hot and cooled in the first stages of hot water supply mixed after the first and second passage of the coolant through the heating devices by two sections of a diaphragm pump connected by a rod by using the pressure difference between the hot and cooled coolants, and also generate a hydraulic shock, the energy of which is used to accelerate the filling of the working chambers and give an initial impulse movement of diaphragms, preheating of heated water in the hot water supply heat exchanger of the first stage due to passing through it the coolant mixed after the first and second passes through the heating devices, transferring the heat of the hot and cooled coolant to the surrounding air and water heated in the hot water supply heat exchangers, returning the cooled coolant to the thermal network through the return pipeline, while the final heating of the heated water in the second stage of the hot water supply heat exchanger is ensured by regulating the flow of hot coolant with a regulator supplied independently of the two-section diaphragm pump, and the pulsation frequency of the latter is set by the pressure difference between the supply and return pipelines and is adjusted depending on the outside temperature air.
RU2023113052A 2023-05-19 Heat supply system and method for organizing its operation RU2810958C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810958C1 true RU2810958C1 (en) 2024-01-09

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1522718A (en) * 1975-07-25 1978-08-23 Vaillant J Kg Central heating system
RU2510465C1 (en) * 2012-12-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and its operation arrangement method
RU2716545C1 (en) * 2019-10-03 2020-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method of its operation organization
RU2754569C1 (en) * 2020-10-21 2021-09-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» System for heating an independently connected building with organisation of a pulsating mode of movement of the heat carrier therein
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1522718A (en) * 1975-07-25 1978-08-23 Vaillant J Kg Central heating system
RU2510465C1 (en) * 2012-12-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and its operation arrangement method
RU2716545C1 (en) * 2019-10-03 2020-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method of its operation organization
RU2754569C1 (en) * 2020-10-21 2021-09-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» System for heating an independently connected building with organisation of a pulsating mode of movement of the heat carrier therein
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2018119231A (en) Device and method of regulation for pressure reduction systems
EP1621820B1 (en) Integrated fixture for transferring heat between higher and lower-temperature loops in a hydronic heating system
RU2716545C1 (en) Heat supply system and method of its operation organization
RU2012156700A (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH LIQUID COOLING AND METHOD OF OPERATION OF SUCH ENGINE
RU2019115293A (en) Ice cream machine
RU2016140186A (en) COOLING SYSTEM AND METHOD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND THERMOSTAT UNIT FOR COOLING SYSTEM
RU2013100183A (en) TEMPERATURE REGULATING SYSTEM AND METHOD FOR INDOOR TEMPERATURE REGULATION
RU2810958C1 (en) Heat supply system and method for organizing its operation
KR101860326B1 (en) cleaning system for heat exchanger
RU2006133317A (en) METHOD AND DEVICE FOR FLOW CONTROL IN AN EXPANSION DEVICE
RU2807093C1 (en) Heat supply system
RU183885U1 (en) Individual heat point with diaphragm pump
RU2754569C1 (en) System for heating an independently connected building with organisation of a pulsating mode of movement of the heat carrier therein
UA123307C2 (en) Flow controller and a hot water appliance provided therewith
RU2746638C1 (en) Heating system of building of dependent connection with organization of pulsating mode of heat carrier movement in it
RU2756654C1 (en) Hot water supply system with the organization in it of a pulsating mode of movement of the coolant and heated water
CN109442602A (en) A kind of waterway control system and its control method of heat pump unit
RU2781453C2 (en) In-flow mixing unit
RU139178U1 (en) HEATING MACHINE LIQUID COOLING SYSTEM
RU2817902C1 (en) Tank engine fuel temperature control method and device
RU191662U1 (en) The liquid heat exchanger of the thermoelectric module for heating air in agricultural premises
JP2004190927A (en) Water feed system for steam turbine plant and its method
RU211170U1 (en) FUEL TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR RECIPROCATING ENGINE WITH LIQUID HEAT EXCHANGER AND SOLENOID VALVE
RU2763637C1 (en) Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
RU2680183C1 (en) Collector unit