RU71742U1

RU71742U1 - HEATING HEAT PUMP INSTALLATION

Info

Publication number: RU71742U1
Application number: RU2007125553/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Тарасович Бартош; Игорь Владимирович Постников; Сергей Николаевич Науменко; Юрий Евгеньевич Бартош
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-03-20

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котельной депо по ремонту железнодорожного подвижного состава. Отопительная теплонасосная установка содержит паровой котел, паровую турбину, тепловой насос, блок потребителя пара, отопительную систему, прямой и обратный трубопроводы которой подсоединены к конденсатору теплового насоса. Тепловой насос установки состоит из компрессора, двухкамерного конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя. Установка включает трубопровод вторичного топочного воздуха, проходящий через конденсатор теплового насоса и подсоединенный к паровому котлу. Блок потребителя пара снабжен трубопроводом с фильтром для подачи сточных вод в испаритель теплового насоса. Техническим результатом является повышение экономичности работы парового котла отопительной теплонасосной установки и решение экологической проблемы. 2 ил.The utility model relates to a power system and can be used in a boiler depot for the repair of railway rolling stock. The heating heat pump installation comprises a steam boiler, a steam turbine, a heat pump, a steam consumer unit, a heating system, the direct and return pipelines of which are connected to the heat pump condenser. The heat pump of the installation consists of a compressor, a two-chamber condenser, a thermostatic valve and an evaporator. The installation includes a secondary flue air pipe passing through a heat pump condenser and connected to a steam boiler. The steam consumer unit is equipped with a pipeline with a filter for supplying wastewater to the heat pump evaporator. The technical result is to increase the efficiency of the steam boiler heating heating pump installation and the solution of the environmental problem. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котельной депо по ремонту железнодорожного подвижного состава (локомотивного, вагонного и др.)The utility model relates to a power system and can be used in a boiler depot for the repair of railway rolling stock (locomotive, carriage, etc.)

Известна тепловая станция, включающая парогенератор, турбину, трубопроводы контура отопительной системы и тепловой насос, состоящий из компрессора, двух конденсаторов, дросселя и испарителя (RU, 2247840, F01K 13/00, 2005).A heat station is known, including a steam generator, a turbine, heating system pipelines and a heat pump consisting of a compressor, two condensers, a choke and an evaporator (RU, 2247840, F01K 13/00, 2005).

Известна отопительная теплонасосная установка, включающая паровой котел, паровую турбину, блок потребителя пара, тепловой насос, состоящий из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя, и отопительную систему, прямой и обратный трубопроводы которой подсоединены к конденсатору теплового насоса (Бартош Е.Т., Тепловые насосы в энергетике железнодорожного транспорта, М.: Транспорт, 1985, с.223-224).A heating heat pump installation is known, including a steam boiler, a steam turbine, a steam consumer unit, a heat pump consisting of a compressor, a condenser, a thermostatic valve and an evaporator, and a heating system, the direct and return pipelines of which are connected to a heat pump condenser (Bartosh E.T. , Heat pumps in the energy sector of railway transport, M .: Transport, 1985, p.223-224).

Недостатком вышеуказанных систем является их сравнительно низкая экономическая эффективность работы парового котла, а также высокое содержание окислов азота и углерода в продуктах сгорания топлива, загрязняющих окружающую среду.The disadvantage of the above systems is their relatively low economic efficiency of the steam boiler, as well as the high content of nitrogen and carbon oxides in the combustion products of fuel polluting the environment.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение экономичности работы парового котла отопительной теплонасосной установки и решение экологической проблемы.The technical result, the claimed utility model is aimed at achieving, is to increase the efficiency of the steam boiler of the heating heat pump installation and to solve the environmental problem.

Указанный технический результат достигается в отопительной теплонасосной установке, содержащей паровой котел, паровую турбину, тепловой насос, состоящий из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя, блок потребителя пара, отопительную систему, прямой и The specified technical result is achieved in a heating heat pump installation comprising a steam boiler, a steam turbine, a heat pump consisting of a compressor, a condenser, a thermostatic valve and an evaporator, a steam consumer unit, a heating system, direct and

обратный трубопроводы которой подсоединены к конденсатору теплового насоса, при этом установка дополнительно содержит трубопровод вторичного топочного воздуха, проходящий через конденсатор теплового насоса и подсоединенный к паровому котлу, а блок потребителя пара снабжен трубопроводом с фильтром для подачи сточных вод в испаритель теплового насоса, причем конденсатор теплового насоса имеет двухкамерную конструкцию.the return pipelines of which are connected to the heat pump condenser, the installation further comprising a secondary flue air pipe passing through the heat pump condenser and connected to the steam boiler, and the steam consumer unit is equipped with a pipe with a filter for supplying wastewater to the heat pump evaporator, the heat condenser The pump has a two-chamber design.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой отопительной теплонасосной установки, на фиг.2 показана конструкция двухкамерного конденсатора теплового насоса.Figure 1 presents a schematic diagram of the proposed heating heat pump installation, figure 2 shows the design of the two-chamber condenser of the heat pump.

Установка содержит паровой котел 1, паровую турбину 2, тепловой насос, состоящий из компрессора 3, двухкамерного конденсатора 4, терморегулирующего вентиля 5, испарителя 6, блок потребителя пара 7, отопительную систему (на чертеже не показана), прямой 8 и обратный 9 трубопроводы отопительной системы, трубопровод 10 вторичного топочного воздуха, трубопровод 11 сточных вод и фильтр 12.The installation comprises a steam boiler 1, a steam turbine 2, a heat pump consisting of a compressor 3, a two-chamber condenser 4, a thermostatic valve 5, an evaporator 6, a steam consumer unit 7, a heating system (not shown in the drawing), a direct 8 and return 9 heating pipelines systems, secondary flue air pipe 10, sewage pipe 11 and filter 12.

На фиг.2 показан двухкамерный конденсатор 4 теплового насоса, представляющий собой теплообменный аппарат, содержащий две камеры, через которые последовательно проходит горячий фреон. В таком кондесаторе происходит одновременное нагревание в одной камере воздуха, поступающего по трубопроводу 10 в паровой котел 1, а в другой камере - сетевой воды, циркулирующей в контуре отопительной системы и подаваемой по трубопроводам 8, 9.Figure 2 shows a two-chamber heat pump condenser 4, which is a heat exchanger containing two chambers through which hot freon passes sequentially. In such a condenser, there is simultaneous heating in one chamber of the air entering through the pipeline 10 into the steam boiler 1, and in the other chamber - the network water circulating in the heating system circuit and supplied through the pipelines 8, 9.

Система работает следующим образом. В паровом котле депо 1 вырабатывается пар высокого давления с параметрами 1,0-1,2 МПа. Пар поступает по паропроводу к паровой турбине 2, где совершает полезную работу за счет расширения до уровня, соответствующего 0,2-0,3 МПа. Вал паровой турбины соединен с валом компрессора 3 теплового насоса. Турбина вращает вал компрессора. Таким образом, мощность паровой турбины 2 передается компрессору 3 теплового насоса.The system operates as follows. In the steam boiler depot 1 produces high pressure steam with parameters of 1.0-1.2 MPa. Steam flows through the steam line to the steam turbine 2, where it does useful work by expanding to a level corresponding to 0.2-0.3 MPa. The shaft of the steam turbine is connected to the shaft of the compressor 3 of the heat pump. The turbine rotates the compressor shaft. Thus, the power of the steam turbine 2 is transmitted to the compressor 3 of the heat pump.

Отработавший пар поступает из турбины 2 к блоку 7 потребителя пара. Таким блоком могут быть моечные машины для очистки элементов подвижного состава, сушильные установки, душевые, столовая и др.The exhaust steam comes from the turbine 2 to the unit 7 of the steam consumer. Such a block can be washing machines for cleaning rolling stock elements, drying plants, showers, a dining room, etc.

В компрессоре 3 теплового насоса происходит сжатие рабочего агента (фреона), циркулирующего в замкнутом контуре теплового насоса. При сжатии механическая энергия компрессора 3 переходит во внутреннюю (тепловую) энергию фреона. Температура фреона повышается, и он поступает в двухкамерный конденсатор 4, где отдает свое тепло и соответственно нагревает воду, поступающую по обратному трубопроводу 9 из отопительной системы. Нагретая вода по прямому трубопроводу 8 подается в контур отопительной системы для теплоснабжения административно-производственных помещений. Одновременно в конденсаторе 4 происходит нагревание вторичного топочного воздуха, поступающего по трубопроводу 10 в паровой котел 1 для сгорания топлива.In the compressor 3 of the heat pump, the working agent (freon) is compressed, which circulates in the closed loop of the heat pump. When compressed, the mechanical energy of the compressor 3 passes into the internal (thermal) energy of freon. The temperature of the freon rises, and it enters the two-chamber condenser 4, where it gives off its heat and accordingly heats the water coming through the return pipe 9 from the heating system. Heated water through a direct pipeline 8 is supplied to the circuit of the heating system for heat supply of office premises. At the same time, in the condenser 4, the secondary flue air is heated, which flows through the pipe 10 to the steam boiler 1 for combustion of fuel.

Из конденсатора 4 охлажденный фреон через терморегулирующий вентиль 5 направляется в испаритель 6, где происходит его нагревание за счет тепла сточных вод, которые поступают по трубопроводу 11 от блока 7 потребителей пара. Для того чтобы не загрязнялась рабочая поверхность испарителя, на трубопроводе 11 предусмотрен фильтр 12.From the condenser 4, the cooled freon through the thermostatic valve 5 is sent to the evaporator 6, where it is heated due to the heat of the wastewater that comes through line 11 from the unit 7 of the steam consumers. In order not to contaminate the working surface of the evaporator, a filter 12 is provided on the pipe 11.

Таким образом, экономичность парового котла в предлагаемой отопительной теплонасосной установке увеличивается за счет подачи в котел нагретого вторичного топочного воздуха, которая приводит к снижению химического и механического недожога топлива. Использование нагретого вторичного топочного воздуха в процессах парогазовых циклов также решает экологическую проблему котельных, работающих даже на твердом топливе.Thus, the efficiency of the steam boiler in the proposed heating heat pump installation increases due to the supply of heated secondary heating air to the boiler, which leads to a decrease in the chemical and mechanical underburning of the fuel. The use of heated secondary furnace air in the processes of combined cycle gas also solves the environmental problem of boiler houses operating even on solid fuel.

Claims

A heating heat pump installation comprising a steam boiler, a steam turbine, a heat pump consisting of a compressor, a condenser, a thermostatic valve and an evaporator, a steam consumer unit, a heating system, the direct and return pipelines of which are connected to a heat pump condenser, characterized in that it further comprises secondary combustion air pipe passing through the heat pump condenser and connected to the steam boiler, and the steam consumer unit is equipped with a pipe with a filter for supplying wastewater to the heat pump evaporator, the heat pump condenser having a two-chamber design.