RU98060U1

RU98060U1 - HEAT SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: RU98060U1
Application number: RU2010122249/03U
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Левцев; Андрей Николаевич Макеев; Алексей Михайлович Зюзин
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-09-27

Abstract

Система теплоснабжения, содержащая источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена самовозбуждаемым генератором гидравлического удара, импульсным нагнетателем с установленной внутри эластичной диафрагмой и обратными клапанами входа и выхода, при этом самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в подающий или обратный трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель по одну сторону эластичной диафрагмы гидравлически связан с подающим или обратным трубопроводом тепловой сети и со второй ее стороны последовательно через обратные клапаны входа и выхода включен в разводящий подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления. A heat supply system comprising a heat source included with the supply and return pipelines of the heat network connected to the heat exchanger through a network pump installed on the return piping of the heat network, and the heat consumption system with distributing feed and return pipelines connected to the heat network in an independent circuit through the heat exchanger, characterized in that it is additionally equipped with a self-excited hydraulic shock generator, a pulse supercharger with an elastic di aphragm and inlet and outlet check valves, while a self-excited hydraulic shock generator is installed in the supply or return pipe of the heating network, and the pulse blower on one side of the elastic diaphragm is hydraulically connected to the supply or return pipe of the heating network and from the second side in series through the check valves and the output is included in the distributing supply or return pipe of the heat consumption system.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в системах водо-, теплоснабжения при независимой схеме присоединения к источнику теплоты потребителя одного или нескольких видов тепловой нагрузки (отопление, вентиляция, кондиционирование, система горячего водоснабжения).The utility model relates to a power system, namely, heat supply, and can be used in water and heat supply systems with an independent scheme for connecting one or more types of heat load to a consumer's heat source (heating, ventilation, air conditioning, hot water supply system).

Известна система теплоснабжения, содержащая источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник. (Отопление и вентиляция, учебник для вузов. В 2-х ч. Ч.1. Отопление. Изд 3-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1975. 483 с., П.Н.Каменев, а.Н.Сканави и др., стр 13-15, рис.16)A known heat supply system containing a heat source included with the supply and return pipelines of the heat network connected to the heat exchanger through a network pump installed on the return pipe and the heat consumption system with distributing feed and return pipelines connected to the heat network by an independent circuit through the heat exchanger. (Heating and ventilation, a textbook for high schools. In 2 hours. Part 1. Heating. Ed. 3rd, revised and enlarged M., Stroyizdat, 1975. 483 p., P.N.Kamenev, a. N. Skanavi et al., Pp. 13-15, Fig. 16)

Недостатками известной системы теплоснабжения являются относительно малый коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования, низкий коэффициент теплопередачи между высокотемпературным и низкотемпературным теплоносителями в теплообменнике, склонность к образованию отложений в контурах циркуляции теплоносителей, наличие насоса (нагнетателя) в контуре системы теплопотребления с дополнительным потреблением энергии, например, электрической.The disadvantages of the known heat supply system are the relatively low heat transfer coefficient of heat-consuming equipment, the low heat transfer coefficient between high-temperature and low-temperature heat carriers in the heat exchanger, the tendency to form deposits in the coolant circulation circuits, the presence of a pump (supercharger) in the heat consumption system circuit with additional energy consumption, for example, electric.

Известна система отопления (система теплопотребления), содержащая напорный преобразователь типа "труба в трубе" содержащий внутренний шнек, выполненный из магнитного материала и расположенный на подшипниках внутри трубы, по которой протекает вода отопительного контура (низкотемпературный теплоноситель), поступающая из приборов по обратному стояку через теплообменник, внешний шнек, выполненный из магнитного материала на цилиндрическом контуре, установленном в подшипниках снаружи трубы в пространстве между трубой и наружной трубой, где протекает горячая сетевая вода (высокотемпературный теплоноситель), поступающая в напорный преобразователь по трубе. (см. патент RU №2151344, опубл. 20.06.2000 г.)A known heating system (heat consumption system) containing a pressure transducer of the pipe-in-pipe type comprising an internal screw made of magnetic material and located on bearings inside the pipe through which water flows from the heating circuit (low-temperature coolant) coming from the devices through the back riser through a heat exchanger, an external screw made of magnetic material on a cylindrical contour mounted in bearings outside the pipe in the space between the pipe and the outer pipe, where Hot mains water (high temperature coolant) flows into the pressure transducer through a pipe. (see patent RU No. 2151344, publ. 06/20/2000)

Среди недостатков напорного преобразователя следует отметить низкий коэффициент трансформации напора сетевой воды (высокотемпературного теплоносителя) в напор воды отопительного контура (напор низкотемпературного теплоносителя), непосредственно в напорном преобразователе, из-за присутствующих механических потерь вращающегося механизма шнека и потерь в магнитопроводе, относительно низкий коэффициент теплопередачи между высокотемпературным и высокотемпературным теплоносителями в теплообменнике, а поэтому его относительно большая площадь поверхности теплообмена, относительная сложность реализации данной системы теплопотребления.Among the disadvantages of the pressure transducer, it is worth noting the low coefficient of transformation of the head of the network water (high-temperature coolant) to the water pressure of the heating circuit (pressure of the low-temperature coolant) directly in the pressure transducer, due to the mechanical losses of the rotating screw mechanism and losses in the magnetic circuit, and a relatively low heat transfer coefficient between high-temperature and high-temperature coolants in the heat exchanger, and therefore it is relatively large I heat exchange surface area, the relative complexity of the implementation of the heat system.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности функционирования системы теплоснабжения при улучшении качества обеспечения потребителя одним или несколькими видами тепловой нагрузки (отопление, вентиляция, кондиционирование, горячее водоснабжение), а также повышение надежности теплоиспользующего оборудования при сокращении единовременных капитальных затрат в момент проектирования и монтажа подобных систем теплоснабжения и исключении материальных затрат на циркуляцию низкотемпературного теплоносителя в системе теплопотребления.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of the heat supply system while improving the quality of providing the consumer with one or more types of heat load (heating, ventilation, air conditioning, hot water supply), as well as increasing the reliability of heat-using equipment while reducing one-time capital costs at the time of design and installation of such systems heat supply and elimination of material costs for the circulation of low-temperature coolant in heat consumption.

Технический результат достигается тем, что в систему теплоснабжения, содержащую источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник, дополнительно введен самовозбуждаемый генератор гидравлического удара, импульсный нагнетатель с установленной внутри эластичной диафрагмой и обратные клапаны входа и выхода, при этом самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в подающий или обратный трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель, по одну сторону эластичной диафрагмы, гидравлически связан с подающим или обратным трубопроводом тепловой сети и, со второй ее стороны, последовательно через обратные клапаны входа и выхода, включен в разводящий подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления.The technical result is achieved by the fact that in a heat supply system containing a heat source included with the supply and return pipelines of the heat network connected to the heat exchanger through a network pump installed on the return piping of the heat network and a heat consumption system with distributing feed and return pipelines connected to the heat network according to an independent scheme through a heat exchanger, an additional self-excited water hammer generator, an impulse supercharger with installed inside an elastic diaphragm and check valves for entry and exit, while a self-excited hydraulic shock generator is installed in the supply or return pipe of the heating network, and the pulse blower, on one side of the flexible diaphragm, is hydraulically connected to the supply or return pipe of the heating network and, on its second side, sequentially through the check valves of the input and output, is connected to the distributing supply or return pipe of the heat consumption system.

Принципиальная схема системы теплоснабжения представлена на чертеже (Фиг.1).A schematic diagram of a heat supply system is shown in the drawing (Figure 1).

Система теплоснабжения содержит источник теплоты 1, включенный с подающим 2 и обратным 3 трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику 4 через сетевой насос, 5 установленный на обратном трубопроводе 3 тепловой сети и систему теплопотребления 6 с разводящими подающим 7 и обратным 8 трубопроводами, присоединенными к подающему 2 и обратному 3 трубопроводам тепловой сети по независимой схеме через теплообменник 4, при этом, вновь введенный, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9 установлен в обратный 3 трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель 10, по одну сторону эластичной диафрагмы 11, гидравлически связан с обратным трубопроводом 3 тепловой сети и, со второй ее стороны, последовательно через обратные клапаны входа 12 и выхода 13, включен в разводящий обратный трубопровод 7 системы теплопотребления 6.The heat supply system contains a heat source 1, connected to the supply 2 and return 3 pipelines of the heat network, connected to the heat exchanger 4 through a network pump, 5 installed on the return pipe 3 of the heat network and a heat consumption system 6 with distributing supply 7 and 8 return pipes connected to the supply 2 and reverse 3 pipelines of the heating network in an independent manner through a heat exchanger 4, while the newly introduced, self-excited hydraulic shock generator 9 is installed in the return 3 pipeline heat network, and a pulse supercharger 10, on one side of the elastic diaphragm 11, is hydraulically connected to the return pipe 3 of the heating network and, on its second side, is connected in series through the check valves of the input 12 and output 13 to the return pipe 7 of the heat consumption system 6.

Система теплоснабжения работает следующим образом (см. Фиг.1). Изначально осуществляют ее заполнение соответствующими видами теплоносителей, затем, при помощи сетевого насоса 5, осуществляют циркуляцию высокотемпературного теплоносителя от источника теплоты 1 по подающему 2 и обратному 3 трубопроводу тепловой сети через теплообменник 4 и самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9, который установлен в обратный трубопровод 9 тепловой сети. При достижении определенной (заданной) скорости циркуляции высокотемпературного теплоносителя через самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9 его проходное сечение автоматически закрывается и возникает гидравлический удар, положительная волна распространения которого, воздействуя с одной стороны на эластичную диафрагму 11 импульсного нагнетателя 10, приводит к осуществлению пульсирующей, соответствующей периоду смены положительной волны гидравлического удара на отрицательную, циркуляции низкотемпературного теплоносителя через обратные клапаны входа 12 и выхода 13, относительно второй стороны эластичной диафрагмы 11, по разводящим подающему 7 и обратному 8 трубопроводам системы теплопотребления 6.The heat supply system operates as follows (see Figure 1). Initially, it is filled with the appropriate types of coolants, then, using the network pump 5, the high-temperature coolant is circulated from the heat source 1 through the supply 2 and return 3 pipes of the heating network through the heat exchanger 4 and a self-excited hydraulic shock generator 9, which is installed in the thermal return pipe 9 network. Upon reaching a certain (predetermined) velocity of circulation of the high-temperature coolant through a self-excited hydraulic shock generator 9, its flow cross-section is automatically closed and a hydraulic shock occurs, the positive propagation wave of which, acting on one side of the elastic diaphragm 11 of the pulse blower 10, leads to a pulsating period corresponding to change of a positive wave of hydraulic shock to a negative one, circulation of a low-temperature coolant I through check valves 12 input and output 13 on the second side of the elastic diaphragm 11, for distributing the feed 7 and 8 reverse system 6 heat pipes.

В момент, когда положительная волна распространения гидравлического удара израсходует свою энергию и сменит знак на противоположный проходное сечение самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 9, автоматически откроется и циркуляция высокотемпературного теплоносителя в подающем 2 и обратном 3 трубопроводах тепловой сети через источник теплоты 1 и теплообменник 4, посредством сетевого насоса 5 возобновится до тех пор, пока скорость высокотемпературного теплоносителя вновь не достигнет величины, достаточной для автоматического закрытия проходного сечения самовозбуждаемого генератора гидравлического удара 9.At the moment when the positive wave of water hammer propagation expends its energy and changes its sign to the opposite flow section of the self-excited hydraulic hammer 9, the circulation of the high-temperature coolant in the supply 2 and return 3 pipelines of the heating network through the heat source 1 and heat exchanger 4 will automatically open pump 5 will resume until the speed of the high-temperature coolant again reaches a value sufficient for automatic about closing the bore of the self-excited hydraulic shock generator 9.

Затем процесс повторится, в описанной выше последовательности, и будет осуществляться до тех пор, пока сетевой насос 5 будет осуществлять подачу высокотемпературного теплоносителя от источника теплоты 1 по подающему 2 и обратному 3 трубопроводам тепловой сети через теплообменник 4 и самовозбуждаемый генератор гидравлического удара 9.Then the process will be repeated, in the sequence described above, and will be carried out until the network pump 5 delivers the high-temperature coolant from the heat source 1 through the supply 2 and return 3 pipelines of the heat network through the heat exchanger 4 and a self-excited hydraulic shock generator 9.

С каждым последующим циклом возобновления циркуляции высокотемпературного теплоносителя, в подающем 2 и обратном 3 трубопроводах тепловой сети, эластичная диафрагма 11 импульсного нагнетателя 10 возвращается в свое первоначальное положение и, при закрытом в это время обратном клапане выхода 13, производит некоторое разряжение в импульсном нагнетателе 10, благодаря чему открывается обратный клапан входа 12 и осуществляется последующий цикл периода циркуляции низкотемпературного теплоносителя по разводящим подающему 7 и обратному 8 трубопроводам системы теплопотребления 6.With each subsequent cycle of resuming circulation of the high-temperature coolant in the supply 2 and return 3 pipelines of the heating network, the elastic diaphragm 11 of the pulse blower 10 returns to its original position and, when the check valve of the outlet 13 is closed at that time, it produces some discharge in the pulse blower 10, due to which the check valve of the inlet 12 opens and the next cycle of the period of circulation of the low-temperature coolant is carried out along the distributing feed 7 and return 8 pipe to the heating system 6.

Величину и длительность импульса волны гидравлического удара в тепловой сети, а равно коэффициент теплопередачи между греющей и нагреваемой средой в теплообменнике 4 и коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования системы теплоснабжения регулируют величиной задержки импульса гидравлического удара в самовозбуждаемом генераторе гидравлического удара 9 (конструкция самовозбуждаемого генератора гидравлического удара на схеме не указана).The magnitude and duration of the pulse of the hydraulic shock wave in the heat network, as well as the heat transfer coefficient between the heating and the heated medium in the heat exchanger 4 and the heat transfer coefficient of the heat-using equipment of the heat supply system, are controlled by the delay value of the hydraulic shock pulse in the self-excited hydraulic shock generator 9 (design of the self-excited hydraulic shock generator in the diagram not specified).

Использование данной системы теплоснабжения позволяет увеличить коэффициент теплопередачи между греющим и нагреваемым теплоносителем, а также коэффициент теплоотдачи теплоиспользующего оборудования в 1,5-2 раза за счет пульсирующего режима течения теплоносителей. При этом реализуется эффект самоочищения теплоиспользующего оборудования системы теплоснабжения в целом, что увеличивает срок его службы, а следовательно, и надежность системы теплоснабжения, кроме того полностью исключает материальные затраты на транспорт низкотемпературного теплоносителя в системе теплопотребления.The use of this heat supply system allows to increase the heat transfer coefficient between the heating and heated coolant, as well as the heat transfer coefficient of heat-using equipment by 1.5-2 times due to the pulsating flow regime of the coolants. At the same time, the effect of self-cleaning of heat-consuming equipment of the heat supply system as a whole is realized, which increases its service life and, consequently, the reliability of the heat supply system, in addition, completely eliminates the material costs of transporting a low-temperature coolant in the heat consumption system.

Claims

A heat supply system comprising a heat source included with the supply and return pipelines of the heat network connected to the heat exchanger through a network pump installed on the return piping of the heat network, and the heat consumption system with distributing feed and return pipelines connected to the heat network in an independent circuit through the heat exchanger, characterized in that it is additionally equipped with a self-excited hydraulic shock generator, a pulse supercharger with an elastic di aphragm and inlet and outlet check valves, while a self-excited hydraulic shock generator is installed in the supply or return pipe of the heating network, and the pulse blower on one side of the elastic diaphragm is hydraulically connected to the supply or return pipe of the heating network and from the second side in series through the check valves and the output is included in the distributing supply or return pipe of the heat consumption system.