UA55178A

UA55178A - Heating and hot water supply system for municipal and industrial buildings

Info

Publication number: UA55178A
Application number: UA2002075797A
Authority: UA
Inventors: Веніамін Борисович Скрипніков; Вениамин Борисович Скрипников; Микола Васильович Савицький; Николай Васильевич Савицкий; Олександр Васильович Бузунов; Александр Васильевич Бузунов; Едуард Зуфарович Салімов; Олександр Владимирович Сайченко; Юрій Веніамінович Скрипніков; Юрий Вениаминович Скрипников
Original assignee: Придніпровська Державна Академія Будівництва Та Архітектури; Приднепровская Государственная Академия Строительства И Архитектуры; Веніамін Борисович Скрипніков; Вениамин Борисович Скрипников; Микола Васильович Савицький; Николай Васильевич Савицкий; Олександр Васильович Бузунов; Александр Васильевич Бузунов; Едуард Зуфарович Салімов; Олександр Владимирович Сайченко; Юрій Веніамінович Скрипніков; Юрий Вениаминович Скрипников
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2003-03-17

Abstract

System for heating and hot water supply for municipal and industrial buildings includes compressor, intermediate and end air coolers. At that, the end and each intermediate air cooler comprises of two sections – for high-potential and low-potential heat carriers.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до енергозберігаючих технологій виробництва теплоенергії і може бути використаний в 2 будівництві при спорудженні нових і модернізації діючих систем опалення та гарячого водопостачання громадських і промислових будівель.The invention relates to energy-saving technologies for the production of thermal energy and can be used in 2 construction during the construction of new and modernization of existing heating systems and hot water supply of public and industrial buildings.

Відомо технічне рішення, що передбачає нагрівання повітря в зимовий період року шляхом підігріву його теплом стиску компресора холодильної установки в контактному теплообміннику циркулюючою рідиною від конденсатора холодильної установки |11.A technical solution is known, which involves heating the air in the winter period of the year by heating it with the heat of compression of the compressor of the refrigerating unit in the contact heat exchanger with the circulating liquid from the condenser of the refrigerating unit |11.

Конструктивно найбільш близьким до пропонуємого є система кондиціонування повітря, в якій нагрівання вентиляційного повітря здійснюється за рахунок тепла стиску багатоступінчатої компресорної установки, обладнаної проміжними повітроохолодниками після кожного ступеня стиску і кінцевим повітроохолодником по ходу циркуляційного теплоносія в контактному теплообміннику, а з метою підвищення теплотехнічної ефективності підведення тепла до рідини здійснюється дискретно в послідовності, що відповідає ступеням 12 підвищення тиску стиснутого повітря в компресорній установці |21.Structurally, the closest to the proposed one is the air conditioning system, in which heating of the ventilation air is carried out due to the heat of compression of a multi-stage compressor unit, equipped with intermediate air coolers after each compression stage and a final air cooler in the course of the circulation coolant in the contact heat exchanger, and in order to increase the thermal efficiency of heat supply to the liquid is carried out discretely in a sequence that corresponds to the 12 stages of increasing the pressure of the compressed air in the compressor unit |21.

Однак зазначені системи мають низьку експлуатаційну надійність, обумовлену такими причинами: а) охолоджуюча проміжні і кінцеві повітроохолодники |2| і конденсатор холодильної установки (1), вода має низькі значення температури (20...30"С), що не дозволяє нагрівати зовнішнє повітря у зимовий період року до значень, обумовлених вимогами СНІПУ - (18...2075); б) повітря, що нагрівається в контактному теплообміннику, зволожується до 10095 відносної вологості, що є також перешкодою для його використання в системі опалення громадських і промислових будівель.However, these systems have low operational reliability due to the following reasons: a) cooling intermediate and final air coolers |2| and the condenser of the refrigerating unit (1), the water has low temperature values (20...30"С), which does not allow heating the outside air in the winter period of the year to the values determined by the requirements of SNIPU - (18...2075); b) the air heated in the contact heat exchanger is humidified to 10095 relative humidity, which is also an obstacle to its use in the heating system of public and industrial buildings.

Основою винаходу є задача удосконалення системи опалення та гарячого водопостачання громадських і промислових будівель, в якій за рахунок особливостей конструктивного виконання проміжних і кінцевих повітроохолодників підвищується ступень утилізації низькопотенціальних вторинних енергоресурсів, 29 скорочується витрата первинних енергоресурсів на потреби систем опалення та гарячого водопостачання. «The basis of the invention is the task of improving the system of heating and hot water supply of public and industrial buildings, in which due to the peculiarities of the design of intermediate and final air coolers, the degree of utilization of low-potential secondary energy resources is increased, 29 the consumption of primary energy resources for the needs of heating and hot water supply systems is reduced. "

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в системі опалення та гарячого водопостачання громадських і промислових будівель, що включає компресор, проміжні і кінцевий повітроохолодники, відповідно до винаходу кожен проміжний і кінцевий повітроохолодник складається з двох секцій - для високопотенціальногоThe task is solved due to the fact that in the heating and hot water supply system of public and industrial buildings, which includes a compressor, intermediate and final air coolers, according to the invention, each intermediate and final air cooler consists of two sections - for high-potential

Її низькопотенціального теплоносіїв, причому секції високопотенціального і низькопотенціального теплоносіїв со 30 проміжного повітроохолодника першого ступеню стиску підключені паралельно до відповідних секцій з повітроохолодника другого ступеню стиску, а секції високопотенціального і низькопотенціального теплоносіїв кінцевого повітроохолодника підключені послідовно стосовно відповідних секцій проміжних повітроохолодників. -Its low-potential heat carrier, and the sections of high-potential and low-potential heat carriers so 30 of the intermediate air cooler of the first compression stage are connected in parallel to the corresponding sections from the air cooler of the second compression stage, and the sections of high-potential and low-potential heat carriers of the final air cooler are connected in series with respect to the corresponding sections of the intermediate air coolers. -

Суть винаходу пояснюється малюнком (фіг.), де наведена принципова схема системи опалення та гарячого ю водопостачання громадських і промислових будівель. 3о Система містить компресор 1, проміжний повітроохолодник першого ступеню стиску 2, що складається із о секцій 2а і 26, проміжний повітроохолодник другого ступеню стиску З, що складається із секцій За і зб, кінцевий повітроохолодник 4, що складається із секцій 4а і 46, трубопроводи подавання високопотенціального 5The essence of the invention is explained by the drawing (fig.), which shows the schematic diagram of the heating system and hot water supply of public and industrial buildings. 3о The system includes a compressor 1, an intermediate air cooler of the first compression stage 2, consisting of o sections 2а and 26, an intermediate air cooler of the second compression stage З, consisting of sections За and зб, a final air cooler 4, consisting of sections 4а and 46, pipelines submission of high-potential 5

Її низькопотенціального б теплоносіїв, засувки 7, 8 і 9, 10, 11, водонагрівач 12, опалювальні прилади 13, « опалювальні панелі 14, трубопроводи повернення високопотенціального 15 і низькопотенціального 16 З 40 теплоносіїв, циркуляційні насоси високопотенціального 17 і низькопотенціального 18 теплоносіїв, градирню 19. с Зазначені вище елементи утворюють два незалежних контури циркуляції теплоносіїв: контурIts low-potential coolants, valves 7, 8 and 9, 10, 11, water heater 12, heating devices 13, heating panels 14, return pipelines of high-potential 15 and low-potential 16 from 40 coolants, circulation pumps of high-potential 17 and low-potential 18 coolants, cooling tower 19 c The above-mentioned elements form two independent coolant circulation circuits: circuit

Із» високопотенціального тепла, що містить секції проміжних 2а, За і кінцевого 4а повітроохолодників, трубопроводи подавання 5 і повернення 15 високопотенціального теплоносія, циркуляційний насос 17, засувки 7 і 8, опалювальні прилади 13 та водонагрівач 12 і контур низькопотенціального тепла, який містить у собі 45 секції проміжних 26, 3б і кінцевого 46 повітроохолодників, трубопроводи подавання б і повернення 16 і-й низькопотенціального теплоносія, циркуляційний насос 18, засувки 9, 10, 11, опалювальні панелі 14, градирню сл 19.From" of high-potential heat, containing sections of intermediate 2a, Za and final 4a air coolers, supply pipelines 5 and return 15 of high-potential coolant, circulation pump 17, valves 7 and 8, heating devices 13 and water heater 12 and a low-potential heat circuit, which contains 45 sections of the intermediate 26, 3b and final 46 air coolers, supply and return pipelines of the 16th low-potential coolant, circulation pump 18, valves 9, 10, 11, heating panels 14, cooling tower 19.

Система працює таким чином. При роботі компресора 1 атмосферне повітря всмоктується і стискається в - першому ступеню компресора до проміжного тиску. При цьому температура повітря зростає до таких значень, -І 20 при яких стає неможливим подальший стиск повітря за умовами безпеки. З цієї причини після першого ступеня стиску повітря надходить у двохсекційний проміжний повітроохолодник 2, де відбувається його охолодження до со значень температури, при якій стає можливим його подальший стиск у наступному ступеню компресора. У першій (по ходу повітря) секції проміжного повітроохолодника 2а, за рахунок охолодження стиснутого повітря вода нагрівається до температури високих значень. В другій секції проміжного повітроохолодника 26 стиснене повітря охолоджується водою до значень температури, при якій можливий стиск повітря в наступному ступеню в. стиску до більш високих значень. Стиснуте таким чином повітря підвищує свою температуру до значень, при яких неможливий його подальший стиск. З цієї причини стиснене повітря надходить у двохсекційний проміжний повітроохолодник З цього ступеню, де відбувається процес його охолодження, аналогічний тому, що здійснюється в повітроохолоднику першого ступеня стиску. У першій (по ходу повітря) секції другого 60 повітроохолодника За вода нагрівається аналогічно процесу нагрівання проміжного повітроохолодника першого ступеня стиску, а в другій секції 36 відбувається доохолодження стиснутого повітря до значень температури, при якій можливий його подальший стиск.The system works like this. During operation of compressor 1, atmospheric air is sucked in and compressed in - the first stage of the compressor to an intermediate pressure. At the same time, the air temperature rises to such values, -I 20, at which it becomes impossible to further compress the air under safety conditions. For this reason, after the first stage of compression, the air enters the two-section intermediate air cooler 2, where it is cooled to the temperature values at which it becomes possible to further compress it in the next stage of the compressor. In the first (in the direction of the air) section of the intermediate air cooler 2a, due to the cooling of the compressed air, the water is heated to a high temperature. In the second section of the intermediate air cooler 26, the compressed air is cooled by water to the temperature values at which air compression is possible in the next step in. compression to higher values. The air compressed in this way increases its temperature to values at which its further compression is impossible. For this reason, the compressed air enters the two-section intermediate air cooler of this stage, where the process of its cooling takes place, similar to that carried out in the air cooler of the first compression stage. In the first (in the direction of the air) section of the second air cooler 60, the water is heated similarly to the heating process of the intermediate air cooler of the first compression stage, and in the second section 36, the compressed air is cooled down to the temperature values at which its further compression is possible.

Охолоджене стиснене повітря надходить у наступний ступень стиску компресора, де відбувається його стиск до необхідних значень. Стиснене повітря при цьому підвищує свою температуру і його охолодження бо здійснюється в двохсекційному кінцевому повітроохолоднику 4 аналогічно процесам, що відбуваються в двохсекційних проміжних повітроохолодниках. У першу, по ходу повітря, секцію кінцевого повітроохолодника 4а надходить вода, нагріта паралельно в перших (по ходу повітря) секціях проміжних повітроохолодниках першої 2а і другий За ступіней стиску повітря. Тут вода нагрівається до температури 90...95"С, при якій стаєThe cooled compressed air enters the next compression stage of the compressor, where it is compressed to the required values. At the same time, the compressed air increases its temperature and its cooling is carried out in the two-section final air cooler 4, similar to the processes that take place in the two-section intermediate air coolers. Water heated in parallel in the first (in the air flow) sections of the intermediate air coolers of the first 2a and the second air compression stage flows into the first section of the final air cooler 4a. Here the water is heated to a temperature of 90...95"C, at which it becomes

Можливим її ефективне використання в опалювальних приладах 13 (перший і третій поверхи будівлі) узимку й у водонагрівачі 12 улітку. В другу (по ходу стиснутого повітря) секцію кінцевого повітроохолодника 46 надходить охолоджуюча вода з відповідних секцій проміжних повітроохолодників. Отриманий таким чином низькотемпературний теплоносій використовується в опалювальних панелях 14 узимку (другий поверх), а влітку прохолоджується в градирні 19. Існуючі в системі засувки 7, 8 і 9, 10, 11 дозволяють здійснювати регулювання /о напрямку подачі відповідно високопотенціального і низькопотенціального теплоносіїв в залежності від пори року.Its effective use is possible in heating devices 13 (first and third floors of the building) in winter and in water heater 12 in summer. In the second (in the direction of the compressed air) section of the final air cooler 46, cooling water flows from the corresponding sections of the intermediate air coolers. The low-temperature coolant obtained in this way is used in the heating panels 14 in the winter (second floor), and in the summer it is cooled in the cooling tower 19. The existing valves 7, 8 and 9, 10, 11 in the system allow adjustment of the supply direction of high-potential and low-potential coolants, respectively, depending depending on the season.

Таким чином, застосування запропонованої системи дозволить вирішити проблему використання в якості енергоресурсу непридатного низькопотенціального тепла стиску компресора, що дозволить істотно заощаджувати органічне паливо.Thus, the application of the proposed system will solve the problem of using unusable low-potential compression heat of the compressor as an energy resource, which will significantly save organic fuel.

Claims

19 Formula of the invention Heating and hot water supply system for public and industrial buildings, which includes a compressor, intermediate and final air coolers, which differs in that the final and each intermediate air cooler consists of two sections - for high-potential and low-potential coolants, and the high-potential and low-potential coolant sections of the intermediate air cooler of the first compression stage are connected in parallel to the corresponding sections of the air cooler of the second compression stage, and the sections of high-potential and low-potential coolants of the final air cooler are connected in series with respect to the corresponding sections of the intermediate air coolers. " (ee) ich- "- IF) I c)

- and? 1 1 - -and IR f) 60 b5