Способ теплоснабжения

(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Способ теплоснабжения, включающий нагрев воды на ТЭЦ до температуры 75-85 С, подачу ее в прямой трубопровод тепловой сети насосом, последующее смешение в элеваторе этой воды с частью охлажденной воды после потребления, возврат остальной части охлажденной воды после потребления на ТЭЦ по обратному трубопроводу тепловой сети, отличающийся тем, что смешанная вода после элеватора подается в установленные у потребителя доводчики, где подогревается до температуры 95-100 С за счет сжигания в них топлива, при этом после доводчиков вода поступает к потребителям.(56) Андерсен Н.Б. Низко-температурное централизованное теплоснабжение. Центр технологии централизованного теплоснабжения. Датский технологический институт. В мат. Министерства Энергетики и Управления Энергетики Централизованное теплоснабжение в Дании. Исследования и разработка технологии, 1993 г. стр. 32-34. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. Стройиздат, 1981. - С. 87.2076280 1, 1993.2076281 1, 1993.0031028 1, 1981.2042160 , 1980.2062216 , 1981. Способ теплоснабжения относится к теплотехнике и может быть использован в системах водяного отопления коммунального хозяйства. Известен стандартный способ централизованного теплоснабжения коммунальных потребителей (жилые здания, вспомогательные помещения, объекты общего пользования, некоторые производственные площади),заключающийся в нагреве воды на ТЭЦ или в котельных до температуры 90180 С, подаче этой воды насосами в тепловую сеть, транспортировании этой воды трубопроводами тепловой сети на значительное расстояние (210 км) до потребителя, смешении подаваемой от ТЭЦ воды с частью обратной воды, идущей от потребителя с температурой 70 С, т.е. доведение температуры воды до 95 С, подачи этой смеси в нагревательные приборы потребителя, охлаждений ее в процессе передачи тепла потребителю, возврате охлажденной воды в тепловую сеть и далее на ТЭЦ или в котельную для упомянутого нагрева, часть охлажденной воды отбирается на смешение. Смешение производится в водоструйном элеваторе, установленном у потребителя, причем горячая вода из тепловой сети подается в сопло элеватора, охлажденная вода от потребителя на всасывающий патрубок элеватора (см. 1, стр. 346 рис. 18.1 и стр. 372 рис. 18. 15, - аналог). Недостаток этого способа - большие теплопотери в протяженных трубопроводах тепловых сетей несмотря на теплоизоляцию, устройство каналов, эти теплопотери оцениваются в 4050 и более от исходного тепла. Такие теплопотери объясняются большим температурным перепадом между горячей водой и окружающей средой. Снизить потери можно только резким удорожанием тепловой сети. Известен способ централизованного теплоснабжения в Дании 2, при котором вода на ТЭЦ нагревается лишь до 7585 С теплопотери при этом составляют 1220 . Недостатком является то, что увеличивается поверхность нагревательных приборов у потребителя, увеличивается расход воды, т.е. растут капитальные и текущие затраты кроме того, недостижимы желаемые температурные комфортные условия у потребителя в холодном климатическом поясе в зимний период (прототип). Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы снизить теплопотери в системе теплоснабжения без ухудшения температурного режима у потребителя, т.е. уменьшить расход топлива в целом. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в том, что 1) расход топлива в центральном источнике теплоты и в доводчике в сумме меньше, чем при сжигании топлива только в центральном, без использования доводчика 2) улучшаются условия регулировки теплового режима у потребителя 3) улучшаются условия эксплуатации тепловых сетей, т.к. они работают со сниженными параметрами теплоносителя 4) настоящее предполагаемое изобретение позволяет совершенствовать многочисленные малоэффективные централизованные системы отопления, а не строить новые для существующей городской застройки,особенно имеющей сеть теплоснабжения 5) все техническое оборудование (насосы, элеваторы, задвижки, вентили, регуляторы, отстойники,фильтры, опоры, камеры) до доводчика переходит на щадящий режим, что повышает надежность и безопасность 6) появляется возможность самому потребителю устанавливать желаемый температурный режим или,экономя топливо, полностью отключить доводчик 7) техническое оборудование у производителя тепловой энергии (котлы, топки, теплообменники, сетевые насосы, золошлакоудаление, газоочистка, водоподготовка) также переходит на уменьшенную нагрузку. Весь этот совокупный технический эффект достигается при требовании заданного температурного режима у потребителя и уменьшении потерь при транспорте тепла, что возможно только при упомянутом вначале сочетании. Достигается это тем, что вода в центральном источнике тепла (ТЭЦ или котельная) нагревается до 7585 С насосом подается в прямой трубопровод тепловой сети из тепловой сети подается в сопло элеватора, установленного у группы потребителей. Смешение в элеваторе этой воды с частью охлажденной воды 2 4691 1 происходит после потребителя возвращается остальная часть охлажденной воды на ТЭЦ пообратному трубопроводу тепловой сети смешанная вода после элеватора подается в установленные у потребителя доводчики, т.е. на водоподогреватель, в котором сжигается топливо, и тепло продуктов сгорания передается воде,повышая ее температуру до 95100 С, эта вода поступает к потребителю, охлажденная у потребителя вода отводится в обратный трубопровод тепловой сети и возвращается на ТЭЦ, часть охлажденной воды подсасывается элеватором для образования смеси, поступающей в доводчик. На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа теплоснабжения, где обозначено ТЭЦ(котельная) - 1, сетевой насос - 2, прямой трубопровод тепловой сети - 3, обратный трубопровод тепловой сети - 4, элеватор - 5, доводчик - 6, потребитель - 7, тепло, подведенное в систему теплоснабжения при сжигании топлива на ТЭЦ или котельной - 1, теплопотери в тепловой сети - , коэффициент теплопередачи - К,разность температур воды и окружающей среды -тепло, подведенное к воде в доводчиках 22. Цифры у линий - температуры воды направление течения воды отражено стрелками. 2 2 Способ теплоснабжения действует следующим образом. Вода, соответствующая по качеству действующим нормам, подогревается в сетевых нагревателях ТЭЦ или водогрейных котлах котельной 1 и сетевыми насосами 2 подается в прямой трубопровод тепловой сети 3 с температурой 7585 С. Проходя расстояние в несколько километров, вода может остынуть до 4050 С, теряя теплов окружающую среду, величина теплопотерь пропорциональна величине нагрева воды, т.е. чем сильнее нагрев тем больше . Коэффициент теплопередачи К в этом анализе можно принять постоянным (он зависит в основном от качества теплоизоляции). Чем он меньше, тем сильнее влияние . Вода из ТЭЦ 1 подается в сопло элеватора 5, подсасывается часть обратной воды после потребителя 7. Из диффузора элеватора 5 вода с температурой порядка 60 С подается на доводчик 6. Доводчик представляет собой рекуперативный водоподогреватель, в котором имеется топка с соответствующими горелками и теплообменник трубчатого типа. Этот доводчик должен быть дешевым, простым по конструкции и в эксплуатации, надежным, безопасным, использовать топливо, имеющееся у потребителя. Особенно удобен он для газифицированных потребителей. Указанным требованиям отвечает водоподогреватель со слоевым пульсирующим горением 3. КПД такого подогревателя выше 90 . Температура воды после доводчика 6 регулируется расходом топлива, желаемая температура устанавливается самим потребителем. Для обычных нагревательных приборов принимается температура 95 С, после нагревательных приборов 70 С. Потребители усваивают (12 - ) количества тепла если бы температура воды в тепловой сети была бы обычной(120180/70 С), доля усваиваемого тепла была бы намного меньше при той же 1. Охлажденная у потребителя 7 вода отводится в обратный трубопровод тепловой сети 4 и снова попадает на ТЭЦ 1, остывая по пути до 4050 С. Если от ТЭЦ 1 до элеватора 5 будет слишком большое охлаждение, а после потребителя 7 вода еще достаточно теплая, то на тепловой сети до элеватора, со стороны ТЭЦ 1, возможна установка теплообменника. Технико-экономический эффект заключается в следующем. В предлагаемой схеме сумма расходов топлива на ТЭЦ и доводчиках меньше, чем в обычных схемах теплоснабжения на одной ТЭЦ или котельной. Основная причина этого - уменьшение теплопотерь . Добавочный технико-экономический эффект заключается в повышении надежности работы насосов, арматуры, приборов из-за снижения температуры воды, снижении расхода электроэнергии на прокачку, т.к. снижается удельный объем воды. Социальный эффект заключается в достижении желаемого температурного режима в помещении потребителя независимо от центрального регулирования. Источники информации 1. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - . Стройиздат, 1981. - С. 87 (аналог). 2. Андерсен .Б. Низко-температурное централизованное теплоснабжение. Центр технологии централизованного теплоснабжения. Датский технологический институт. В мат. Министерства Энергетики и Управления Энергетики Централизованное теплоснабжение в Дании. Исследования и разработка технологии. 1993 (прототип). - С. 32-34. 3. Северянин В.С. Технология пульсирующего горения // Журнал Известия вузов. - Энергетика, 1995, 5-6. - С. 79. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.