Автономная система горячего водоснабжения

Автономная система горячего водоснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения. Сущность изобретения: система содержит баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды от магистрального -трубопровода и сливной трубопровод. Система также содержит на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовительную установку, выход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя теплового насоса, соответствующие линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды. Линия подпиточной воды снабжена регулятопом температуры с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем один - непосредственно, а другой через дополнительную теплообменную поверхность испарителя . Бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) ((I) (я)5 F 24 D 17/00

ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4796576/06 (22) 28.02,90 (46) 30.10,92, Бюл. К 40 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) В,П.Проценко и И.Т,Атманов (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 1211530, кл, F 24 0 17/00, 1984.

2, Авторское свидетельство СССР

N.. 581357, кл. F 24 0 17/00. 1975, (54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ (57) Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения. Сущность изобретения .система содержит баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, лини(о подпиточной воды от магистрального трубопровода и сливной трубопровод, Система также содержит на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его

Изобретение относится к теплоэнергетике. а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в промышленных и бытовых системах горячего водоснабжения.

Известна система горячего водоснабжения, содержащая бак-аккумулятор, линию подпиточной водопроводной воды от магистрального трубопровода, подключенного параллельно через распределительные сети холодной, теплой и горячей воды и соответствующие водоразборные стояки к водоразборной и смесительно-водоразборной арматуре, причем распределительная сеть горячей воды снабжена включенными последовательно по ходу потока нагревателявыходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовительную установку, Bblход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя теплового насоса, соответствующие линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с насосом и регулятором температуры трубопроводам горячей и холодной воды. Линия подпиточной воды снабжена регулятором температуры с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем один — непосредственно, а другой через дополнительную теплообменную поверхность испарителя. Бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. 1 ил. ми первой и второй ступени, в которых сетевая вода тепловой сети подогревает холодную водопроводную воду (1), К недостаткам данной системы горячего водоснабжения относится слив в канализацию теплой и холодной воды после использования у потребителя, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу особенно ценной питьевой водопроводной воды, а также к перерасходу энергии.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемом результату является система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуля1772530 торы горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, распределительные сети горячего водоснабжения и холодной воды, водоразборные краны холодной и горячей воды, низкопотенциаль- 5 ный источник теплоты, подключенный к испарителю теплового насоса, линию подпитачной воды от магистрального трубопровода, сливной трубопровод, насосы и магистральные сети (2), 10

В данной системе горячего водоснабжения питьевая вода и горячая вода после использования у потребителя сливаются в канализацию, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу 15 питьевой водопроводной воды, а так>ке к перерасходу энергии. Кроме этого, в качестве низкопатенциальнаго источника теплоты используется навозохранилище, что существенно ограничивает область применения 20 данной системы горячего водоснабжения.

Целью изобретения является уменьшение. затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды, На чертеже изобра>кена схема предла- 25 гаемай системы горячего водоснабжения, Автономная система горячего водоснаб>кения содержит бак-аккумулятор 1 горячей воды с уравнемером, в нижнюю часть которого вмонтирован доводчик температу- 30 ры 2, à íà его входном патрубке установлен вентиль 3, управляемый уровнемерам, размещенным в баке-аккумуляторе 1 горячей воды, На подающем стояке 4 горячей воды разме, цены последовательно па ходу по vo- 35 ду патока циркуляцианный насос 5 и пиковый подогреватель 6, который расположен перед трубопроводами 7 с водоразборными кранами горячей воды 8, Подающий стояк 4 через воздушный кран 9 сообщается с ат- 40 масферай. Нэ обратном стояке 10 размещен обратный клапан 11. В состав системы входит бак-аккумулятор 12 холодной воды с уровнемером, На пада ащем стояке 13:хо лодной воды размещен циркуляционный 45 насос 14. К обратному стояку подключены трубопроводы 15 с водоразборными кранами 16 холодной воды, а перед баком-аккумуляторам 12 на обратном стояке установлен обратный клапан 17. Подаюсь.,ий стояк 13 50 через воздушный кран 18 сообщается с атмосферой. Водоразборные краны горячей 8 и холодной 16 воды подключен к смесителям 19, иэ которых смесь холодной и горячей воды подается к абоненту, а 55 использованная вода через приемники слива 20 (раковины, ванны и т.д,} поступает в сливные трубопроводы 21, каждый из которых снабжен отстойником 22 с уровнемером, на спивном патрубке которого установлен регулируемый вентиль 23, yrlaравляемый от уровнемера, а на выходном— регулятор температуры 24 с трехходовым краном, выходные штуцера которого подключены к трубопровдам теплового 25 и холодного 26 слива. На трубопроводе холодного слива 26 последовательно размещены фильтры 27 и бак-аккумулятор 28 холодного слива, а на трубопроводе теплового слива 25 последовательно по ходу потока размещены фильтры 29, бак-аккумулятор теплового слива 30 с уровнемером, насос

31, химводоподготовительная установка 32.

Холодная вода из бака-аккмулятора 28 холодного слива с помщью насоса ЗЗ подается в бачки санузлов (на схеме не показано). На трубопроводе теплового слива 25 и на трубопроводе холодного слива 26 перед фильтрами 29 и 27 и за ними, между баком-аккумулятором теплового слива 30 и насоса-л 31, а также перед насосом ЗЗ и эа ним yc". анавлены запарные вентили 34. Трубопровод теплового слива 25 после химводоподгатавительной. установки 32 разветвлен на два трубопровода, один трубопровд 35 подсоединен к входу испарителя 36 теплового насоса с греющей стороны, выходной трубопровод 37 из которого соединен с распределительной сетью 38 холодной воды, а другой трубопровод 39 подсоединен к входу конденсатора 40 с нагреваемай стороны, выходной трубопровод из которого соединен с распределительна "1 сетью 41 горячего водоснабжения, В состав тепловога насоса входят, кроме испарителя

36 и конденсатора 40, компрессор 42 с приводом 43 и дроссельный вентиль 44. На разветвлении трубопроводов установлены вентили 45 и 46, позволяющие изменять сотноше ив потоков воды, направляемой в распределительные сети горячего водо. снабжения 41 и холодной воды 38. Между распределительными сетями горячего водоснабжения 41 и холодной воды 38 установлена перемычка 47, на которой размещен насос 48 и регулятор температуры 49 с температурным датчиком, установленным на распределительной сети 41 горячего водоснабжения, В испарителе 36 теплового насоса установлена теплообменная поверхнсть 50, а на линии подпитачной оды установлены последовательно па хсду движения потока регулируемый вен иль 51 и регулятор температуры 52 с треххадовым краном, один из выходных шт; <еров которого подкл|очен с помощью трубопровода

53 непосредственна к выходномутрубопроводу 37 испарителя 3G через обратный клапан 54 и к распределительной сети питьевой воды 55 с водоразборными кранами 56, а

1772530 другой выходной штуцер через обратный клапан 57 подключен к выходному трубопроводу 37 испарителя 36 через установленную в нем теплообменную поверхность 50, К распределительной сети 38 холодной воды подключен венТиль 58, управляемый уровномером, установленным в баке-аккумуляторе 12 холодной воды, а между насосом 31 и химводоподготовительной установкой 32 установлен регулируемый вентиль 59, управляемый от уровнемера бака-аккумулятора теплового слива 30. Все трубопроводы и аппараты системы теплоизолированы (на схеме не показано). Кроме этого, к испарителю 36 подводится теплота от низкопотенциального источника тепла.

Система горячего водоснабжения работает следующим образом.

В периоды водозабора горячая и холодная вода из баков-аккмуляторв горячей 1 и холодной 12 воды с помощью насосов 5 и 14 соответственно подается черз краны горячей 8 и холодной 16 воды в смесители 19, а после использования сливается через приемники слива 20 (раковины, ванны и т.д,) в сливные трубопроводы 21, а из них в отстойники 22, где сливная вода проходит очистку ат крупных механических включений. При накоплении отстоя в отстойнике 22 до заданного уровня по сигналу от уровнемера открыьа=тся вентиль 23 и отстой сливается в канализацию. Регулятор температуры 24, установленный на выходном патрубке отстойника 22, в зависимости ат температуры сливной воды направляет ее либо в трубопровод теплового слива 25, либо в трубопровод холодного слива 26, В трубопровод холодного слива вода направляется, если ее температура равна или ниже 5 С. По мере движения по трубопроводу холодного слива

26 вода проходит полную очистку от механических примесей в фильтре 29. После очистки от механических примесей вода сливается в бак-аккумулятор теплового слива 30 с размещенным в нем уровнемером.

Насос 31 может включаться в работу как по сигналу уровнемера при достижении верхнего уровня сливной воды в баке-аккумуляторе теплового слива 30, который одновременно с включением насоса 31 открывает регулируемый вентиль 59 и включает привод 43 компрессора 42 теплового насоса, так и по команде оператора в период ночного провала нагрузки. При включении насоса 31 и теплового насоса вода из бака-аккумулятора теплового слива 30 поступает в химводоподготовительную установку 32, где она проходит химическую, биологическую и другие виды обработки, Часть потока очищенной и обработанной

55 воды охлаждается в испарителе 36 до температуры 4-5 С, а другая ее часть нагревается в конденсаторе 40 теплового насоса.

Нагретая и охлажденная вода после теплового насоса поступает в распределительные сети горячей 41 и холодной 38 воды, откуда она попадает в местные системы горячего водоснабжения и холодной воды, а из них в баки-аккумуляторы горячей 1 и холодной 12 воды, Если температура воды после конденсатора 40 ниже заданного значения, догрев ее производится доводчиком температуры

2, установленном в баке-аккумуляторе 1 горячей воды, В качестве доводчика температуры могут использоваться либо электрический нагреватель, либо нагреватель, в котором используется теплота сетевой воды из подающей линии тепловой сети.

Для пдогрева горячей воды может также использоваться пиковый пдогреватель 6, когда абоненту в течение непродол>кительного времени требуется воды с повышенной температурой. В случае х<е, когда температура воды после конденсатора выше заданного значения, по сигналу температурного датчика, установленного на распределительной сети 41 горячей воды, открывается вентиль регулятора температуры 49 и включается насос 40. В результате холодная вода из распределительной сети холодной воды

38 подмешивается к горячей, снижая ее температуру до заданного значения, Если вода в баке-аккумуляторе 1 горячей воды достигает верхнего уровня, по сигналу уровнемера закрывается вентиль 3 и выключается тепловой насос. При достижении верхнего уровня воды в баке-аккумуляторе

12 холодной воды по сигналу уровнемера открывается вентиль 3, через который излишек холодной воды сливается в канализацию. Б случае снижения уровня воды в баке-аккумуляторе 12 холодной вды до ни>кней отметки, по сигналу уровнемера открывается вентиль 51 на линии подпиточной воды, если при этом уровень воды в баке-аккумуляторе 30 ниже нижнего предельного уровня. Для использования теплоты подпиточной воды в испаритель 36 теплового насоса вмонтирована теплообменная поверхнсть 50, через которую пропускается подпиточная вода при температуре, превышающей нижний допустимый предел. Если температура подпиточной воды равна или меньше нижнего предела, подпиточная вода поступает в систему, минуя теплообменную поверхность 50. Переключение поткоов подпиточной воды осуществляется с помщью регулятора температуры 52 с трехходовым краном.

1772530

Данная автономная система горячего водоснабжения позволяет использовать сливную воду как в качестве низкопотенциального источника теплоты, так и повторно после соответствующей очистки и обработки в качестве горячей и холодной воды в системе горячего водоснабжения с возможностью регулирования температуры горячей воды на водоразборе. что позволяет экономить не только энергию, но также и питьевую водопроводную воду со значительнь1м снижением затрат на магистральные сети. Система позволяет также холодную воду с температурой 5 С и ниже, использованную потребителем, после соответствующей очистки от механических примесей направлять в бачки санузлов, что также позволяет экономить питьевую водопроводную воду, Кроме этого, существенно расширяется область применения такой системы, так как она не связана с внешним низкопотенциальным источником теплоты.

Достоинством этой системы является также и то, что она не загрязняет окружающую среду тепловыми выбросами и сточными водами.

Формула изобретения

Автономная система горячего водо. снабжения, содержащая баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, установленные на трубопроводах горячей и холодной воды соответственно, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды 0Т магистрального трубопровода и сливной трубопровод, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды, система дополнительно

5 содержит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и пследовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и химводоподготовитеаьную установку, вы10 ход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя, соответственные линии нагрева и охлаждения которых подключены к соединенным перемычкой с.насосом и регулятором температу15 ры трубопроводам горячей и холодной воды, линия подпиточной воды снабжена регулятором температуры с трехходовым краном, выходные штуцеры которого подключены к распределительномоу трубопро20 воду холодной воды, причем один— непосредственно, а другой — через допол нительнук.. теплообменную поверхность испарителя, бак-аккумулятор горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчи25 ком темперагуры, а на трубопроводе горячей воды после бака-аккумулятора дополнительно установлен пиковый подог1 еватель горячей воды, при этом она содер. жит соединенные с вь1ходом Отстойника

30 дополнительные фильтр и бак сливной воды, при этом в месте соединения основных и дополнительных элементов с выходом отстойника установлен регулируемый по температуре трехходовой клапан, 35

1772530

Составитель И.Атманов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 131

Заказ 3833 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5