Автономная система горячего водоснабжения

Автономная система горячего водоснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения. Сущность изобретения: уменьшение затрат на магистральные сети в автономной системе горячего водоснабжения, содержащей баки-аккумуляторы (БА) горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем (И) и конденсатором (К), линию подпиточной воды от магистрального трубопровода и сливной трубопровод, достигается дополнительной установкой на сливном трубопроводе отстойника и соединенных с его выходом и последовательно расположенных фильтра, БА сливной воды и химподготовительной установки, выход которой одновременно подключен к входам К и И теплового насоса, соответственно 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 И теплового насоса. 5А горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры , а на трубопроводе горячей воды после БА горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. При одновременном использовании системы горячего водоснабжения и системы вентиляции для повышения температуры горячей воды система горячего водоснабжения содержит дополнительный тепловой насос , И которого расположен в штольне вытяжного воздуха, а К - на трубопроводе горячей воды. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. XI X ю ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 24 О 17/00

ГО С УДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4796698/06 (22) 28.02.90 (46) 30.10.92. Бюл. 40 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) B,Ï.Ïðîöåíêo, И.Т,Атманов и А.М.Афанасьев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 1211530, кл. F 24 0 17/00, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР

М 581357, кл. Г 24 0 17/00, 1975. (54) АВТОХОМХАЯ СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО

ВОДОСХАБЖЕ ХИЯ (57) Использование: в промышленных и бытовых системах теплоснабжения. Сущность изобретения: уменьшение затрат на магистральные сети в автономной системе горячего водоснабжения, содержащей баки-аккумуляторы (БА) горячей и холодной воды, тепловой насос с испарителем.(И) и конденсатором (К), линию подпиточной воды от магистрального трубопровода и..сливной трубопровод, достигается дополнительной установкой на сливном трубопроводе отстойника и соединенных с его выходом и последовательно расположенных фильтра, Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в промышленных и бытовых системах горячего водоснабжения с несколькими источниками теплоты.

Известна система горячего водоснабжения, содержащая бак-аккумулятор, линию подпиточной водопроводной воды от

БА сливной воды и химподготовительной установки, выход которой одновременно подключен к входам К и И теплового насоса. соответственно 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 подкл)очены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем один — непосредственно, а другой через дополнительную теплообменную поверхность И теплового насоса. БА горячей воды снабжен вмонтированным в него доводчиком температуры, а на трубопроводе горячей воды после БА горячей воды дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды. При одновременном использовании системы горячего водоснабжения и системы вентиляции для повышения температуры горячей воды система горячего водоснабжения содержитдополнительный тепловой насос, И которого расположен в штольне вытяжного воздуха, а К вЂ” на трубопроводе горячей воды. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. магистрального трубопровода, подклк)ченного параллельно через распределител ные сети холодной, теплой и горячей воды и соответствующие водоразборные стояки к Во доразборной и смесительно-водоразборной арматуре, причем распределительная се. ь горячей воды снабжена включенными последовательно по ходу потока нагревателями первой и второй ступени, в коорых

1772531 сетевая вода из тепловой сети подогревает холодную водопроводную воду (11, К недостаткам данной системы горячего водоснабжения относится слив в канализацию тепловой и холодной воды после использования у потребителя, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу особенно ценной питьевой водопроводной воды. а также K перерасходу энергии.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система горячего водоснабжения, содержащая баки-аккумуляторы горячей и холодной воды, водоразборные краны холодной и горячей вОды, ниэкопотенциальный источник теплоты, подключенный к испарител о теплового насоса, линию подпиточной воды от магистрального трубопровода, сливной трубопровод, насосы (2), В данной системе горячего водоснаб>кения питьевая вода и горячая вода после использования у потребителя сливаются в канализацию, что приводит к большим затратам на магистральные сети, перерасходу питьевой воды, а также к перерасходу энергии,Кроме того, в качестве низкопотенциального источника используется навозохранилище. что существенно ограничивает область применения данной системы горячего водоснабжения.

Целью изобретения является уменьшение затрат на магистральные сети путем использования теплоты сливной воды.

Поставленная цель достигается тем, что автономная слстема горячего водоснабх<ения, содержащая баки-аккумуляторь1 горячей и холодной воды, установленные на трубопроводах горячей и холодной воды соответственно, тепловой насос с испарителем и конденсатором, линию подпиточной воды от магистрального трубопровода и сливной трубопровод, согласно изобретению дополнительно содер>кит установленные на сливном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды и хим подготовительную установку, выход которой одног ременно подквочен к входам конденсатора и испарителя, соответственно линии наг >ева и ox" лаждения 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 щтуцера которого подключены к распределительному трубопроводу холодной воды, причем

45 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-аккуулятора дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды, При одновременном использовании системы горячего водоснабжения и системы вентиляции для повышения температуры горячей воды система горячего водоснабжения содержит дополнительный тепловой насос, испаритель которого расположен в штольне вытяжного воздуха, а конденсатор — на трубопроводе горячей воды.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы горячего водоснабжения, Автономная система горячего водоснабжения содержит местные системы горячего водоснаб>кения и холодной воды. В состав местной системы горячего водоснабженил с циркул; ционным контуром входит бак — ак;умулятор 1 горячей воды с уровнемером, в нижн ою часть которого вмонтирован доводчик температуры 2, à íà его входном патрубке установлен вентиль 3, управляемый уровнемером, размещенным в баке-аккумуляторе 1 горячей воды. На подающем стояке 4 циркуляционного контура размещены последовательно по ходу потока циркуляционный насос 5 и пиковый подогреватель б, который расположен перед трубопроводами 7 с водоразборными кранами горячей воды B. Пода ощий стояк 4 через воздушный кран 9 сообщается с атмосферой, На обратном стояке 10 циркуляционного контура размещен обрагный клапан 11. В состав местной системь1 холодной воды с циркуляционным контуром вхо дит бак-аккумулятор 12 холодной воды с установленным в нем уровнемером. На подающем стояке 13. циркуляционного контура размещен циркуляционный насос 14. К обратному стояку подключены трубопроводы 15 с водоразборными кранами 1б холодной воды, а перед баком-аккумулятором 12 на обратном стояке установлен обратный клапан 17. Подающий стояк 13 через воздушный кран 18 сообщается с атмосферой.

Водоразборные краны горячей 8 и холодной

16 воды подключены к смссителям 19, из которых смесь холодной и горячей воды подается к абоненту, а использованная вода

55. через приемники слива 20(раковины, ванны и т.д,) поступает в сливной трубопровод 21.

На сливном трубопроводе 21 последоваT8flbHo по ходу потока размешены Отстой ник 22 с уровнемером, на сливном патрубке которого установлен регулируемый вентиль

1772531

23, управляемый от уровнемера, фильтры

24, бак-аккумулятор 25 с уровнемером. насос 26, регулируемый вентиль 27, управляемый от уровнемера бака-аккумулятора 25, химводоподготовительная установка 28. На сливном трубопроводе перед фильтрами и за ними, а также между баком-аккумулятором и насосом 26 установлены запорные вентили 29. Сливной трубопровод 21 после химподготовительной установки 28 разветвлен на два трубопровода, один из которых подсоединен к входу испарителя 30 теплового насоса с греющей стороны, выходной трубопровод 31 иэ которого соединен с распределительной сетью 32 холодной воды, а другой трубопровод 33 подсоединен к входу конденсатора 34 с нагреваемай стороны.

Выходной трубопровод конденсатора 34 теплового насоса подключен к входу конденсатора 35 тепланасаснай установки с нагреваемой стороны, в состав которой, кроме конденсатора 35, входит испаритель

36, установленный в вытяжном воздуховоде вентиляционной системы, компрессор 37 с приводом и драссельный вентиль 38. Выходной трубопровод конденсатора 35 подсоединен к распределительной сети горячего водаснаб>кения 39. На сливнам трубопроводе 21 между химпадготовительной установкой 29 и разветвлением размещен регулятор температуры 40 с трехх довым краном, один из выходных штуцеров которого подключен к распределительной сети 32 холодной воды. На разветвлении трубопроводов установлены вентили 41 и 42, позволяющие изменять соотношение потоков воды, направляемой в распределительные сети горячей 39 и холодной 32 воды. Между сетями 39 и 32 установлена перемычка 43, на которой размещен насос 4 и регулятор температуры

45 с температурным датчиком, установленным на распределительной сети 39 горячей воды. В испарителе 30 теплового насоса установлена теплоабменная поверхность

46, а на линии подпиточнай воды установлены последовательно по ходу движения потока регулируемый вентиль 47 и регулятор температуры 48 с трехходовым краном, один из выходных штуцеров которого подключен с помощью трубопровода 49 непосредственно к выходному трубопроводу 31 испарителя 30 через обратный клапан 50, а другой выходной штуцер через обратный клапан 51 подключен к выходному трубопроводу 31 испарителя 30 через установленную в нем теплаобменную поверхность 46.

К распределительной сети 32 холодной воды подключен вентиль 52, управляемый уровнемером, установленным в баке-акку-, 5

55 муляторе 12 холодной воды. Все трубопроводы и аппараты системы теплоиэолироваHbf (на схеме не показано), а в состав теплового насоса, кроме испарителя 30 и конденсатора 34, входят компрессор 53 с приводом и дроссельный вентиль 54.

Система горячего водоснабжения работает следующим образом, В периоды водоразбора горячая и холодная вода из баков-аккумуляторов горячей 1 и холодной 12 воды с помощью насосов 5 и 14 соответственно подается через краны горячей 8 и холодной 16 воды в смесители 19, а после использования сливается через приемники слива 20 {раковины, ванны и т.д.) в сливной трубопровод 21. По мере движения по сливному трубопроводу

21 вода проходит последовательно две стадии очистки: предварительную от механических примесей и основную, включающую химическую, биологическую и другие виды обработки воды, Для предварительной очистки сливной воды используется отстойник

22 и фильтр 24. При накоплении отстоя в отстойнике 22 до заданного уровня по сигналу от уровнемера открывается вентиль 23 и отстой сливается в канализацию. Тонкая очистка сливной во,1ы ат механических месей осуществляется в фильтрах 24, которые периоически поочередно промываются, После предварительной очистки вода сливается в бак-аккумулятор 25 с размещенным в нем уровнемерам. Насос 26 может включаться в работу как па сигналу уровнемера при достижении верхнего уровня сливной воды в баке-аккумуляторе 25, который одновременно с включением насоса 26 открывает регулируемый вентиль 27 и включает привод компрессора 53 теплового насоса, так и па команде оператора в период ночного провала нагрузки. При включении насоса

26 и теплового насоса вода иэ бака-,аккумулятора 25 поступает в химводападготовительную установку 28, где ана проходит химическую, биологическую и другие аиды обработки. Часть потока очищенной и обработанной воды охлаждается в испарителе

30 до температуры 4 — 5 С, а другая ее часть нагревается в конденсаторе 34 теплового насоса и затем дополнительно подогревается в конденсаторе 35 теплонасосной установки. Нагретая и охлажденная вода после теплового насоса и конденсатора 35 теплонасосной установки поступает в распределительные сети горячей 39 и холодной 32 воды, откуда она подается в местные системы горячего водоснабжения и холодной воды, В испаритель 36 тепланасосной установки по воздухаводу подается вытяжной воздух из отапливаемого помещения или из системы вентиляции, который используется в данной схеме в качестве низкопотенциального источника. В зависимости от температуры воды в бакеаккумуляторе 25 она после химводоподготовительной установки 28 направляется либо в распределительную сеть 32 холодной воды, либо в испаритель 30 и конденсатор 34 теплового насоса, Переключение потоков воды в указанных направлениях осуществляется регулируемым трехходовым краном

40 с датчиком температуры, установленным в баке-аккумуляторе 25, Если температура воды после конденсатора 35 теплонасосной установки ниже задан ного значения, догрев ее производится доводчиком температуры

2, установj«GHHb«M B баке-а«

Для подогрева l 0p51 «eÉ BO+«=I Mo>KQT ic3K>%0 использоваться пиковый подогреватель б, когда абоненту. в те «ение непродолжительного времени требуется вода с повышенной температурой, В случае же, когда температура воды после конденсатора 34 теплового насоса или конденсатора 35 теплонасосной установки выше заданного значения, по сигналу температурного датчика, установленного на распредел«лтег«ьпой сети 39 горячей воды, открывается вентиль регулятора температуры 45 и включается насос 44. B результате холодная вода из распределительной сети холодной воды подмешивается к горячей, снижая ее температуру до заданного значения. Если вода в баке-аккумуляторе 1 горячей воды достигает верхнего уров«я, по сигналу уровнемеоа закрывается вентиль 3 и выкл«оч".åòñÿ тепловой насос, При достижении верхнего уровня воды в баке-аккумулятора 12 холодной воды по си«кану уровнемера открывается вентиль 52, через который излишек холодной воды сливается в канализацию, В случае снижения уровня воды r баке-"ê" óмуляторе 12 холодной воды до нижней отметки, по сигналу уровнемера оп оывается вентиль 47 на линии подпиточной води. если при этом уровень воды в ба:<а-аккумуляторе 25 ниже нижнего уровня. Дпя использования теплоты подпиточной воды в испаритель 30 теплового насоса вмонтирована топлообменная поверхность 46, через котору«о пропускается подпиточная вода при температуре, превышающей ни>кний допустимый предел, Если температура подпиточной воды равна или меньше нижнего предела, подпиточная вода поступает в с« 45 ответственно, тепловой насос с испарите5 .: >ем и конденсатором, линию подпиточной

5

40 стему, минуя теплообменную поверхность

46; Перекл«очение потоков подпиточной воды осуществляется с помощью регулятора температуры 48 с трехходовым краном. Регулируемый по температуре трехходовой клапан (не показан), установленный на выходном патрубке отстойника 22, в зависимости от температуры сливной воды направляет ее либо в бак теплового слива

25, либо в дополнительный бак сливной воды (не показан). В дополнительный бак вода поступает, если ее температура равна или ниже 5 С, и затем может использоваться в сливных бачках санузлов, Это позволяет экономить питьевую водопроводную воду, Автономная комбинированная система горячего водоснабжения позволяет испольэогать спивную воду как в качестве низкопотенциального источника теплоты, так и повторно г«осле соответству ощей очистки и обрабо ки в качестве горячей и холодной воды в системе горячего водоснабжения с возможностью регулирования температуры горячей воды на водоразборе, что позволяет экономить не только энерги«о, Но также и питьевую водопроводную воду со значительным снижением затрат на магистральные сети. Кроме этого, существенно расширяется область применения такой системы, так как она не связана с внешним низкопотенциальным источником теплоты.

В предло>кенной системе горячего водоснабжения используется также теплота вытяжного воздуха вентиляционной системы и теплота подпиточной воды, если ее тем",.ература выше 4-5 С, что существенно повышает экономичность данной системы, Достоинством этой системы является также и то, что она не загрязняет окружающую среду тепловыми выбросами и сточными водами.

Формула изобретения

1. Автономная система горячего водоснабжения, содержащая бакиаккмуляторы горячей и холодной воды, установленные на трубопроводах горячей и холодной воды саводы от магистрального трубопровода и сливной трубопровод, о т л и ч а «о щ а я с я тем, что, с целью уменьшения затрат на магистраль« "ые сети путем использования теплоты сливной воды, си стема дополнительно содер>кит установленные на спивном трубопроводе отстойник и соединенные с его выходом и последовательно расположенные фильтр, бак-аккумулятор сливной воды

«л химводоподготовительн;«о установку, вы1772531

Составитель И,Атманов

Техред M.Moðãàíòàë

Редактор

Корректор Н.Король

Заказ 3833 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 131 ход которой одновременно подключен к входам конденсатора и испарителя, соответственно 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 штуцеры 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 воды, после бака-аккумулятора дополнительно установлен пиковый подогреватель горячей воды, 5

2. Системапоп.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения температуры горячей воды при одновременном использовании системы горячего водоснабжения и

10 системы вентиляции, система горячего водоснабжения содержит дополнительный тепловой насос. испаритель которого расположен в потоке вытяжного воздуха, а конденсатор — на трубопроводе горячей воды.