Способ теплоснабжения

Способ теплоснабжения

Реферат

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в когенерационных системах теплоснабжения (в частности, при теплоснабжении от ТЭЦ) и в системах теплоснабжения с использованием вихревой трубы.

Известен способ теплоснабжения, включающий подачу теплоносителя для его нагрева нагнетателем в теплоисточник - вихревую трубу, с последующей подачей теплоносителя по трубопроводу потребителю и возвращением его в теплоисточник (патент RU 2244881 C1, F24D 3/00, 13.10.2003). Недостатком данного способа является низкое качество теплоснабжения, обусловленное зависимостью температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, от изменения тепловой нагрузки потребителя.

Известен также способ теплоснабжения, заключающийся в том, что подачу теплоносителя для его нагрева осуществляют нагнетателем теплоносителя в теплоисточник - вихревую трубу, на выходе из которой теплоноситель по соответствующим трубопроводам разделяют на холодный и горячий потоки, при этом горячий поток подают потребителю, а затем возвращают к нагнетателю теплоносителя, а холодный поток подают к нагнетателю теплоносителя через теплообменник, к которому подводят теплоту от низкопотенциального источника (патент RU 2252366 C1, F24D 3/02, 13.10.2003).

Недостатком данного способа является низкое качество теплоснабжения, обусловленное зависимостью температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, от изменения тепловой нагрузки потребителя.

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в уменьшении зависимости температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, от изменения тепловой нагрузки потребителя.

Решение технической задачи заключается в том, что подачу теплоносителя для его нагрева осуществляют нагнетателем теплоносителя в теплоисточник - вихревую трубу, на выходе из которой теплоноситель разделяют на холодный и горячий потоки, причем горячий поток подают потребителю, а затем возвращают к нагнетателю теплоносителя, а холодный поток подают к нагнетателю теплоносителя через основной ввод контура нагрева теплообменника, к которому подводят теплоту от низкопотенциального источника, при этом горячий поток теплоносителя после потребителя разделяют на два потока, один из которых направляют непосредственно к нагнетателю теплоносителя, а второй направляют к нагнетателю теплоносителя через дополнительный ввод контура нагрева теплообменника, причем разделение горячего потока теплоносителя осуществляют с помощью регулирующего органа управляющего устройства, на входы которого подают сигналы от датчиков температуры теплоносителя, установленных в трубопроводах на входе в регулирующий орган и выходе потока низкопотенциальной теплоты из контура охлаждения теплообменника, при этом в качестве источника низкопотенциальной теплоты используют теплоту потока теплоносителя обратного трубопровода когенерационной системы теплоснабжения, а управляющим устройством формируют сигналы управления для регулирующего органа в соответствии со значением разности температур двух датчиков таким образом, что если температура датчика, установленного перед регулирующим органом больше или равна температуре датчика на выходе потока низкопотенциальной теплоты из контура охлаждения теплообменника, то регулирующим органом направляют горячий поток теплоносителя после потребителя непосредственно к нагнетателю теплоносителя, в противном случае поток направляют к нагнетателю теплоносителя через дополнительный ввод контура нагрева теплообменника.

На чертеже изображена функциональная схема системы теплоснабжения, поясняющая способ.

Система теплоснабжения содержит нагнетатель теплоносителя 1, подключенный с помощью напорной трубы 2 к вихревой трубе 3, на выходе из которой теплоноситель по соответствующим трубопроводам 4 и 5 разделяют на холодный и горячий потоки. Потребитель 7 связан трубопроводом 7а с регулирующим органом 8 управляющего устройства 9. Выходы регулирующего органа подключены через трубопровод 86 к дополнительному вводу 16 контура нагрева 18 теплообменника 6, а через трубопровод 8а непосредственно к нагнетателю теплоносителя. Датчики температуры теплоносителя 10 и 11 установлены соответственно на входе в регулирующий орган 8 и выходящем из контура охлаждения 17 теплообменника 6 потоке низкопотенциальной теплоты, поступающем по обратному трубопроводу 12 от потребителя 14 к когенерационному источнику 13. Датчики температуры 10 и 11 подключены ко входам управляющего устройства 9, связанным с регулирующим органом 8 исполнительным механизмом 9а.

Способ теплоснабжения заключается в следующем. Нагнетателем теплоносителя 1 по напорной трубе 2 теплоноситель подают в теплоисточник - вихревую трубу 3, на выходе из которой теплоноситель разделяют по соответствующим трубопроводам 4 и 5 на холодный и горячий потоки, причем холодный поток подают к нагнетателю теплоносителя 1 по трубопроводу 4 через основной ввод 15 контура нагрева 18 теплообменника 6, к которому подводят теплоту от низкопотенциального источника, поступающего по обратному трубопроводу 12, при этом горячий поток теплоносителя после потребителя 7 с помощью регулирующего органа 8 разделяют на два потока, один из которых направляют по трубопроводу 8а непосредственно к нагнетателю теплоносителя, а второй направляют по трубопроводу 8б к нагнетателю теплоносителя через дополнительный ввод 16 контура нагрева 18 теплообменника 6, установленного в обратном трубопроводе 12 когенерационной системы теплоснабжения. Разделение горячего потока осуществляют с помощью регулирующего органа 8 управляющего устройства 9, на входы которого подают сигналы от датчиков температуры теплоносителя 10 и 11. Управляющим устройством 9 через исполнительный механизм 9а формируют сигналы управления для регулирующего органа 8 в соответствии со значением разности температур двух датчиков таким образом, что если температура датчика 10 больше или равна температуре датчика 11, то регулирующим органом 8 направляют горячий поток теплоносителя после потребителя непосредственно к нагнетателю теплоносителя по трубопроводу 8а, в противном случае поток направляют к нагнетателю теплоносителя 1 по трубопроводу 8б через дополнительный ввод 16 контура нагрева 18 теплообменника 6. Например, если температура теплоносителя на входе в регулирующий орган 8 равна 45°С, а температура потока низкопотенциальной теплоты, выходящего из контура охлаждения теплообменника по обратному трубопроводу 12, равна 40°С, то регулирующим органом 8 направляют горячий поток теплоносителя из трубопровода 7а непосредственно к нагнетателю теплоносителя по трубопроводу 8а, а если температура теплоносителя на входе в регулирующий орган 8 равна 35°С, а температура потока низкопотенциальной теплоты, выходящего из контура охлаждения теплообменника по обратному трубопроводу 12, равна 40°С, то регулирующим органом 8 горячий поток теплоносителя из трубопровода 7а направляют к нагнетателю теплоносителя 1 по трубопроводу 8б через дополнительный ввод 16 контура нагрева 18 теплообменника 6.

Разделение горячего потока теплоносителя после потребителя на два потока с помощью регулирующего органа, один из которых подают непосредственно к нагнетателю теплоносителя, а второй - через дополнительный ввод контура нагрева теплообменника, при этом управление разделением потока осуществляют в зависимости от температуры на входе регулирующего органа и на выходе из контура охлаждения теплообменника, что позволяет при температуре теплоносителя после потребителя выше заданной направлять его непосредственно к нагнетателю, а при температуре ниже заданной направлять его к нагнетателю через теплообменник, т.е. поддерживать температуру на входе нагнетателя относительно постоянной, чем и уменьшается зависимость температуры на входе нагнетателя от изменения тепловой нагрузки потребителя.

Важным фактором при этом является то, что за счет утилизации тепла в контуре нагрева теплообменника снижается температура потока низкопотенциальной теплоты - теплоносителя обратного трубопровода, выходящего из контура охлаждения теплообменника когенерационной системы теплоснабжения.

Заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (Орел ГТУ).

1. Способ теплоснабжения, заключающийся в том, что подачу теплоносителя для его нагрева осуществляют нагнетателем теплоносителя в теплоисточник - вихревую трубу, на выходе из которой теплоноситель разделяют на холодный и горячий потоки, причем горячий поток подают потребителю, а затем возвращают к нагнетателю теплоносителя, а холодный поток подают к нагнетателю теплоносителя через основной ввод контура нагрева теплообменника, к которому подводят теплоту от низкопотенциального источника, отличающийся тем, что горячий поток теплоносителя после потребителя разделяют на два потока, один из которых направляют непосредственно к нагнетателю теплоносителя, а второй направляют к нагнетателю теплоносителя через дополнительный ввод контура нагрева теплообменника, при этом разделение горячего потока осуществляют с помощью регулирующего органа управляющего устройства, на входы которого подают сигналы от датчиков температуры теплоносителя, установленных в трубопроводах на входе в регулирующий орган и выходе потока низкопотенциальной теплоты из контура охлаждения теплообменника.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника низкопотенциальной теплоты используют теплоту потока теплоносителя обратного трубопровода когенерационной системы теплоснабжения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющим устройством формируются сигналы управления для регулирующего органа в соответствии со значением разности температур двух датчиков таким образом, что, если температура датчика, установленного перед регулирующим органом, больше или равна температуре датчика на выходе потока низкопотенциальной теплоты из контура охлаждения теплообменника, то регулирующим органом направляют горячий поток теплоносителя после потребителя непосредственно к нагнетателю теплоносителя, в противном случае поток направляют к нагнетателю теплоносителя через дополнительный ввод контура нагрева теплообменника.