RU2359175C2 - System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating - Google Patents
System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359175C2 RU2359175C2 RU2007131667/03A RU2007131667A RU2359175C2 RU 2359175 C2 RU2359175 C2 RU 2359175C2 RU 2007131667/03 A RU2007131667/03 A RU 2007131667/03A RU 2007131667 A RU2007131667 A RU 2007131667A RU 2359175 C2 RU2359175 C2 RU 2359175C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- pipe
- supply
- expansion tank
- hot water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к водяным системам теплоснабжения и могут использоваться в автономных системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.The invention relates to water heating systems and can be used in autonomous heating systems and hot water supply.
Известна водяная система теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, включающая теплогенератор, расширительный бак, подающий и обратный трубопроводы системы отопления, трубопроводы холодной и горячей воды, причем вода на горячее водоснабжение берется из системы отопления (см. Ливчак И.Ф. Квартирное отопление. М., 1982 г., с.130, рис.111.2-3). В названной публикации рассмотрена также аналогичная, но закрытая схема теплоснабжения (с.136, рис.111.5).Known water heat supply system with natural circulation of the coolant, including a heat generator, expansion tank, supply and return piping of the heating system, pipelines of cold and hot water, and the water for hot water is taken from the heating system (see Livchak I.F. Apartment heating. M. , 1982, p.130, fig. 111.2-3). In the mentioned publication, a similar, but closed heat supply scheme is also considered (p.136, fig. 11.5.5).
Недостатками известных аналогов являются:The disadvantages of the known analogues are:
- сложность применения для многоэтажных зданий;- complexity of use for high-rise buildings;
- низкий движущий поворот естественной циркуляции теплоносителя;- low driving rotation of the natural coolant circulation;
- малая эффективность работы отопительных приборов.- low efficiency of heating devices.
Известна совмещенная система водяного отопления и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя для малоэтажных зданий по патенту РФ №2194217, опубл. 10.12.2002 г. Система с естественной циркуляцией теплоносителя содержит расширительный бак-теплоаккумулятор со встроенным водонагревателем и эжектор, который обеспечивает устойчивость циркуляции теплоносителя, недостатком известной системы водяного отопления с естественной циркуляцией является сложность применения системы для многоэтажных зданий.Known combined system of water heating and hot water with natural circulation of coolant for low-rise buildings according to the patent of the Russian Federation No. 2194217, publ. December 10, 2002. A system with natural coolant circulation contains an expansion tank-heat accumulator with a built-in water heater and an ejector that ensures stability of the coolant circulation; a drawback of the known water heating system with natural circulation is the complexity of using the system for high-rise buildings.
Известна система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя по патенту RU №2272221, опубликованному 2006. 03. 20, МКИ 7 F24D 3/10, выбранная заявителем в качестве прототипа устройства и способа.A known system of autonomous heat supply and hot water supply with natural circulation of the coolant according to patent RU No. 2272221, published 2006. 03. 20, MKI 7 F24D 3/10, selected by the applicant as a prototype of the device and method.
Известная система предназначена для автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя для зданий любой этажности.The known system is designed for autonomous heat supply and hot water supply with natural circulation of coolant for buildings of any number of storeys.
Прототипу присущи определенные недостатки:The prototype has certain disadvantages:
- относительно небольшой движущий напор естественной циркуляции;- a relatively small driving pressure of natural circulation;
- относительно высокая металлоемкость;- relatively high metal consumption;
- относительно низкая устойчивость циркуляции теплоносителя при режиме аварийного прекращения электроснабжения.- relatively low stability of the circulation of the coolant during emergency power outage.
Технический результат изобретений направлен на устранение указанных выше недостатков аналогов и прототипа и достигается следующими решениями.The technical result of the invention is aimed at eliminating the above disadvantages of analogues and prototype and is achieved by the following solutions.
Система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, совмещенная с горячим водоснабжением, содержит теплогенератор, расширительный бак, который используется также как емкостный подогреватель и бак-аккумулятор горячей воды с поплавковым клапаном автоматического поддержания уровня воды в нем и контрольным переливным патрубком, главный стояк, соединяющий верхнюю точку водяной рубашки теплогенератора с расширительным баком, подающий теплопровод, соединяющий нижнюю часть боковых стенок расширительного бака со стояками теплоснабжения и стояками горячего водоснабжения, отопительные приборы, соединенные со стояками теплоснабжения, душевые сетки и краны горячей воды, соединенные со стояками горячего водоснабжения, стояки теплоснабжения и стояки горячего водоснабжения соединены в нижних точках с обратным теплопроводом, который соединен с нижней точкой водяной рубашки теплогенератора и образует единый контур циркуляции теплоносителя, расширительный бак-теплоаккумулятор выполнен в виде вертикально установленного цилиндра и снабжен патрубком тангенционного подвода холодной воды, установленным в верхней части бака, и патрубком тангенциального отвода горячей воды, установленным в его нижней части, подающий и обратный теплопроводы выполнены в виде прямоугольных закольцовок и соединены соответственно с расширительным баком-теплоаккумулятором и с теплогенератором в геометрических центрах прямоугольных закольцовок через Т-образные теплопроводы, каждый стояк горячего водоснабжения соединен с подающим теплопроводом через промежуточный бак-теплоаккумулятор, днище которого расположено выше подающего теплопровода, на выходе его из расширительного бака-аккумулятора, не менее чем на 100 мм, датчик автоматического поддержания заданной температуры горячей воды, подаваемой на нужды теплоснабжения и горячего водоснабжения, установлен на выходе из расширительного бака, диаметры стояков теплоснабжения приняты максимальными по нормам проектирования, обеспечивающими скорость движения воды в них до 0,5 м/с, на входе теплоносителя в теплогенератор установлен циркуляционный насос. В качестве теплогенератора применен пароводогрейный котел с кратностью циркуляции от 50 до 500, теплогенератор может быть оснащен горелкой без принудительной подачи воздуха. На отопительных приборах установлены терморегуляторы покомнатного регулирования температуры воздуха. Система содержит рециркуляционный теплопровод, соединяющий расширительный бак с Т-образным обратным теплопроводом на входе теплоносителя в теплогенератор в районе входного патрубка циркуляционного насоса. Система содержит циркуляционный эжектор, сблокированный с циркуляционным насосом, содержит регулятор температуры теплоносителя на входе в теплогенератор, содержит также регулятор температуры теплоносителя на выходе из теплогенератора, температуры заданной, максимально допустимой, постоянной в течение отопительного периода, отметка верхней точки вертикального главного стояка, сообщающегося с атмосферой, соответствует отметке верхней точки боковых стенок расширительного бака, главный стояк соединен с расширительным баком патрубком на отметке нижней точки боковых стенок расширительного бака, патрубок, соединяющий главный стояк с расширительным баком, и патрубок, соединяющий расширительный бак с подающим трубопроводом, каждый соединен внутри расширительного бака с отводом крутозагнутым 90°, оба отвода расположены в одной горизонтальной плоскости, выход из первого отвода, по ходу теплоносителя, направлен в сторону входа во второй отвод по короткой дуге окружности, подающий теплопровод верхней трубной разводки содержит деаэрационные воздушники, теплогенератор содержит резервную безвентиляторную горелку, имеющую кран ручного управления процессом горения, стояки теплоснабжения выполнены по двухтрубной схеме, поверхности нагрева теплогенератора изготовлены из коррозионностойкой стали, система содержит отопительный прибор - греющий пол. Согласно изобретению главный стояк, расширительный бак-теплоаккумулятор и промежуточный бак-теплоаккумулятор имеют геодезическую отметку крайней верхней точки не менее чем на 1 метр выше необходимого уровня теплоносителя, высота столба которого обеспечивает в падающем теплопроводе гидростатическое давление, соответствующее температуре кипения, которая при этом равна предельно допустимой температуре теплоносителя для данного здания, в интервале 95-150°С. Расширительный бак-теплоаккумулятор и промежуточный бак-теплоаккумулятор, каждый, содержат специальную свечу, которая размещена на крышке бака-теплоаккумулятора, изготовлена из трубы, диаметр которой обеспечивает температуру теплоносителя на поверхности рабочего уровня жидкости менее 100°С. Циркуляционный насос сблокирован по схеме байпаса с задвижкой, установленной на обратном теплопроводе на входе его в теплогенератор. Рециркуляционный теплопровод соединен с патрубком, которым главный стояк соединен с расширительным баком-теплоаккумулятором. Рециркуляционный теплопровод может быть соединен с подающим теплопроводом на выходе его из расширительного бака-теплоаккумулятора, а с обратным теплопроводом - через входной патрубок циркуляционного насоса, сблокированного с циркуляционным эжектором.The autonomous heat supply system with natural circulation of the coolant combined with hot water supply contains a heat generator, an expansion tank, which is also used as a capacitive heater and a hot water storage tank with a float valve to automatically maintain the water level in it and a control overflow pipe, the main riser connecting the upper point of the water jacket of the heat generator with an expansion tank, supplying a heat conduit connecting the lower part of the side walls of the expansion tank with heating pipes and hot water pipes, heaters connected to heating pipes, shower nets and hot water taps connected to hot pipes, heating pipes and hot pipes are connected at the lower points to the return heat pipe that is connected to the lower point of the water jacket of the heat generator and forms a single coolant circulation loop, the expansion tank-heat accumulator is made in the form of a vertically mounted cylinder and is equipped with a pipe cold water tangential inlet installed in the upper part of the tank and a tangential hot water outlet pipe installed in its lower part, the supply and return heat pipes are made in the form of rectangular loops and are connected respectively to the expansion tank-heat accumulator and to the heat generator in the geometric centers of the rectangular loops through T-shaped heat pipes, each riser of hot water supply is connected to the supply heat pipe through an intermediate heat storage tank, the bottom of which is p located above the supply heat pipe, at the outlet of the expansion tank-accumulator, not less than 100 mm, a sensor for automatically maintaining the set temperature of hot water supplied for the needs of heat supply and hot water supply is installed at the outlet of the expansion tank, the diameters of the heat supply risers are taken as design standards that provide a water velocity of up to 0.5 m / s in them; a circulation pump is installed at the coolant inlet to the heat generator. A steam boiler with a circulation rate of 50 to 500 was used as a heat generator; the heat generator can be equipped with a burner without forced air supply. The heaters are equipped with room temperature thermostats. The system contains a recirculating heat pipe connecting the expansion tank with a T-shaped return heat pipe at the inlet of the heat carrier to the heat generator in the area of the inlet pipe of the circulation pump. The system contains a circulating ejector, interlocked with a circulation pump, contains a temperature regulator for the coolant at the inlet to the heat generator, also contains a temperature regulator for the coolant at the outlet of the heat generator, the temperature set, maximum permissible, constant during the heating period, the mark of the upper point of the vertical main riser in communication with atmosphere, corresponds to the mark of the upper point of the side walls of the expansion tank, the main riser is connected to the expansion tank at the mark of the lower point of the side walls of the expansion tank, the pipe connecting the main riser to the expansion tank and the pipe connecting the expansion tank to the supply pipe are each connected inside the expansion tank with a 90 ° steep bend, both outlets are in the same horizontal plane, exit from the first of the outlet, along the coolant, is directed towards the entrance to the second outlet along a short arc of a circle, the supply heat pipe of the upper pipe wiring contains deaeration air vents, a soda heat generator rzhit backup fanless burner having a manual control valve combustion process, heat risers formed by two pipe system, the heat generator heating surfaces made of stainless steel, the system comprises a heater - heating the floor. According to the invention, the main riser, the expansion tank-heat accumulator and the intermediate tank-heat accumulator have a geodetic mark of the extreme upper point not less than 1 meter above the required level of heat carrier, the column height of which provides a hydrostatic pressure in the falling heat conductor corresponding to the boiling temperature, which is equal to the maximum permissible coolant temperature for a given building, in the range of 95-150 ° С. The expansion tank-heat accumulator and the intermediate tank-heat accumulator each contain a special candle, which is placed on the lid of the heat accumulator tank, made of a pipe whose diameter ensures a coolant temperature on the surface of the working liquid level of less than 100 ° C. The circulation pump is blocked according to the bypass circuit with a valve installed on the return heat pipe at its inlet to the heat generator. The recirculation heat conduit is connected to the pipe, by which the main riser is connected to the expansion tank-heat accumulator. The recirculation heat conduit can be connected to the supply heat conduit at the outlet of the expansion tank-heat accumulator, and with the return heat conduit through the inlet pipe of the circulation pump interlocked with the circulation ejector.
Способ нагрева воды в системе автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя включает подачу в систему водопроводной воды, нагрев воды в теплогенераторе до заданной температуры, подачу горячей воды через главный стояк в расширительный бак-теплоаккумулятор, подачу горячей воды из расширительного бака по подающему теплопроводу к отопительным приборам, кранам горячего водоснабжения и душевым сеткам, возвращение охлажденной воды из стояков по обратному теплопроводу в теплогенератор, подачу в систему водопроводной воды в расширительный бак-теплоаккумулятор производят тангенциально в верхней части расширительного бака, а отвод горячей воды из расширительного бака в подающий трубопровод производят тангенциально в нижней части расширительного бака, подачу горячей воды к отопительным приборам, душевьм сеткам и водоразборным кранам и возвращение охлажденной воды в теплогенератор осуществляют через подающий и обратный теплопроводы, выполненные в виде прямоугольных закольцовок, соединенных соответственно с расширительным баком и теплогенератором в геометрических центрах прямоугольных закольцовок через Т-образные теплопроводы, подачу горячей воды от подающего теплопровода к стоякам горячего водоснабжения осуществляют через промежуточные баки-теплоаккумуляторы, днища которых расположены выше подающего теплопровода, на выходе его из расширительного бака-теплоаккумулятора, не менее чем на 100 мм, в дополнение к естественной циркуляции теплоносителя выполнена принудительная циркуляция его за счет циркуляционного насоса, нагрев воды производят в пароводогрейном котле с кратностью циркуляции от 50 до 500. В дополнение к естественной, циркуляция теплоносителя может быть выполнена за счет циркуляционного эжектора, который сблокирован с циркуляционным насосом, температуру теплоносителя на входе в теплогенератор обеспечивают за счет применения регулятора температуры, температуру теплоносителя на выходе из теплогенератора обеспечивают за счет применения регулятора температуры, который поддерживает заданную максимальную температуру теплоносителя, постоянную в течение всего отопительного периода, что увеличивает движущий напор естественной циркуляции, подачу теплоносителя из главного стояка в расширительный бак и из расширительного бака в подающий теплопровод производят на отметке нижней точки боковых стенок расширительного бака через патрубки, каждый из которых соединен внутри расширительного бака с отводом, крутозагнутым на 90°, оба отвода расположены в одной горизонтальной плоскости, выход из первого отвода, по ходу теплоносителя, направлен в сторону входа во второй отвод по короткой дуге окружности, что создает вращательное движение воды в расширительном баке, деаэрацию горячей воды в системе обеспечивают путем поддержания заданной максимальной температуры на выходе из теплогенератора и применения пара, а также за счет того, что вертикальный главный стояк напрямую сообщается с атмосферой, а подающий теплопровод верхней трубной разводки содержит деаэрационные воздушники, нагрев воды, в случае аварийного прекращения электроснабжения, обеспечивают за счет розжига резервной безвентиляторной горелки теплогенератора, имеющей кран ручного управления процессом горения. Согласно изобретению способ включает повышение уровня теплоносителя не менее чем на 1 метр выше отметки столба жидкости, который обеспечивает в падающем теплопроводе гидростатическое давление, соответствующее температуре кипения, которая при этом равна предельно допустимой температуре теплоносителя для данного здания, в интервале 95-150°С, включает обеспечение температуры теплоносителя на поверхности рабочего уровня его менее 100°С методом выбора соответствующего диаметра трубы для изготовления специальной свечи, которая размещена на крышке бака-теплоаккумулятора и используется как продолжение боковых стенок его, циркуляцию теплоносителя в дополнение к естественной осуществляют за счет циркуляционного насоса, который сблокирован по схеме байпаса с главной задвижкой, установленной на обратном теплопроводе, на входе его в теплогенератор, при этом задвижка закрыта, или только за счет движущего напора естественной циркуляции и при этом задвижка открыта, рециркуляцию теплоносителя осуществляют путем забора теплоносителя до входа его в расширительный бак-теплоаккумулятор, для чего рециркуляционный теплопровод соединен с патрубком, которым главный стояк соединен с расширительным баком-теплоаккумулятором, рециркуляция теплоносителя может быть осуществлена путем забора теплоносителя на выходе его из расширительного бака-теплоаккумулятора, для чего рециркуляционный теплопровод соединен с подающим теплопроводом, при этом подача теплоносителя в обратный теплопровод может быть осуществлена через входной патрубок циркуляционного насоса, сблокированного с циркуляционным эжектором, причем нагрев воды, в случае аварийного прекращения электроснабжения, обеспечивают за счет повышения температуры теплоносителя на выходе из теплогенератора с номинальной величины до предельно допустимой для данного здания, в интервале 95-150°С.A method of heating water in an autonomous heat supply system and hot water supply with natural circulation of the coolant includes supplying tap water to the system, heating water in the heat generator to a predetermined temperature, supplying hot water through the main riser to an expansion tank-heat accumulator, supplying hot water from an expansion tank through a heat supply pipe to heating appliances, hot water taps and shower grids, returning chilled water from risers through the return heat pipe to the heat generator, to the tap water system to the expansion tank, the heat accumulator is produced tangentially in the upper part of the expansion tank, and hot water is drained from the expansion tank into the supply pipe tangentially in the lower part of the expansion tank, hot water is supplied to heating devices, shower grids and water taps and the chilled return water to the heat generator is carried out through the supply and return heat conduits, made in the form of rectangular loops connected respectively to the expansion by a tank and a heat generator in the geometric centers of rectangular loops through T-shaped heat pipes, hot water is supplied from the heat supply pipe to the hot water risers through intermediate heat storage tanks, the bottoms of which are located above the heat supply pipe, at the outlet of the expansion heat storage tank, not less than 100 mm, in addition to the natural circulation of the coolant, it is forced to circulate due to the circulation pump, the water is heated in the steam a boiler with a circulation rate of 50 to 500. In addition to the natural one, the heat carrier can be circulated by means of a circulation ejector, which is interlocked with a circulation pump, the temperature of the heat carrier at the inlet to the heat generator is ensured by the use of a temperature controller, and the temperature of the heat carrier at the outlet of the heat generator provide through the use of a temperature controller that maintains a given maximum temperature of the coolant, constant throughout the heating period, which increases the driving pressure of the natural circulation, the coolant is supplied from the main riser to the expansion tank and from the expansion tank to the supply heat pipe at the mark of the lower point of the side walls of the expansion tank through pipes, each of which is connected inside the expansion tank with a 90 ° steep bend , both branches are located in one horizontal plane, the exit from the first branch, along the coolant, is directed towards the entrance to the second branch along a short arc of a circle, which creates The thorough movement of water in the expansion tank, deaeration of hot water in the system is ensured by maintaining a predetermined maximum temperature at the outlet of the heat generator and using steam, as well as due to the fact that the vertical main riser communicates directly with the atmosphere, and the supply heat pipe of the upper pipe wiring contains deaeration air vents , water heating, in the event of an emergency interruption of power supply, is ensured by ignition of a backup fanless burner of a heat generator having a manual control valve Ia combustion process. According to the invention, the method includes increasing the coolant level by at least 1 meter above the liquid column mark, which provides a hydrostatic pressure in the falling heat conduit corresponding to the boiling point, which in this case is equal to the maximum permissible coolant temperature for a given building, in the range of 95-150 ° C, includes ensuring the temperature of the coolant on the surface of the working level of less than 100 ° C by selecting the appropriate pipe diameter for the manufacture of a special candle, which is placed on the lid of the heat storage tank and is used as a continuation of its side walls, the coolant is circulated in addition to the natural one due to the circulation pump, which is blocked by the bypass circuit with the main valve installed on the return heat pipe, at the inlet to the heat generator, while the valve is closed, or only due to the driving pressure of the natural circulation and the valve is open, the heat carrier is recirculated by taking the heat carrier before it enters the expansion tank a heat sink, for which the recirculation heat pipe is connected to the pipe, with which the main riser is connected to the expansion tank-heat accumulator, the heat carrier can be recirculated by taking the heat carrier at the outlet of the expansion tank, the heat accumulator, for which the recirculation heat pipe is connected to the supply heat conduit, in the return heat conduit can be carried out through the inlet pipe of the circulation pump, interlocked with the circulation ejector, and water heating In the case of the abort power provide by raising the coolant temperature at the outlet of the heat generator with a nominal value to the maximum allowable for the building, in the range 95-150 ° C.
Сущность заявляемых технических решений поясняется чертежами, изображенными на Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4 и Фиг.5. На Фиг.1 изображена открытая система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, совмещенная с горячим водоснабжением. На Фиг.2 изображен вид по стрелке А на чертеже Фиг.1. На Фиг.3 изображена закрытая система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, горячее водоснабжение которой обеспечивается за счет применения емкостных теплообменников. На Фиг.4 изображена закрытая технологически независимая система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя. На Фиг.5 изображена технологически независимая система автономного горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя. Независимая система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, Фиг.4, и система горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, Фиг.5, имеют собственные теплогенераторы. Закрытые системы, Фиг.3 и Фиг.4, содержат дозатор для применения веществ, предотвращающих коррозию труб, дозатор размещен на крышке расширительного бака.The essence of the claimed technical solutions is illustrated by the drawings depicted in figure 1, figure 2, figure 3, figure 4 and figure 5. Figure 1 shows an open system of autonomous heat supply and hot water supply with natural circulation of the coolant, combined with hot water supply. Figure 2 shows a view along arrow A in the drawing of Figure 1. Figure 3 shows a closed system of autonomous heat supply with natural circulation of the coolant, hot water supply of which is provided through the use of capacitive heat exchangers. Figure 4 shows a closed technologically independent system of autonomous heat supply with natural circulation of the coolant. Figure 5 shows a technologically independent system of autonomous hot water supply with natural circulation of the coolant. An independent system of autonomous heat supply with natural circulation of the coolant, Figure 4, and a hot water system with natural circulation of the coolant, Figure 5, have their own heat generators. Closed systems, Fig.3 and Fig.4, contain a dispenser for the use of substances that prevent corrosion of pipes, the dispenser is placed on the lid of the expansion tank.
Система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя, изображенная на Фиг.1, содержит теплогенератор 1, расширительный бак-теплоаккумулятор 2, выполненный в виде вертикально установленного цилиндра, главный стояк 3. Расширительный бак 2 снабжен поплавковым клапаном 4, регулирующим уровень воды в нем, и контрольным переливным патрубком 7. Сверху к баку-теплоаккумулятору 2 подведена труба 5, подающая холодную воду из водопровода. Труба 5 соединена с отводом 90° (коленом) 6, выход из которого направлен тангенциально относительно расширительного бака 2. К нижней части бака-теплоаккумуяятора 2 присоединен патрубок 14, соединяющий бак 2 с подающим теплопроводом 8 верхней трубной разводки, выполненным в виде прямоугольной закольцовки, через Т-образный теплопровод 15, соединенный с теплопроводом 8 в его геометрическом центре. К подающему теплопроводу 8 присоединены стояки 9 теплоснабжения с отопительными приборами 11, подводящие патрубки которых снабжены терморегуляторами 21. Стояки 10 горячего водоснабжения, оборудованные поквартирными водоразборными кранами и душевыми сетками 12, соединены с подающим теплопроводом 8 через промежуточные баки-теплоаккумуляторы 17, днища которых расположены выше патрубка 14 не менее чем на 100 мм. Стояки 9 и 10 соединены в нижних точках с обратным теплопроводом 13 нижней трубной разводки. Обратный теплопровод 13, так же как и подающий теплопровод 8, выполнен в виде прямоугольной закольцовки и соединен с нижней частью нагревательной рубашки теплогенератора 1 с помощью Т-образного теплопровода 16, присоединенного к обратному теплопроводу 13 в его геометрическом центре. Система оборудована датчиком 18 температуры горячей воды на выходе ее из расширительного бака 2, расположенным на патрубке 14. На входе теплоносителя в теплогенератор 1 установлен циркуляционный насос 19, в качестве теплогенератора применен пароводогрейный котел с кратностью циркуляции от 50 до 500, на отопительных приборах 11 установлены терморегуляторы 21 покомнатного регулирования температуры воздуха. Система содержит рециркуляционный теплопровод 22, соединяющий расширительный бак-теплогенератор 2 с обратным теплопроводом 13 в районе входного патрубка циркуляционного насоса 19. Система содержит циркуляционный эжектор 23, сблокированный с циркуляционным насосом 19. Система содержит регулятор температуры 24 теплоносителя на входе в теплогенератор 1. Система содержит регулятор температуры теплоносителя 25 на выходе из теплогенератора 1. Регулятор 25 обеспечивает заданную температуру теплоносителя, максимальную и постоянную в течение отопительного периода. Отметка верхней точки вертикального главного стояка 3, сообщающегося с атмосферой, соответствует отметке верхней точки боковых стенок расширительного бака-теплоаккумулятора 2. Главный стояк 3 соединен с расширительным баком 2 патрубком 26. Патрубок 26, соединяющий главный стояк 3 с расширительным баком 2, и патрубок 14, соединяющий расширительный бак с подающим теплопроводом 8, каждый соединен внутри расширительного бака с отводом крутозагнутым 27. Подающий теплопровод 8 содержит деаэрационные воздушники 28. Теплогенератор 1 содержит рабочую горелку 20, а также резервную безвентиляторную горелку 29, имеющую кран 30 ручного управления процессом горения. Стояки теплоснабжения 9 выполнены по двухтрубной схеме. Поверхности нагрева 31 теплогенератора 1 выполнены из коррозионностойкой стали. Система содержит отопительный прибор 32 - греющий пол. Система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя может иметь вариант закрытого исполнения, горячее водоснабжение при этом осуществлено за счет применения емкостных теплообменников 9, Фиг.3. Закрытые системы теплоснабжения, Фиг.3 и Фиг.4, содержат дозатор 36 для применения веществ, предотвращающих коррозию труб. Дозатор 36 размещен на крышке расширительного бака 2. Согласно изобретению главный стояк 3, расширительный бак-теплоаккумулятор 2 и промежуточный бак-теплоаккумулятор 17 имеют геодезическую отметку крайней верхней точки не менее чем на 1 метр выше необходимого уровня теплоносителя, высота столба которого обеспечивает в подающем теплопроводе 8 гидростатическое давление, соответствующее температуре кипения, которая при этом равна предельно допустимой температуре теплоносителя для данного здания, в интервале 95-150 С. Расширительный бак-теплоаккумулятор 2 и промежуточный бак-теплоаккумулятор 17, каждый, содержат специальную свечу 33, которая размещена на крышке бака-теплоаккумулятора, изготовлена из трубы, диаметр которой обеспечивает температуру теплоносителя на поверхности рабочего уровня жидкости менее 100°С. Циркуляционный насос 19 сблокирован по схеме байпаса с главной задвижкой 34, установленной на обратном теплопроводе 13(16) на входе его в теплогенератор 1. Рециркуляционный теплопровод 22 соединен с патрубком 26, которым главный стояк 3 соединен с расширительным баком-теплоаккумулятором 2. Рециркуляционный теплопровод 22 может быть соединен с падающим теплопроводом 8(15) на выходе его из расширительного бака-теплоаккумулятора и с обратным теплопроводом 13(16) через входной патрубок циркуляционного насоса 19, сблокированного с циркуляционным эжектором 23. Предлагаемая система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя работает следующим образом. Заполнение системы водой осуществляют через обратный теплопровод 13 водой из водопровода. Подпитка системы холодной водой во время ее работы осуществляется через трубу 5, соединенную с отводом 6, выход из которого направлен тангенциально относительно расширительного бака 2. При этом уровень воды в баке 2 регулируется поплавковым клапаном 4. При работе теплогенератора 1 вода, нагретая до заданной максимальной температуры, под воздействием разности весов столбов воды в обратных стояках 9 и 10 и главном стояке 3 из теплогенератора 1 по главному стояку 3 поступает в расширительный бак 2. Здесь греющая вода смешивается с холодной водой, поступающей из водопровода (5-15°С) и нагревает ее до температуры, принятой для горячего водоснабжения (60°С). Вода, нагретая в баке 2, подается через патрубок 14, расположенный в нижней точке бака-теплоаккумулятора 2, и поступает в подающий трубопровод 8. Тангенциальный подвод в расширительный бак холодной воды и греющей воды, а также тангенциальный отвод из него горячей воды обеспечивают вращательное движение воды в баке, что способствует интенсивному смешиванию греющей воды, поступающей из теплогенератора 1, и холодной воды, поступающей из водопровода по трубе 5. По подающему теплопроводу 8 горячая вода поступает к стоякам 9 теплоснабжения и по ним к отопительным приборам 11 и 32, а также к стоякам 10 горячего водоснабжения и по ним к поквартирным водоразборным кранам и душевым сеткам 12, при этом горячая вода к стоякам 10 подается через промежуточные баки-теплоаккумуляторы 17, днища которых расположены выше патрубка 14 не менее чем на 100 мм. Это обеспечивает работу отопительных приборов при аварийном отключении водопроводной воды, так как при этом, в первую очередь, горячая вода не будет поступать в стояки 10 горячего водоснабжения. В стояках 9 и 10, отопительных приборах 11 и 32 горячая вода отдает некоторую часть своего тепла, а через водоразборные краны и душевые сетки 12 частично разбирается на нужды горячего водоснабжения. Охлажденная вода из стояков 9 и 10 по обратному теплопроводу 13 нижней трубной разводки возвращается в теплогенератор 1, завершая контур циркуляции. Циркуляционный насос 19 повышает устойчивость циркуляции теплоносителя при переходных режимах. Терморегуляторы 21 отопительных приборов 11 и 32 обеспечивают покомнатное регулирование температуры воздуха путем изменения количества теплоносителя, циркулирующего через отопительные приборы 11 и 32. Регулятор температуры 25 теплоносителя на выходе из теплогенератора 1 обеспечивает заданную максимальную температуру, постоянную в течение отопительного сезона, например t=95-150°С=const, что позволяет получить максимальный движущий напор естественной циркуляции. Высокая температура теплоносителя в главном стояке 3, в расширительном баке-теплоаккумуляторе 2 и в подающем теплопроводе 8 верхней трубной разводки, применение пара, а также сообщающийся с атмосферой главный стояк и применение деаэрационных воздушников 28 способствует естественной деаэрации теплоносителя, циркулирующего в системе. Температура воздуха в комнатах обеспечивается отопительными приборами 11 и 32 (греющий пол) в соотношении примерно 50/50. В случае аварийного прекращения электроснабжения можно разжечь резервную безвентиляторную горелку 29, имеющую кран 30 ручного управления процессом горения, и система теплоснабжения будет выполнять свою функцию. Циркуляция теплоносителя при этом будет обеспечена за счет движущего напора естественной циркуляции, эвакуация продуктов сгорания будет обеспечена за счет самотяги дымовой трубы. Система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя способна работать без применения электроэнергии сколь угодно долго. Пар, получаемый от пароводогрейного теплогенератора 1 в количестве до 2%, применяется эпизодически для деаэрации воды теплоносителя при аварийном прекращении электроснабжения. Система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя может быть выполнена закрытой, а горячее водоснабжение при этом осуществляется за счет применения емкостных теплообменников 35, Фиг.3.The autonomous heat supply and hot water supply system with natural circulation of the coolant shown in FIG. 1 contains a heat generator 1, an expansion tank-
Система автономного теплоснабжения и система горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя могут быть выполнены технологически независимыми, каждая система при этом имеет собственный теплогенератор, Фиг.4 и Фиг.5. Работа систем автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя при любом из трех вышеназванных вариантов устройства системы будет по сути дела одинаковой. Предложенная система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя применима для зданий любой этажности, например 10-этажных и выше, так как с увеличением высоты здания движущий напор естественной циркуляции пропорционально увеличивается. Движущий напор естественной циркуляции предлагаемой системы автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с учетом нагрева воды в пароводогрейном котле до заданной максимальной температуры за счет более низкой плотности пароводяной смеси в главном стояке 3 по сравнению с более высокой плотностью воды в обратных стояках теплоснабжения 9 в зависимости от высоты здания может быть вполне достаточным для обеспечения надежной циркуляции теплоносителя. Циркуляционный насос 19 предназначен для повышения устойчивости циркуляции теплоносителя и для обеспечения постоянного (паспортного) расхода воды через теплогенератор 1 с учетом использования рециркуляционного теплопровода 22. Рециркуляционный теплопровод 22 позволяет осуществлять независимое подключение тепловой нагрузки.The autonomous heat supply system and the hot water system with natural circulation of the coolant can be made technologically independent, each system having its own heat generator, Figure 4 and Figure 5. The operation of autonomous heat supply and hot water supply systems with natural circulation of the coolant for any of the three above-mentioned variants of the system will be essentially the same. The proposed system of autonomous heat supply and hot water supply with natural coolant circulation is applicable for buildings of any number of storeys, for example, 10-storey buildings and above, since with increasing building height the driving pressure of natural circulation increases proportionally. The driving pressure of the natural circulation of the proposed system of autonomous heat supply and hot water supply, taking into account the heating of the water in the boiler to a predetermined maximum temperature due to the lower density of the steam-water mixture in the
Согласно изобретению система автономного теплоснабжения содержит специальную свечу 33, которая размещена на крышке бака-теплоаккумулятора 2 и используется как продолжение боковых стенок его, что позволяет повысить гидростатическое давление в падающем теплопроводе 8 и соответственно повысить температуру подачи до предельно допустимой величины для данного здания, в интервале 95-150°С. Повышение температуры теплоносителя увеличивает движущий напор естественной циркуляции, а также существенно сокращает расход теплоносителя. Сокращение расхода теплоносителя в системе теплоснабжения означает уменьшение скорости движения воды в трубах, а так как гидравлическое сопротивление системы пропорционально квадрату скорости движения теплоносителя, то повышение температуры теплоносителя существенным образом сокращает величину необходимого движущего напора естественной циркуляции. Использование системы автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения для многоэтажных зданий в виде пристроенной котельной позволяет иметь дымовую трубу большой высоты с самотягой, достаточной для эвакуации продуктов сгорания, и применение в теплогенераторе резервной безвентиляторной горелки 29 с краном 30 ручного управления процессом горения при необходимости позволяет осуществлять теплоснабжение без расхода электроэнергии. Согласно изобретению в случае аварийного прекращения электроснабжения система автономного теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя может быть переведена на режим, при котором температура теплоносителя будет повышена с номинальной величины до предельно допустимой для данного здания, например с 95°С до 115°С, что позволяет существенно увеличить устойчивость циркуляции теплоносителя. Система автономного теплоснабжения в номинальном режиме может работать с температурой теплоносителя 115°С вместо 95°С, принятых у прототипа, и это позволит существенно уменьшить металлоемкость системы за счет уменьшения диаметра труб, из которых она изготовлена. Предлагаемая система теплоснабжения - самая надежная из существующих водяных систем теплоснабжения. С учетом экономии электроэнергии на циркуляционном насосе и на приводе дутьевого вентилятора горелки теплогенератора можно утверждать, что предлагаемая система автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя - самая надежная и самая экономичная из существующих водяных систем теплоснабжения. Повышение температуры теплоносителя до предельно допустимой величины позволяет применить для системы автономного теплоснабжения обычный водогрейный котел вместо специального пароводогрейного котла.According to the invention, the autonomous heat supply system contains a
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131667/03A RU2359175C2 (en) | 2007-08-20 | 2007-08-20 | System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131667/03A RU2359175C2 (en) | 2007-08-20 | 2007-08-20 | System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007131667A RU2007131667A (en) | 2009-02-27 |
RU2359175C2 true RU2359175C2 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=40529372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007131667/03A RU2359175C2 (en) | 2007-08-20 | 2007-08-20 | System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359175C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474765C1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of open heat-supply system |
CN107143903A (en) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司 | A kind of single-pipe system heating system and its control method provided with automatic tee valve |
RU2753102C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Water heating system |
RU2789790C1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-02-10 | Андрей Александрович Пятин | Method for natural regulation of building heating and a control system based on it |
WO2023096527A1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Андрей Александрович ПЯТИН | Method and system for regulating the heating of a building |
-
2007
- 2007-08-20 RU RU2007131667/03A patent/RU2359175C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474765C1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of open heat-supply system |
CN107143903A (en) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司 | A kind of single-pipe system heating system and its control method provided with automatic tee valve |
RU2753102C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Water heating system |
RU2789790C1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-02-10 | Андрей Александрович Пятин | Method for natural regulation of building heating and a control system based on it |
WO2023096527A1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Андрей Александрович ПЯТИН | Method and system for regulating the heating of a building |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007131667A (en) | 2009-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1875138B1 (en) | Hot water installations | |
RU2454609C2 (en) | Plant for production of hot service and drinking water | |
RU2311592C1 (en) | System for autonomous water heat supply | |
CN102705980A (en) | Device with heating and water-heating device multi-machine parallel system and use method thereof | |
US20070205292A1 (en) | Heated fluid distribution apparatus for combined domestic hot water supply and space heating system | |
RU2359175C2 (en) | System of autonomous heating and hot water supply with natural circulation of heat carrier (versions) and method of water heating | |
CN107166482A (en) | Inexpensive electromagnetism heating heat source system and its control method | |
RU198390U1 (en) | COMBINED DEVICE FOR HEATING TECHNICAL WATER AND HEAT CARRIER FOR HEATING RESIDENTIAL PREMISES | |
RU2508509C1 (en) | Heating unit for production of hot water for domestic needs | |
RU2272221C1 (en) | Autonomous heating and hot water supply system with natural heat-transfer agent circulation and method of warming water up | |
JP2005098628A (en) | Heat source water supply system | |
CN207196598U (en) | A kind of inexpensive Electromagnetic Heating heating plant | |
WO2009056816A9 (en) | Regenerative heating system | |
CN202853103U (en) | Device with heating water heater multimachine parallel system | |
CN206973672U (en) | A kind of inexpensive electromagnetism heating heat source system | |
RU2715877C1 (en) | Method of heating boiler operation in heating system | |
EP1983267A2 (en) | Heating system with solar energy and heating method carried out by means of the same | |
RU43948U1 (en) | SYSTEM OF AUTONOMOUS HEAT SUPPLY AND HOT WATER SUPPLY WITH NATURAL HEATING CIRCULATION | |
RU2013710C1 (en) | Contact surface water heater | |
CN203595422U (en) | Steam-water hybrid heating equipment for oil field | |
CN109469945B (en) | Normal pressure mixed flow pipeline heating system | |
CN215062324U (en) | Multi-element cleaning heat supply system based on mixing of gas condensing boiler and medium-deep geothermal heat | |
RU73917U1 (en) | INDIVIDUAL BOILER PLANT | |
US1246681A (en) | Hot-water heating system. | |
RU2145046C1 (en) | Geothermal power complex |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100821 |