ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2170885
СИСТЕМА ТЕПЛОЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Имя изобретателя: Данилов Валентин Владимирович; Славин Вадим Соломонович
Имя патентообладателя: Данилов Валентин Владимирович; Славин Вадим Соломонович
Адрес для переписки: 660017, г.Красноярск, а/я 20870, Ю.П.Елистратову
Дата начала действия патента: 2000.07.17
Система используется в схемах централизованного теплоэнергоснабжения.
Система теплоэнергоснабжения в своем сетевом отопительном контуре содержит тепловые
насосы, установленные в магистраль обратной воды, с возможностью снижения температур
прямой и обратной воды. Система предусматривает комбинированное производство
тепловой и электрической энергии, содержит циркуляционный контур электростанции и
сетевой отопительный контур. Техническим результатом является повышение
эффективности использование энергии топлива.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к теплоснабжению от водогрейных установок в закрытой
системе теплоснабжения.
Существующая в настоящее время система централизованного теплоснабжения
сформировалась в 30-е годы. Основой теплофикации является теплоэнергоцентраль, которая
производит электроэнергию, а неизбежный по законам термодинамики сброс тепла
используется для отопления помещений и осуществляется при сравнительно высокой
температуре. Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на ТЭЦ
обеспечивает экономию топлива по сравнению с раздельным производством, однако этот
способ обладает следующими недостатками: низкий энергетический коэффициент
использования химической энергии топлива, большие потери тепла в теплотрассах,
высокая аварийность и малый ресурс теплотрасс, обусловленные высокой температурой
теплоносителя.
Известна система отопления и горячего водоснабжения, содержащая котел, поверхностный
водоподогреватель, вход последнего по линии охлаждения соединен с выходом котла
посредством подающего магистрального трубопровода, а выход - с входом котла
посредством обратного магистрального трубопровода, снабженного насосом, выход
поверхностного водоподогревателя по линии нагрева подключен к трубопроводу горячего
водоснабжения, а также подключенную к подающему магистральному трубопроводу подающую
трубу теплосети и подключенную к обратному магистральному трубопроводу обратную
трубу теплосети (Авт.св. 1643879, МКИ Кл. F 24 D 3/08). Система дополнительно содержит три
перемычки с регулирующими клапанами, первая из которых подключена к обратному
магистральному трубопроводу после насоса и к подающей трубе теплосети, вторая - к
обратному магистральному трубопроводу между входом котла и местом присоединения
первой перемычки и к подающему магистральному трубопроводу между выходом котла и
местом присоединения подающей трубы теплосети, третья - к трубопроводу горячего
водоснабжения и к обратной трубе теплоносителя, а также система дополнительно
содержит два термобаллона, первый из которых установлен в помещении, а второй - на
трубопроводе горячего водоснабжения, на обратном магистральном трубопроводе на
выходе водоподогревателя установлен регулирующий клапан, причем первый термобаллон
соединен с регулирующим клапаном первой перемычки, а второй - с регулирующим клапаном
второй перемычки и обратного магистрального трубопровода, причем система содержит бак-аккумулятор
и резервный контрольный сосуд, а бак-аккамулятор подключен к обратному магистральному
трубопроводу и сообщен посредством трубы переливания-наполнения с резервным
контрольным сосудом.
Известная система отопления помещений отличается малой эффективностью и повышенной
сложностью.
Известна также система отопления помещений по патенту N 2121114 от 12.11.97 г. Она заключается
в оснащении отопительной системы тепловым насосом, установленным с возможностью
подключения как к трубопроводу с подогретой водой, так и к трубопроводу с холодной
водой, а в цепи теплового насоса установлены два воздушных теплообменника с
вентиляторами для охлаждения воздуха в помещении в летнее время и отбора тепла от
наружного воздуха в демисезонный период.
Но и эта система малоэффективна.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в оснащении сетевой отопительной
системы насосами (термотрансформаторами), включенных в магистраль обратной воды с
возможностью изменения теплового графика системы в сторону снижения температур
прямой и обратной воды.
Система теплоэнергоснабжения поясняется блок-схемой на чертеже. Она содержит
парогенератор 1, паровую многоступенчатую турбину 2, электрогенератор 3, подогреватели
питательной воды 4, теплообменник 5 для предварительного прогрева сетевой воды,
конденсатор отработанного пара 6, потребитель тепловой энергии 7, использующий
тепловой насос 8 (термотрансформатор), теплообменник вода-фреон 9, градирню 10, насосы 11,
12, 13, потребитель тепла 14 с тепловыми приборами конвекторного типа и теплообменники 15, 16
для нагрева сетевой воды.
|
Система работает следующим образом (один из вариантов).
В парогенераторе 1 производится водяной пар высоких температуры и давления, который
подается в многоступенчатую паровую турбину 2, приводящую в действие
электрогенератором 3. Паровая турбина имеет отбор пара, который используется для
внутренних нужд электростанции и центрального отопления потребителей 7 и 14. Отбор пара
при 100oC служит для регеративной подачи воды через теплообменник 4 и насос 11.
Отработанный пар после турбины 2 подается в теплообменники 5 и 6 и по циркуляционному
контуру подается в парогенератор 1. Таким образом, парогенератор 1, турбина 2 и
теплообменники 5 и 6 образуют циркуляционный контур электростанции. В конденсаторе
отработанного пара 6 конденсация пара осуществляется с помощью градирни 10 и насоса 13.
|
Отбор пара при 60oC служит для подачи тепла потребителям в сетевой отопительный
контур, образуемый теплообменниками 16, 15, 9, 5 и насосом 12. При температуре обратной воды
в 10oC она подается в теплообменник предварительного прогрева 5. Температура при
этом повышается до 25oC. В теплообменниках 15 и 16 температура воды повышается до 90oC
и подается потребителям 14, использующим отопительные приборы конвекторного типа (радиаторы).
Температура сетевой воды на выходе данных потребителей составляет 60oC. С помощью
теплообменника 9 (вода-фреон) производится отбор тепла с помощью термотрансформатора -
теплового насоса 8. Во вторичный контур термотрансформатора подключены потребители 7, у
которых в качестве теплонагревательных приборов могут быть как обычные радиаторы, так
и с принудительным воздушным обдувом (термовентиляторы).
Интеграция технологии тепловых насосов в систему комбинированной выработки тепловой
и электрической энергии приведет к увеличению выработки электроэнергии, к примеру, с 19
до 34%. Физически это достигается за счет снижения эффективной температуры в
термодинамическом цикле и снижения потерь в теплотрассах при снижении температуры
теплоносителя в магистралях.
В новой системе теплоснабжения потребитель получит тоже количество топлива, но при
этом возрастет производство электроэнергии.
По изобретению эффективность использования энергии топлива вырастает на 70%, что,
естественно, должно привести к снижению выбросов CO2.
Переход на низкотемпературный график в тепловых магистралях, кроме снижения тепловых
потерь, приведет к увеличению ресурса, снижению аварийности теплотрасс и снижению их
стоимости за счет использования более дешевых теплоизолирующих материалов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система теплоэнергоснабжения, предусматривающая комбинированное
производство тепловой и электрической энергии, содержащая циркуляционный контур
электростанции и сетевой отопительный контур, отличающаяся тем, что сетевой
отопительный контур оснащен термотрансформаторами - тепловыми насосами, причем они
установлены в магистраль обратной воды с возможностью изменения теплового графика
системы в сторону снижения температур прямой и обратной воды.
Версия для печати
Дата публикации 29.01.2007гг
вверх
|
