способ централизованного теплоснабжения

Формула изобретения

Способ централизованного теплоснабжения, заключающийся в подаче прямой сетевой воды по подающей магистрали, использовании тепла прямой сетевой воды в удаленном тепловом пункте для получения пара рабочего агента, совершении полученным паром работы в процессе конденсации в тепловом насосе и возврате обратной сетевой воды по обратной магистрали, отличающийся тем, что нагрев обратной сетевой воды на центральном тепловом пункте ведут до температур, обусловленных графиком горячего водоснабжения с передачей в удаленном тепловом пункте теплоты циркуляционной воде отопительного контура, при этом конденсацию пара рабочего агента в тепловом насосе ведут циркуляционной водой отопительного контура.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения.

Известен способ централизованного теплоснабжения, который можно уяснить, рассмотрев работу теплового пункта Г.С. Рузавина для системы теплоснабжения (Патент N 2002169 С1 RU, МКИ F 24 D 15/00). Способ заключается в последовательном нагреве обратной сетевой воды в центральном тепловом пункте (ТЭЦ), пиковом подогревателе или котельной и удаленном тепловом пункте Г.С. Рузавина. Охлажденную в тепловом пункте сетевую воду по обратному трубопроводу тепловой сети подают на ТЭЦ, где последовательно нагревают в трубном пучке конденсатора паровой турбины, сетевых подогревателях нижнего и верхнего теплофикационных отборов пара, в пиковом подогревателе или котельной и по трубопроводу прямой сетевой воды подают в район теплоснабжения. В удаленном тепловом пункте низкопотенциальное тепло обратной сетевой воды используют для выравнивания температурного режима горячего и холодного водоснабжения посредством использования двух тепловых насосов, а пиковые нагрузки, обусловленные графиком теплового потребления, покрываются за счет повышения температуры прямой сетевой воды в пиковой котельной.

Недостатком известного способа централизованного теплоснабжения является:

необходимость нагрева теплоносителя, поступающего по обратному трубопроводу на ТЭЦ, последовательно в конденсаторе паровой турбины, сетевых подогревателях нижнего и верхнего отборов и пиковом подогревателе или котельной до температур, обусловленных покрытием пиковой части графика тепловой нагрузки, что приводит к высоким потерям теплоты в трубопроводе прямой сетевой воды и к высоким удельным расходам условного топлива на отпуск теплоты на центральном тепловом пункте (ТЭЦ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ централизованного теплоснабжения (А.с. N 1800235 А1, SU, МКИ F 24 D 11/02), заключающийся в подаче прямой сетевой воды по подающей магистрали от основного теплоисточника к удаленному теплоисточнику и далее к теплопотребителю и возврате сетевой воды по обратной магистрали. В удаленном теплоисточнике часть тепла прямой сетевой воды используют для получения пара рабочего тела и совершении этим паром работы в процессе конденсации в тепловом двигателе, причем конденсацию отработавшего пара рабочего тела ведут обратной сетевой водой, при этом нагретую воду подают на смешение с прямой сетевой водой. Покрытие пиковой части графика теплофикационной нагрузки (теплового потребления) осуществляют за счет нагрева обратной сетевой воды на центральном (основном) теплоисточнике до температур, обусловленных этим графиком либо за счет нагрева прямой сетевой воды в пиковой водогрейной котельной на удаленном теплоисточнике.

Недостатком известного способа централизованного теплоснабжения являются низкая экономичность из-за необходимости нагрева теплоносителя на центральном тепловом пункте (ТЭЦ) до температур, обусловленных графиком теплофикационной нагрузки, что приводит к высоким потерям теплоты в трубопроводе прямой сетевой воды.

Задачей изобретения является создание способа централизованного теплоснабжения, являющегося более экономичным.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, заключающемся в подаче прямой сетевой воды по подающей магистрали, использовании тепла прямой сетевой воды в удаленном тепловом пункте для получения пара рабочего агента, совершении полученным паром работы в процессе конденсации в тепловом насосе и возврате обратной сетевой воды по обратной магистрали, нагрев обратной сетевой воды на центральном тепловом пункте ведут до температур, обусловленных графиком горячего водоснабжения с передачей в удаленном тепловом пункте теплоты циркуляционной воде отопительного контура, при этом конденсацию пара рабочего агента в тепловом насосе ведут циркуляционной водой отопительного контура.

На чертеже изображена одна из возможных систем централизованного теплоснабжения, реализующая предлагаемый способ.

Система содержит трубопроводы прямой 1 и обратной 2 сетевой воды тепловой сети от центрального теплового пункта (ТЭЦ) и удаленный (например, внутриквартальный) тепловой пункт, содержащий абсорбционный бромисто-литиевый тепловой насос, который состоит из генератора 3, конденсатора 4, регенеративного теплообменника 5, абсорбера- испарителя 6, бромисто-литиевого контура 7, контура рабочего агента 8 и отопительного контура 9 циркуляционной воды, обеспечивающей отпуск теплоты в отопительных приборах 10. Кроме того, удаленный тепловой пункт оборудован камерой сгорания 11 высокореакционного топлива и дымовой трубой 12 для удаления продуктов сгорания.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу указанной системы.

От центрального теплового пункта (ТЭЦ) сетевую воду с температурой, обусловленной режимом отпуска теплоты "по горячему водоснабжению", по трубопроводу прямой сетевой воды 1 подают в удаленный (например, внутриквартальный) тепловой пункт, оборудованный абсорбционным бромисто-литиевым тепловым насосом. Низкопотенциальную теплоту сетевой воды передают воде, циркулирующей в отопительном контуре 9 в абсорбере-испарителе 6 теплового насоса. Повышение температуры воды, циркулирующей в отопительном контуре, до температуры, обусловленной графиком потребления теплоты в отопительных приборах 10 в отопительный период осуществляют в конденсаторе 4 теплового насоса.

Процесс повышения температуры в отопительном контуре ведут за счет циркуляции абсорбента и рабочего агента в бромисто-литиевом контуре 7 и контуре рабочего агента 8 соответственно. Для испарения рабочего агента в генератор 3 теплового насоса подают горячие газы, полученные в результате сжигания высокореакционного топлива, например природного газа в камере сгорания 11, которые затем удаляют через дымовую трубу 12. Пар рабочего агента срабатывает в конденсаторе 4 теплового насоса, отдавая свое тепло циркуляционной воде отопительного контура 9. В регенеративном теплообменнике 5 теплового насоса осуществляют регенеративный нагрев абсорбента (бромистого лития).

Сетевую воду, охлажденную до температуры, обусловленной графиком "горячего водоснабжения" (примерно 30^oC), возвращают на центральный тепловой пункт (ТЭЦ) по трубопроводу 2 обратной сетевой воды.

При этом процесс нагрева сетевой воды на центральном тепловом пункте (ТЭЦ) осуществляют лишь в сетевом подогревателе нижнего теплофикационного отбора до температуры, обусловленной графиком нагрузки по "горячему водоснабжению".

Таким образом, описанный способ централизованного теплоснабжения обладает более высокой экономичностью за счет того, что:

1. Процесс нагрева обратной сетевой воды на центральном тепловом пункте (ТЭЦ) ведут лишь в сетевом подогревателе нижнего теплофикационного отбора до температур, обусловленных графиком нагрузки "горячего водоснабжения", что, в свою очередь, снижает температуру прямой сетевой воды и, как следствие, потери теплоты в трубопроводе прямой сетевой воды.

2. Снижение температуры прямой сетевой воды ведет к увеличению выработки электроэнергии на тепловом потреблении за счет увеличения пропуска пара в конденсатор паровой турбины на ТЭЦ.

3. Снижение температуры прямой сетевой воды ведет к уменьшению объемного расхода сетевой воды, что приводит к снижению электроэнергии на перекачивание теплоносителя.

Кроме того, снижение температуры прямой сетевой воды ведет к отказу от использования на центральном тепловом пункте (ТЭЦ) пиковых водогрейных котлов (ПВК) и сетевых подогревателей верхнего теплофикационного отбора, что снижает расход топлива на выработку теплоты на ТЭЦ и снижает капиталовложения в ТЭЦ.