close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16574

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 24D 17/00
F 24H 1/12
(2006.01)
(2006.01)
СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА СТОЧНЫХ ВОД
(21) Номер заявки: a 20100736
(22) 2010.05.14
(43) 2011.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Институт жилища - НИПТИС им. Атаева С.С."
(BY)
(72) Автор: Данилевский Леонид Николаевич (BY)
BY 16574 C1 2012.12.30
BY (11) 16574
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Институт
жилища - НИПТИС им. Атаева С.С."
(BY)
(56) RU 2243460 C1, 2004.
RU 2298733 C2, 2007.
RU 2140043 C1, 1999.
BY 7186 C1, 2005.
SU 1778452 A1, 1992.
SU 1825941 A1, 1993.
DE 4138774 A1, 1993.
DE 2637583 C2, 1981.
(57)
Система утилизации тепла сточных вод, содержащая накопительную емкость с фильтром, установленным на ее входе, циркуляционный насос и теплообменник с первичным
теплообменным контуром для потока сточных вод и вторичным теплообменным контуром
для нагреваемой среды, отличающаяся тем, что содержит блок обработки информации и
управления, вход которого соединен с выходом счетчика расхода воды, установленного в
контуре циркуляционного насоса, при этом на выходе первичного теплообменного контура установлен управляемый трехходовой клапан, управляющий вход которого соединен с
одним из выходов блока обработки информации и управления, один из выходов трехходового клапана соединен со входом сточной канализации, а другой из выходов трехходового клапана соединен с накопительной емкостью, в которой дополнительно установлены
датчик верхнего уровня сточных вод и датчик нижнего уровня сточных вод, выходы датчиков соединены с блоком обработки информации и управления для управления заполнением накопительной емкости потоком сточных вод в зависимости от положений нижнего
и верхнего уровней сточных вод в упомянутой емкости, при условии превышения показаний счетчика расхода воды порогового значения, обусловленного пропускной способностью системы.
BY 16574 C1 2012.12.30
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к утилизации и использованию
тепла сточных вод для получения горячей воды для хозяйственных нужд.
Известен утилизатор тепла сточных вод, представляющий собой комбинированный
теплообменник и накопитель [1], представленный трубой для подачи сточной воды, цилиндрическим корпусом, расположенным вокруг трубы, для соединения впуска в выпуск
холодной воды таким образом, чтобы тепло от сточной воды передавалось холодной воде.
В цилиндрическом корпусе установлены перегородки, которые размещают трубу через
отверстия, придавая жесткость системе во время наполнения жидкостью. Множество комбинированных теплообменников и накопителей может быть соединено последовательно в
ряд или в несколько рядов.
Известен утилизатор тепла сточных вод [2], представляющий собой теплообменник,
состоящий из горизонтального контейнера для сточной воды, внутри которого расположена горизонтальная труба с холодной водой. Труба изготовлена из меди, для увеличения
эффективности теплообмена труба выполняется с ребрами. Контейнер изготовлен из ABS
пластика. Если температура поступающей сточной воды ниже температуры воды в контейнере, открывается клапан и сточная вода протекает в обход контейнера.
Также для утилизации тепла сточных вод помимо теплообменников широко используются тепловые насосы, работающие по принципу теплообменников с первичными и
вторичными теплообменными контурами, что значительно увеличивает эффективность
процесса теплообмена.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является утилизатор [3] сточных
вод, состоящий из фильтра, накопительной емкости, циркуляционного насоса и теплообменного контура, на первый вход которого поступает поток сточных вод, а на второй вход
подается нагреваемая среда, один из выходов теплообменника связан с накопительной емкостью, а другой - со сточной канализацией.
Теплоноситель и нагреваемая среда (водопроводная вода) циркулируют в теплообменных контурах теплового насоса. В качестве теплоносителя используют сточные воды
банно-прачечного хозяйства угольной шахты, которые перед сбросом в канализацию
предварительно аккумулируют в теплоизолированной емкости, и осуществляют их последующую многократную циркуляцию в контуре испарителя теплового насоса до тех пор,
пока теплоноситель не охладится до 5-10 °С. Нагретая до 45 °С среда - водопроводная вода - направляется в расходную емкость для использования по назначению - для горячего
водоснабжения шахтной бани, а также прачечной.
Использование изобретения позволяет создать более рациональный и эффективный
способ утилизации тепла при малых объемах хозбытовых сточных вод, но с относительно
высокой остаточной температурой. Однако в прототипе контроль за процессом циркулирования сточных вод не учитывает динамику изменения их количества, а также степень
загрязненности фильтров на входе накопительной емкости для сточных вод, что определяет работоспособность системы в целом. Кроме того, управление задвижками, обеспечивающими распределение потоков сточных вод, осуществляется вручную, что снижает
эффективность работы системы.
Задачей предлагаемого изобретения является дальнейшее повышение эффективности
процесса утилизации тепла сточных вод, основанное на учете динамики изменения их количества и качества в ходе работы системы, обеспечение автоматизированных средств
управления распределением потоков сточных вод. Поставленная задача решается посредством достижения технической цели, которое обеспечивается тем, что предлагается система утилизации тепла сточных вод содержащая накопительную емкость с фильтром,
установленным на ее входе, циркуляционный насос и теплообменник с теплообменным
контуром для потока сточных вод, и вторичным теплообменным контуром для нагреваемой среды, отличие которой по изобретению в том, что содержит блок обработки информации и управления, вход которого соединен с выходом счетчика расхода воды,
2
BY 16574 C1 2012.12.30
установленного в контуре циркуляционного насоса, при этом на выходе первичного теплообменного контура установлен управляемый трехходовой клапан, управляющий вход
которого соединен с одним из выходов блока обработки информации и управления, один
из выходов трехходового клапана соединен со входом сточной канализации, а другой из
выходов трехходового клапана соединен с накопительной емкостью, в которой дополнительно установлены датчик верхнего уровня сточных вод и датчик нижнего уровня сточных вод, выходы датчиков соединены с блоком обработки информации и управления с
целью управления заполнением накопительной емкости потоком сточных вод в зависимости от положений нижнего и верхнего уровней сточных вод в упомянутой емкости, при
условии превышения показаний счетчика расхода воды порогового значения, обусловленного пропускной способностью системы.
Сущность изобретения поясняется с помощью фигуры, где изображена технологическая схема системы утилизации тепла.
На фигуре отображены следующие структурные элементы заявляемой системы: 1 источник поступления сточных вод; 2 - фильтр; 3 - накопительная емкость для сточных
вод; 4 - циркуляционный насос; 5 - счетчик расхода воды; 6 - теплообменник с теплообменными контурами; 7 - датчик верхнего уровня сточных вод; 8 - датчик нижнего уровня
сточных вод; 9 - трехходовой клапан; 11 - блок обработки информации и управления; 12 вход сточной канализации.
Предлагаемая система состоит из фильтра 2, теплоизолированной накопительной емкости 3, циркуляционного насоса 4, теплообменника 6 с одним или несколькими теплообменными контурами, блока 11 обработки информации и управления. На вход Вх. 1
первичного контура теплообменника 6 поступает поток из сточных вод, а на вход Вх.2
вторичного контура теплообменника - нагреваемая среда, например, водопроводная холодная вода (ХВ). В контуре циркуляции насоса 4 установлен счетчик расхода воды 5,
выход которого соединен с входом блока обработки информации и управления 11. Счетчик 5 служит для количественного контроля за потоком сточных вод, проходящим через
насос 4 и поступающим на вход Вх. 1 теплообменника. На выходе Вых.1 первичного контура теплообменника установлен электрически управляемый трехходовой клапан 9,
управляющий вход которого соединен с выходом блока обработки информации и управления 11. Один из выходов клапана 9 соединен со сточной канализацией 12, а второй - с
аккумулирующей емкостью 3.
В теплоизолированной накопительной емкости 3 дополнительно установлены два датчика уровня сточных вод - верхнего 7 и нижнего уровня 8, выходы которых соединены с
блоком обработки информации и управления 11, что обеспечивает передачу информационных сигналов о состоянии уровня сточных вод от датчиков 7, 8 в блок обработки информации и управления для выработки последним управляющего сигнала для
трехходового клапана 9.
Система работает следующим образом. Сточные воды от источника 1 через фильтр 2
поступают в аккумулирующую емкость (бак-накопитель) 3. Посредством циркуляционного насоса 4 их поток направляется из бака-накопителя 3 на вход Вх.1 первичного контура
теплообменника 6. Установленный в контуре циркуляции насоса 4 счетчик расхода воды
5, выход которого соединен с входом блока обработки информации и управления 11, регистрирует количественные показатели потока. С выхода Вых. 1 первичного контура теплообменника 6 поток поступает на вход трехходового клапана 9 с целью дальнейшего
распределения между баком 3 и канализацией 12. С выхода трехходового клапана сточные
воды поступают в бак - аккумулятор 3 до тех пор, пока не сработает датчик верхнего
уровня 7, сигнализирующий о заполнении бака. После срабатывания датчика 7, о чем свидетельствует появление сигнала Инф7 на соответствующем входе блока 11, последний
вырабатывает управляющий сигнал Упр9 на трехходовой клапан 9, посредством которого
перекрывается канал поступления потока в бак 3 и открывается канал, по которому сточ3
BY 16574 C1 2012.12.30
ные воды направляются с выхода теплообменника в сточную канализацию 12. При опустошении бака 3 срабатывает датчик нижнего уровня 8, о чем свидетельствует появление
сигнала Инф8 на соответствующем входе блока 11, последний вырабатывает управляющий сигнал Упр9 на трехходовой клапан 9, посредством которого сточные воды снова
направляются в бак-аккумулятор 3, при этом канал, ведущий к канализации 12, клапаном
9 перекрывается.
При уменьшении показаний счетчика расхода воды 5 ниже установленного порога
указанный счетчик вырабатывает сигнал на соответствующем входе Инф5 блока управления 11, который далее формирует управляющий сигнал Упр4, по которому выключается
циркуляционный насос 4, и вырабатывает сигнал аварии, приводящий к остановке работы
системы, при этом соответствующая служба должна выполнить чистку фильтров и теплообменника в системе.
Фильтр может быть выполнен, например, в виде металлической сетки, установленной
на входе в бак-накопитель, для задержания твердых частиц при поступлении сточных вод
в систему.
Блок обработки информации и управления представляет собой промышленный контроллер с согласующими цепями, рассчитанный на работу с конкретным оборудованием
системы утилизации тепла сточных вод, с возможностью связи с процессором ЭВМ.
При проведении испытаний представленной системы в качестве трехходового клапана
использовался вентиль трехходовой RV 111R331 16/150-40/F с электроприводом ANT
5.22.
В результате нескольких циклов оборота потока сточных вод через бак-накопитель 3 и
теплообменные контуры теплообменника 6 происходит повышение температуры нагреваемой среды, например, холодной водопроводной воды, поступающей на (второй) вход
Вх.2 вторичного контура теплообменника. Горячая вода (ГВ) с выхода Вых. 2 вторичного
контура теплообменника 6 поступает по назначению своего использования - для хозяйственно-бытовых нужд. При этом осуществляется вышеописанными средствами учет динамики изменения количества и качества сточных вод в ходе работы системы,
обеспечение автоматизированных средств управления распределением потоков сточных
вод, что подтверждает достижение технических целей изобретения.
Источники информации:
1. Патент GB2379009, 2003.
2. Патент GB2415246, 2004.
3. Патент RU2243460, 2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
86 Кб
Теги
by16574, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа