CN201463067U - 智能型节能直连加压混水供热机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及供热机组，具体为智能型节能直连加压混水供热机组。解决现有直连加压混水供热机组运行费用高昂、浪费能源以及没有智能启停功能的问题。包括连接于一次供水管和二次供水管之间的加压泵，连接于一次回水管和二次回水管之间的调量减压阻断装置，还包括混水管路，所述的混水管路连接于二次回水管与加压泵的出口之间，并且混水管路上设置有调温泵。该供热机组还设有自动启停、自动调压调温的控制装置。它是一种新型的多功能供热机组。该机组解决了传统直连供热机组不能无人值守的难题，同时，由于加压泵借用了一次热源的供水压力，调温泵也借用了二次管网回水的压力，使热网各种压力能量变为一种动能被利用，大大节约了运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热机组，具体为智能型节能直连加压混水供热机组。
背景技术
由于国家经济发展迅速，作为城市经济写真的高楼大厦在各城市拔地而起，但供热管网的滞后难以满足高层用户的需求。于是九十年代中后期出现了可以满足高层供热的直连供热技术，该技术虽然解决了高层供热的问题，但由于其为开式系统，同时也带来了管网腐蚀严重、有流水及啸叫的噪声、管网有冒水现象、管网投资增加等问题。所以闭式直连供热系统在2000年初期应运而生，它解决了开式系统的所有问题。后来随着地板辐射及中央空调采暖的盛行，直连加压机组又进一步完善加入了混水技术，形成了直连加压混水供热机组，使采用散热器的热源供应地板辐射或中央空调系统成为一种可能。此种技术成熟稳定，与传统利用换热器供热的系统相比，占地少，投资省。直连加压混水供热机组包括连接于一次供水管和二次供水管之间的加压循环泵，和连接于一次回水管和二次回水管之间的调量减压阻断装置，同时在二次回水管与加压循环泵进口之间设有其上连有减压装置的混水管路，通过混水管路来降低二次供水的温度，以满足地板辐射或中央空调系统采暖所需的二次供水温度。由于现有的直连加压混水供热机组中的加压循环泵不但承担一次供水的加压，而且同时承担对经混水管路而来的部分二次回水的加压，因此，加压循环泵的功率大、扬程高，不但增加了建造成本，而且运行费用高昂；现有直连加压混水供热机组二次回水的动能在混水管路中通过减压被白白浪费，浪费了能源且进一步增加了运行成本。现有的直连加压混水供热机组没有智能启停的功能。
发明内容
本实用新型为了解决现有直连加压混水供热机组运行费用高昂、浪费能源以及没有智能启停功能的问题，提供一种智能型节能直连加压混水供热机组。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：智能型节能直连加压混水供热机组，包括连接于一次供水管和二次供水管之间的加压泵，连接于一次回水管和二次回水管之间的调量减压阻断装置，还包括混水管路，所述的混水管路连接于二次回水管与加压泵的出口之间，并且混水管路上设置有调温泵。具体设计时，加压泵和调温泵要合理选型，尽量使加压泵和调温泵的出口压力保持一致。与传统直连加压混水供热机组相比，本实用新型改变了混水管路的连接位置，即由连接于二次回水管与加压泵进口之间改为连接于二次回水管与加压泵出口之间，同时在混水管路中增设了调温泵(连接位置改变后混水管路中已无需减压装置)，这样，供热机组工作时加压泵借用了一次热源的供水压力，调温泵也借用了二次管网回水的压力，使热网各种压力能量变为一种动能被利用，达到了节能的效果；同时，本实用新型中加压泵和调温泵的功率之和远小于传统直连加压混水供热机组中加压循环泵的功率，因此大大降低了运行费用。
在一次回水管与加压泵的进口之间连接有其上设有止回阀或电磁阀或电动阀的供回水连管，或者在一次回水管与加压泵的出口之间连接有其上设有电磁阀或电动阀的供回水连管，同时在一次供水管上设置温度传感器、压力传感器，还包括一个变频控制柜，一次供水管上的温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与变频控制柜的信号输入端相连，变频控制柜为加压泵、调温泵提供变频电源.变频控制柜通过对一次供水管供水压力及温度的检测实现加压泵、调压泵的自动启停的功能，当供水压力与温度能同时满足供热需求的最低设定值时，机组自行启动.运行中如任意值不能满足设定值时(这时压力的检测主要是在回水处)，机组自行停止.供回水连管的作用主要是为了满足控制柜检测供水温度的需要.它可在加压泵组的进口处(如图1所示)或出口处(如图2所示)与一次回水管连接，在进口处连接既可采用电磁阀或电动阀，也可采用止回阀，而在出口处连接只能采用电磁阀或电动阀.因为无论在进口处还是出口处连接，必须保证机组停止运行时供回水管连通，只有这样一次热网供回水才能形成回路，也只有这样才能保证装在加压泵组入口处的温度传感器能检测到准确的温度信号.还必须保证运行时该阀门关断，如果不关断，进口处的连管可能会降低加压泵的供水温度，出口处的连管可能直接把加压泵组与一次回水形成短路，从而无法正常供热.
在二次回水管上也设置有温度传感器、压力传感器，二次回水管上的温度传感器、压力传感器的信号输出端分别与变频控制柜的信号输入端相连。加压泵的功能是将热网的热源提送到供热区域的最高不利点，根据二次回水管上的压力传感器检测到的压力信号，通过变频控制柜的变频调节实现加压泵的转速调节，使供水压力基本稳定在一个满足供热需求的点上。调温泵的功能是将二次网的低温水按一定比例勾兑到一次高温热源中，从而使高温热源降为满足供热区域供热方式要求的低温热源。变频控制柜根据二次回水管上的温度传感器检测到的温度信号，通过变频控制柜的变频调节实现对调温泵的转速调节，从而调节勾兑到高温热源的低温水量，以保证供热温度基本不变。
从上述的工作过程可以看出，所述的变频控制柜的作用，一是根据一次供水管上的温度、压力传感器提供的温度、压力信号，实现加压泵、调温泵的自动启停，二是根据二次回水管上的温度、压力传感器提供的温度、压力信号，实现加压泵、调温泵的变频调速，进而实现供水压力稳定和供热温度基本不变。在计算机技术、变频调速技术高速发展且日臻完善的今天，对本领域技术人员来讲，变频控制柜的结构是容易实现的且可容易地有多种结构变型。
在加压泵和调温泵的出口交汇处设有喷射混水管，喷射混水管是一个其中二通的水流入射方向一致的三通管。使用时水流入射方向一致的二通分别与加压泵和调温泵的出口相连，剩余的一通与二次供水管相连。由于喷射混水管的其中二通的水流入射方向一致，因此高温热源与低温回水无论各在哪个方向，都能保证双方的水流方向一致。特别是在加压泵或调温泵转速调节过程中，喷射混水管能进一步充分保证两泵的出水不冲撞消力，不产生振动并制造噪声，还能保证充分混合。具体制造，其中二通的水流入射方向一致的三通管是将一通的出口向三通管内延伸并弯曲成与另一通的水流入射方向一致；并且延伸至三通管内的一通出口端部内径渐缩(如图3所示)，以提高流速。或者，其中二通的水流入射方向一致的三通管是由一端弯曲的两通管和在两通管弯曲端的弯曲后的水流方向上连接的支管构成(如图4所示)。
本实用新型可以对热网压力不足的供热区域供热.也可以对热网压力满足需求，但热源温度高于需求的供热区域供热，也就是利用满足散热器供热方式的高温热源，供应采用地板辐射与空调供热的低温供热方式.还可以满足热源压力也不足，温度也高的供热区域供热.它是一种新型的多功能供热机组.该机组解决了传统直连供热机组不能无人值守的难题，它用一次供回水连管配合温度及压力传感器，经过信号线传送入智能变频控制柜，再通过智能变频控制柜对供回水温度及压力的智能分析，实现了机组自动启停、自动调压、自动调温的功能，所以它也是一种新型的智能供热机组.同时，由于加压泵借用了一次热源的供水压力，调温泵也借用了二次管网回水的压力，使热网各种压力能量变为一种动能被利用，而传统直连加压混水供热机组二次回水的动能通过减压后被完全浪费，所以，相比之下它大大节约了运行成本，因此，它还是一种新型的节能型供热机组.
附图说明
图1为本实用新型所述的智能型节能直连加压混水供热机组的一种结构示意图；
图2为本实用新型所述的智能型节能直连加压混水供热机组的另一种结构示意图；
图3为喷射混水管的一种结构示意图；
图4为喷射混水管的另一种结构示意图；
图中：1-一次供水管，2-二次供水管，3-加压泵，4-一次回水管，5-二次回水管，6-调量减压阻断装置，7-混水管路，8-调温泵，9-供回水连管，10-一次供水管上的温度传感器，11-一次供水管上的压力传感器，12-变频控制柜，13-二次回水管上的温度传感器，14-二次回水管上的压力传感器，15-喷射混水管。
具体实施方式
结合附图对本实用新型进一步描述如下：
智能型节能直连加压混水供热机组，包括连接于一次供水管1和二次供水管2之间的加压泵3，连接于一次回水管4和二次回水管5之间的调量减压阻断装置6，还包括混水管路7，所述的混水管路7连接于二次回水管5与加压泵3的出口之间，并且混水管路7上设置有调温泵8。
举例说明：
某高层为商住楼，楼高56m，1～2层是商场为低区，供热面积3000m2，高8m，采用散热器采暖，其余3～17层是住宅为高区，供热面积15000m2，采用地板辐射采暖，系统阻力40KPa。一次热源供回水温度为80/60℃，系统定压0.2MPa，二次散热器采暖供回水温度为80/60℃，地板辐射采暖供回水温度为50/40℃，热耗指标为50W/m2。低区由热网直供，需要解决高区供热。
根据供热公式可知，高区的循环水量约为65m3/h，再根据同系统压力可以叠加的原理可知，高区的加压泵扬程为56(楼高)-20(系统定压高度)+4(管网阻力)＝40m。
为了公平起见，以下水泵选型统一采用单级单吸离心泵：
传统换热机组的水泵选型：(1)循环泵Q＝86.6m3/h H＝24m N＝11KW
(2)定压泵Q＝5.5m3/h H＝60m N＝4KW
传统直连加压混水机组的加压循环水泵选型：Q＝93.5m3/h H＝44mN＝18.5KW
本实用新型所述的直连加压混水机组的水泵选型：(1)加压泵Q＝23.4m3/hH＝44m N＝7.5KW
(2)调温泵Q＝50m3/h H＝12.5m N＝3KW
通过上述举例说明可知，传统直连加压混水供热机组的运行费用远远高于本实用新型，而本实用新型的运行费用完全可以与传统换热机组相媲美。又由于本实用新型水泵的功率较低，所以机组的运行噪声也会相应降低。
在一次回水管4与加压泵3的进口之间连接有其上设有止回阀或电磁阀或电动阀的供回水连管9，或者在一次回水管4与加压泵3的出口之间连接有其上设有电磁阀或电动阀的供回水连管9，同时在一次供水管1上设置温度传感器10、压力传感器11，还包括一个变频控制柜12，一次供水管1上的温度传感器10和压力传感器11的信号输出端分别与变频控制柜12的信号输入端相连，变频控制柜12为加压泵3、调温泵8提供变频电源。
在二次回水管5上也设置有温度传感器13、压力传感器14，二次回水管5上的温度传感器13、压力传感器14的信号输出端分别与变频控制柜12的信号输入端相连。
在加压泵3的出口和调温泵8的出口交汇处设有喷射混水管15，喷射混水管15是一个其中二通的水流入射方向一致的三通管。具体制造，其中二通的水流入射方向一致的三通管15是将一通的出口向三通管内延伸并弯曲成与另一通的水流入射方向一致；并且延伸至三通管内的一通出口端部内径渐缩，以提高流速。或者，其中二通的水流入射方向一致的三通管15是由一端弯曲的两通管和在两通管弯曲端的弯曲后的水流方向上连接的支管构成。
本实用新型所述的供热机组的工作过程如下：(1)自动启停的控制：智能变频控制柜12通过对供水压力及温度的检测实现自动启停的功能，当供水压力与温度能同时满足供热需求的最低设定值时，机组自行启动。运行中如任意值不能满足设定值时(这时压力的检测主要是在回水处)，机组自行停止。供回水连管9的作用主要是为了满足控制柜检测供水温度的需要。它可在加压泵3的进口处(如图1所示)或出口处(如图2所示)与一次回水管连接，在进口处连接既可采用电磁阀或电动阀，也可采用止回阀，而在出口处连接只能采用电磁阀或电动阀。因为无论在进口处还是出口处连接，必须保证机组停止运行时供回水管连通，只有这样一次热网供回水才能形成回路，也只有这样才能保证装在加压泵3入口处的温度传感器能检测到准确的温度信号。还必须保证运行时该阀门关断，如果不关断，进口处的连管可能会降低加压泵3的供水温度，出口处的连管可能直接把加压泵3与一次回水形成短路，从而无法正常供热。(2)加压调温的控制：该机组创造性的把传统机组集加压混水为一体的循环泵组分解为加压泵3与调温泵8，加压泵3主要功能是把热网的热源提送到供热区域的最高不利点。它主要靠二次回水处的压力信号检测，配合变频的压力调节，使供水压力基本稳定在一个满足供热需求的点上。调温泵8主要功能是将二次网的低温回水按一定比例勾兑到一次高温热源中，从而使高温热源降为满足供热区域供热方式要求的低温热源，它通过对喷射混水管15的出水温度或二次回水温度的检测，配合变频来调节勾兑入高温热源的低温水量，以保证供热温度基本不变。(3)泵组的选型：我们知道两泵组的总流量/小时为二次网供热所需的循环量/小时，如前举例，我们通过供热公式可以很容易计算出两个泵组各自水泵的流量分别约为：加压泵16m3/h，调温泵为49m3/h.由于管网阻力只有40KPa，所以，理论上调温泵的扬程实际只要高于4m即可，而加压泵的扬程如前例计算要高于40m.最后，我们依据水泵的型号实际配合变频的特性进行选型.(4)解决混水问题：喷射混水管15是根据供热规范及水泵的特性设计，它保证两泵组的出水不冲撞消力，不产生振动并制造噪声，还要保证充分混合.基于流速及充分混合的考虑，喷射混水管15的二次热出管径按照供热规范设计，高温热源管与低温回水管无论各在哪个方向(如图所示)，都应保证双方的水流方向基本一致，高温热源管与低温回水管的管径按照供水规范设计，喷口的变径可以根据实际加减.(5)解决二次回水进入一次网的超压问题：机组运行时高区的回水进入一次网，经过调量减压阻断装置6后，其内的流量阀或减压阀使回水压力降到一次网的正常回水压力，从而避免通过加压的二次回水冲击就近区域的供热系统，破坏就近区域的供热，同时也能给二次系统起到一定的限流定压作用(减压阀可与柱塞阀配合调节流量，柱塞阀还能起到双重保护的作用)；机组停止时，电动阀或电磁阀要关断，把供热区域二次网与一次及其它热网系统隔离开来，避免窜压问题破坏其它热网.具体实施时，加压泵和调温泵都为相互并联的两个，一个使用，一个备用，以增加机组使用的可靠性.
Claims (10)
1.一种智能型节能直连加压混水供热机组，包括连接于一次供水管(1)和二次供水管(2)之间的加压泵(3)，连接于一次回水管(4)和二次回水管(5)之间的调量减压阻断装置(6)，还包括混水管路(7)，其特征为：所述的混水管路(7)连接于二次回水管(5)与加压泵(3)的出口之间，并且混水管路(7)上设置有调温泵(8)。
2.根据权利要求1所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：在一次回水管(4)与加压泵(3)的进口之间连接有其上设有止回阀或电磁阀或电动阀的供回水连管(9)，同时在一次供水管(1)上设置温度传感器(10)、压力传感器(11)，还包括一个变频控制柜(12)，一次供水管(1)上的温度传感器(10)和压力传感器(11)的信号输出端分别与变频控制柜(12)的信号输入端相连，变频控制柜(12)为加压泵(3)、调温泵(8)提供变频电源。
3.根据权利要求1所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：在一次回水管(4)与加压泵(3)的出口之间连接有其上设有电磁阀或电动阀的供回水连管(9)，同时在一次供水管(1)上设置温度传感器(10)、压力传感器(11)，还包括一个变频控制柜(12)，一次供水管(1)上的温度传感器(10)和压力传感器(11)的信号输出端分别与变频控制柜(12)的信号输入端相连，变频控制柜(12)为加压泵(3)、调温泵(8)提供变频电源。
4.根据权利要求2或3所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：在二次回水管(5)上设置有温度传感器(13)、压力传感器(14)，二次回水管(5)上的温度传感器(13)、压力传感器(14)的信号输出端分别与变频控制柜(12)的信号输入端相连。
5.根据权利要求1或2或3所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：在加压泵(3)的出口和调温泵(8)的出口交汇处设有喷射混水管(15)，喷射混水管(15)是一个其中二通的水流入射方向一致的三通管。
6.根据权利要求4所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：在加压泵(3)的出口和调温泵(8)的出口交汇处设有喷射混水管(15)，喷射混水管(15)是一个其中二通的水流入射方向一致的三通管。
7.根据权利要求5所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：其中二通的水流入射方向一致的三通管(15)是将一通的出口向三通管内延伸并弯曲成与另一通的水流入射方向一致。
8.根据权利要求5所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：其中二通的水流入射方向一致的三通管(15)是由一端弯曲的两通管和在两通管弯曲端的弯曲后的水流方向上连接的支管构成。
9.根据权利要求6所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：其中二通的水流入射方向一致的三通管(15)是将一通的出口向三通管内延伸并弯曲成与另一通的水流入射方向一致。
10.根据权利要求6所述的智能型节能直连加压混水供热机组，其特征为：其中二通的水流入射方向一致的三通管(15)是由一端弯曲的两通管和在两通管弯曲端的弯曲后的水流方向上连接的支管构成。
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Assignee: Taiyuan Water Environment Engineering Co., Ltd. Assignor: Li Qingjun Contract record no.: 2014990000654 Denomination of utility model: Intelligent energy-saving direct-connection pressurizing water mixing heat supply set Granted publication date: 20100512 License type: Exclusive License Record date: 20140814 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20100512 Termination date: 20170917 |
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