高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于供熱系統(tǒng)的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，包括：高區(qū)供水管，高區(qū)散熱設(shè)備，高區(qū)散熱設(shè)備，高區(qū)回水管上安裝：過濾器，溫度計，壓力表，變速增壓循環(huán)水泵，備用變速增壓循環(huán)水泵，導(dǎo)壓管，止回閥，二級增壓循環(huán)水泵，流量計，壓力傳感器，高區(qū)供水管與高區(qū)回水管之間安裝旁通管，旁通管上安裝止回閥，高區(qū)散熱設(shè)備最高處安裝排氣閥，高區(qū)回水管上安裝水輪發(fā)電機，電動調(diào)節(jié)閥，阻斷器，恒流量調(diào)節(jié)閥，膨脹罐，安全閥，泄水池，溫度計，壓力表。本實用新型與已有技術(shù)相比，無需設(shè)置高區(qū)回水減壓閥，高區(qū)回水勢能直接由水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能，驅(qū)動二級增壓循環(huán)泵，能量利用更加合理、方便，系統(tǒng)循環(huán)流量由恒流量調(diào)節(jié)閥控制，頂層散熱設(shè)備壓力由變速增壓循環(huán)水泵控制，控制工藝更加合理，防止低區(qū)回水超壓裝置包括阻斷器、膨脹水箱、安全閥，安全系數(shù)更高，整個系統(tǒng)的實用性更強。
【專利說明】
高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于流體調(diào)節(jié)和控制的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在集中供熱(冷)等需要流體輸送的系統(tǒng)中，需要考慮建筑物高度，根據(jù)系統(tǒng)運行壓力，設(shè)計成不同壓力等級的分區(qū)循環(huán)系統(tǒng)，例如高、中、低三個分區(qū)循環(huán)系統(tǒng)，如果集中供熱(冷)源設(shè)計之初沒有進行分區(qū)設(shè)計，該區(qū)域新建高層建筑的頂層將由于供水壓力不足而無法保障供熱(冷)效果，需要單獨設(shè)置增壓循環(huán)裝置，保障高層建筑頂層的供水壓力需求，同時需要消除高區(qū)回水的高靜壓，并且回收高區(qū)回水勢能，防止低區(qū)回水超壓。為了實現(xiàn)上述功能，已有的專利技術(shù)為“一種高層直連供暖裝置”，CN201420123043.4，其工作原理是:將高區(qū)回水通過水輪機減壓并且轉(zhuǎn)化為動能，通過轉(zhuǎn)動裝置直接輸送給一級增壓循環(huán)栗，一級增壓循環(huán)栗加壓后的供水，通過二級變速增壓循環(huán)水栗再次增壓輸送到高區(qū)循環(huán)管路，滿足高層建筑頂層的供水壓力需求。該技術(shù)的缺點是:1.水輪機的轉(zhuǎn)速在實際應(yīng)用中會發(fā)生波動，影響一級增壓循環(huán)的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致整個循環(huán)系統(tǒng)壓力、流量不穩(wěn)定，再次影響水輪機的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致系統(tǒng)持續(xù)震蕩；2.水輪機與一級增壓循環(huán)栗之間的機械傳動對換熱站空間要求較高，需要單獨定制，如果供回水管道間距過大或被其他設(shè)備隔開，則機械傳動很難實施；3.系統(tǒng)缺少動態(tài)流量控制裝置，二級變速增壓循環(huán)水栗在穩(wěn)定高層供水壓力的時候會改變系統(tǒng)循環(huán)流量，造成動態(tài)水力失調(diào)，導(dǎo)致供熱量的波動，也影響統(tǒng)一熱網(wǎng)的其他用戶;4.阻斷器缺少保護裝置，一旦阻斷器失靈，直接導(dǎo)致低區(qū)回水超壓，影響整個循環(huán)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)返能裝置傳動方式不合理、系統(tǒng)流量不可動態(tài)調(diào)控的問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作方便、可實施性更強的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，采用水輪發(fā)電機將高區(qū)回水勢能直接轉(zhuǎn)換為電能，驅(qū)動二級增壓循環(huán)栗，采用恒流量調(diào)節(jié)閥控制高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)流量，采用阻斷器、膨脹罐、安全閥防止低區(qū)回水超壓，本發(fā)明更適合我國集中供熱(冷)系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題是這樣實現(xiàn)的:
[0005]高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)包括:高區(qū)供水管(I)，高區(qū)散熱設(shè)備(12)，高區(qū)供水管(I)上安裝:過濾器(2)，溫度計(3)，壓力表(4)，變速增壓循環(huán)水栗(5)，備用變速增壓循環(huán)水栗
[6]，導(dǎo)壓管(17)，止回閥(7)，二級增壓循環(huán)水栗(8)，流量計(9)，壓力傳感器(10)，高區(qū)供水管(I)與高區(qū)回水管(22)之間安裝旁通管(13)，旁通管(13)上安裝止回閥(7)高區(qū)散熱設(shè)備(12)最高處安裝排氣閥(11)，高區(qū)回水管(22)上安裝水輪發(fā)電機(14)，電動調(diào)節(jié)閥(15)，阻斷器(18)，恒流量調(diào)節(jié)閥(16)，膨脹罐(19)，安全閥(21)，泄水池(20)，溫度計(3)，壓力表
(4)。系統(tǒng)運行時，熱力入口供水由變速增壓循環(huán)水栗(5)和二級增壓循環(huán)水栗(8)增壓輸送到高區(qū)散熱設(shè)備(12)，防止高區(qū)頂層管路及散熱設(shè)備出現(xiàn)汽化和倒空，高區(qū)回水由水輪發(fā)電機(14)進行減壓，高區(qū)循環(huán)流量由恒流量調(diào)節(jié)閥(16)控制，高區(qū)回水通過阻斷器(18)、安全閥(21)、膨脹罐(19)流向熱力入口回水管，防止低區(qū)循環(huán)系統(tǒng)超壓，同時保障高區(qū)散熱設(shè)備正常運行。
[0006]高區(qū)回水管(22)無需設(shè)置減壓閥，由安裝在高區(qū)回水管(22)上的水輪發(fā)電機(14)消除高區(qū)回水的高壓靜壓勢能，并進行發(fā)電，水輪發(fā)電機可以是混流式、軸流式、斜流式、貫流式，水輪發(fā)電機(14)可以并聯(lián)多臺使用，水輪發(fā)電機配有穩(wěn)壓裝置，可驅(qū)動安裝在高區(qū)供水管(I)上的二級增壓循環(huán)水栗(8)，在系統(tǒng)流量、壓力變化的情況下可以保持二級增壓循環(huán)水栗(8)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，二級增壓循環(huán)水栗(8)將吸入口高度的循環(huán)水增壓輸送到頂層，保證頂層循環(huán)水壓力，防止出現(xiàn)汽化和倒空，水輪發(fā)電機(14)還可以為站內(nèi)其他用電設(shè)備提供電能。
[0007]變速增壓循環(huán)水栗(5)額定流量及揚程滿足高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)的流量及高區(qū)頂層壓力需求，變速增壓循環(huán)水栗(5)接收壓力傳感器(10)信號，通過自動調(diào)速，能夠控制高區(qū)頂層的壓力值。
[0008]二級增壓循環(huán)水栗(8)的驅(qū)動電源來自市政供電和水輪發(fā)電機(14)，并且能夠隨時切換，二級增壓循環(huán)水栗(8)可以設(shè)置在加壓栗站，也可以設(shè)置在接近高區(qū)散熱設(shè)備(12)的樓層，如果設(shè)置在接近高區(qū)散熱設(shè)備(12)的樓層，二級增壓循環(huán)水栗(8)額定流量及揚程需滿足自身吸入口至高區(qū)頂層這部分管路的循環(huán)流量及高區(qū)頂層壓力需求。
[0009]高區(qū)回水管(22)上安裝恒流量調(diào)節(jié)閥(16)，應(yīng)用自力式原理控制系統(tǒng)流量，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力波動或變速增壓循環(huán)水栗調(diào)整轉(zhuǎn)速時，保持循環(huán)系統(tǒng)流量不變。
[0010]高區(qū)回水管(22)上安裝阻斷器(18)，阻斷器(18)配有導(dǎo)壓管(17)，導(dǎo)壓管(17)與變速增壓循環(huán)水栗(5)出口和止回閥(7)之間的管路聯(lián)通，采集變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力，阻斷器(18 )內(nèi)部設(shè)有平衡裝置，平衡裝置與關(guān)斷閥瓣相連，平衡裝置采集變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力和阻斷器(18)入口壓力，在可調(diào)彈簧的作用力下，保持平衡，使關(guān)斷閥瓣保持在開啟位置，當(dāng)變速增壓循環(huán)水栗(5)由于故障停止運行時，變速增壓循環(huán)水栗(5)出口的止回閥會屏蔽高區(qū)供水的靜壓，造成變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力降低，阻斷器(18)的導(dǎo)壓管(17)采集壓力降低，阻斷器(18)內(nèi)部的平衡裝置受力不平衡，使關(guān)斷閥瓣動作到關(guān)閉位置，快速切斷高區(qū)回水，防止高靜壓的高區(qū)回水進入低區(qū)回水管路。
[0011]高區(qū)回水管(22)上安裝膨脹罐(19)，膨脹罐(19)的下游回水管安裝安全閥(21)，安全閥(21)與泄水池(20)連接，當(dāng)阻斷器(18)發(fā)生故障不能正常運行時，高靜壓的高區(qū)回水將先進入膨脹罐(19)，膨脹罐(19)將高靜壓的高區(qū)回水進行緩沖、減壓處理，如果高區(qū)回水超過安全閥設(shè)定壓力值，安全閥(21)將開啟，把高區(qū)回水排入泄水池(20)，直到高區(qū)回水壓力低于安全閥(21)設(shè)定壓力值，防止高靜壓的高區(qū)回水進入低區(qū)回水管路。
[0012]高區(qū)散熱設(shè)備(12)可以是散熱器、地暖、風(fēng)機盤管。
[0013]本發(fā)明可以應(yīng)用在集中供熱、中央空調(diào)、自來水、天然氣和石油等領(lǐng)域的流體控制系統(tǒng)中。
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0015]【附圖說明】:
[0016]圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是阻斷器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖中:1.高區(qū)供水管，2.過濾器，3.溫度計，4.壓力表，5.變速增壓循環(huán)水栗，6.備用增壓循環(huán)水栗，7.止回閥，8.二級增壓循環(huán)水栗，9.流量計，10.壓力傳感器，11.排氣閥，12.高區(qū)散熱設(shè)備，13.旁通管，14.水輪發(fā)電機，15.電動調(diào)節(jié)閥，16.恒流量調(diào)節(jié)閥，17.導(dǎo)壓管，18.阻斷器，19.膨脹罐，20.泄水池，21.安全閥，22.高區(qū)回水管。
【具體實施方式】
[0019]圖1中，市政熱力管道進入熱力入口后分為兩套循環(huán)系統(tǒng)，低區(qū)循環(huán)系統(tǒng)和高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)，高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)的運行流程為:設(shè)定恒流量調(diào)節(jié)閥(16)的開度，達到高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)所需的額定流量值，同時開啟變速增壓循環(huán)水栗(5)和二級增壓循環(huán)水栗(8)，二級增壓循環(huán)水栗(8)達到額定轉(zhuǎn)速的時候，自動調(diào)速裝置會調(diào)節(jié)變速增壓循環(huán)水栗(5)的轉(zhuǎn)速，直到安裝在高區(qū)頂層的壓力傳感器(10)測量壓力達到頂層所需壓力值，并且通過自動調(diào)節(jié)變速增壓循環(huán)水栗(5)轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定頂層所需壓力值。
[0020]高區(qū)回水驅(qū)動水輪發(fā)電機(14)達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，水輪發(fā)電機通過穩(wěn)壓裝置能夠輸出額定功率的電能，水輪發(fā)電機大幅降低高區(qū)回水壓力，多余的壓力被恒流量調(diào)節(jié)閥(16)消耗掉，使高區(qū)回水管(22)壓力值與低區(qū)回水管壓力值相同，系統(tǒng)達到穩(wěn)定運行狀態(tài)。
[0021]高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，將二級增壓循環(huán)水栗(8)的市電供電切換為水輪發(fā)電機(14)供電，減少高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)總電耗。
[0022]當(dāng)系統(tǒng)需要變流量運行時，先設(shè)定恒流量調(diào)節(jié)閥(16)的流量達到目標(biāo)流量值，水輪發(fā)電機(14)根據(jù)目標(biāo)流量值大小開啟匹配的臺數(shù)，輸出對應(yīng)的發(fā)電功率，二級增壓循環(huán)水栗(8)根據(jù)水輪發(fā)電機(14)運行的臺數(shù)或發(fā)電功率自動調(diào)整轉(zhuǎn)速，使二級增壓循環(huán)水栗
(8)輸出功率不超過水輪發(fā)電機(14)的發(fā)電功率，變速增壓循環(huán)水栗(5)通過壓力傳感器
(10)和自動調(diào)速裝置穩(wěn)定高區(qū)頂層壓力。
[0023]當(dāng)變速增壓循環(huán)水栗(5)出現(xiàn)故障停止運行時，止回閥(7)關(guān)閉，變速增壓循環(huán)水栗(5)出口與止回閥(7)之間的壓力大幅降低，約等于熱力入口供水壓力值，由于導(dǎo)壓管
(17)在變速增壓循環(huán)水栗(5)正常運行情況下采集的是高壓，當(dāng)變速增壓循環(huán)水栗(5)出現(xiàn)故障停止運行時，導(dǎo)壓管(17)采集的是低壓，使得阻斷器(18)內(nèi)部的閥瓣產(chǎn)生不平衡力，閥瓣將在彈簧彈力的作用力下關(guān)閉，防止高區(qū)回水流入低區(qū)回水管。當(dāng)變速增壓循環(huán)水栗(5)排除故障繼續(xù)運行或切換為備用變速增壓循環(huán)水栗(6)運行時，導(dǎo)壓管(17)采集高壓，克服阻斷器(18)內(nèi)部彈簧彈力，使得阻斷器(18)內(nèi)部閥瓣開啟，高區(qū)循環(huán)系統(tǒng)正常運行。
[0024]當(dāng)阻斷器(18)發(fā)生故障時，如果變速增壓循環(huán)水栗(5)發(fā)生故障停止運行，阻斷器
(18)將無法阻斷高區(qū)的高壓回水，高壓回水將進入膨脹罐(19)減壓，如果仍然超壓，則安全閥(21)開啟，將高區(qū)回水管(22)內(nèi)的超壓水排入泄水池(20)，直到高區(qū)回水壓力低于安全閥設(shè)定壓力值，防止高壓回水流入低區(qū)回水管，保障低區(qū)循環(huán)系統(tǒng)正常運行。
【主權(quán)項】
1.一種用于高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)包括:高區(qū)供水管(I)，高區(qū)散熱設(shè)備(12)，高區(qū)回水管(22)，高區(qū)供水管(I)上安裝:過濾器(2)，溫度計(3)，壓力表(4)，變速增壓循環(huán)水栗(5)，備用變速增壓循環(huán)水栗(6)，導(dǎo)壓管(17)，止回閥(7)，二級增壓循環(huán)水栗(8)，流量計(9)，壓力傳感器(10)，高區(qū)供水管(I)與高區(qū)回水管(22)之間安裝旁通管(13)，旁通管(13)上安裝止回閥(7)高區(qū)散熱設(shè)備(12)最高處安裝排氣閥(11)，高區(qū)回水管(22)上安裝水輪發(fā)電機(14)，電動調(diào)節(jié)閥(15)，阻斷器(18)，恒流量調(diào)節(jié)閥(16)，膨脹罐(19)，安全閥(21)，泄水池(20)，溫度計(3)，壓力表(4);系統(tǒng)運行時，熱力入口供水由變速增壓循環(huán)水栗(5)和二級增壓循環(huán)水栗(8)增壓輸送到高區(qū)散熱設(shè)備(12)，防止高區(qū)頂層管路及散熱設(shè)備出現(xiàn)汽化和倒空，高區(qū)回水由水輪發(fā)電機(14)進行減壓，高區(qū)循環(huán)流量由恒流量調(diào)節(jié)閥(16)控制，高區(qū)回水通過阻斷器(18)、安全閥(21)、膨脹罐(19)流向熱力入口回水管，防止低區(qū)循環(huán)系統(tǒng)超壓，同時保障高區(qū)散熱設(shè)備正常運行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高區(qū)回水管(22)無需設(shè)置減壓閥，由安裝在高區(qū)回水管(22)上的水輪發(fā)電機(14)消除高區(qū)回水的高壓靜壓勢能，并進行發(fā)電，水輪發(fā)電機可以是混流式、軸流式、斜流式、貫流式，水輪發(fā)電機(14)可以根據(jù)高區(qū)循環(huán)水變流量運行情況選擇并聯(lián)多臺運行，保證每臺水輪發(fā)電機(14)運行的流量、壓差、轉(zhuǎn)速達到額定值，水輪發(fā)電機(14)配有穩(wěn)壓裝置，可驅(qū)動安裝在高區(qū)供水管(I)上的二級增壓循環(huán)水栗(8)，二級增壓循環(huán)水栗(8)將吸入口高度的循環(huán)水增壓輸送到頂層，保證頂層循環(huán)水壓力，防止出現(xiàn)汽化和倒空，水輪發(fā)電機(14)還可以為站內(nèi)用電設(shè)備提供電能。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:變速增壓循環(huán)水栗(5)額定流量及揚程滿足高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)的流量及高區(qū)頂層壓力需求，變速增壓循環(huán)水栗(5)接收壓力傳感器(10)信號，通過自動調(diào)速，能夠控制高區(qū)頂層的壓力值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:二級增壓循環(huán)水栗(8)的驅(qū)動電源來自市政供電和水輪發(fā)電機(14)，并且能夠隨時切換，二級增壓循環(huán)水栗(8)配有自動調(diào)速裝置，根據(jù)水輪發(fā)電機(14)運行的數(shù)量或發(fā)電總功率自動設(shè)定二級增壓循環(huán)水栗(8)的轉(zhuǎn)速，二級增壓循環(huán)水栗(8)可以設(shè)置在加壓栗站，也可以設(shè)置在接近高區(qū)散熱設(shè)備(12)的樓層，如果設(shè)置在接近高區(qū)散熱設(shè)備(12)的樓層，二級增壓循環(huán)水栗(8)額定流量及揚程需滿足自身吸入口至高區(qū)頂層這部分管路的循環(huán)流量及高區(qū)頂層壓力需求。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高區(qū)回水管(22)上安裝恒流量調(diào)節(jié)閥(16)，應(yīng)用自力式原理控制系統(tǒng)流量，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力波動或變速增壓循環(huán)水栗調(diào)整轉(zhuǎn)速時，保持循環(huán)系統(tǒng)流量不變。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高區(qū)回水管(22)上安裝阻斷器(18)，阻斷器(18)配有導(dǎo)壓管(17)，導(dǎo)壓管(17)與變速增壓循環(huán)水栗(5)出口和止回閥(7)之間的管路聯(lián)通，采集變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力，阻斷器(18)內(nèi)部設(shè)有平衡裝置，平衡裝置與關(guān)斷閥瓣相連，平衡裝置采集變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力和阻斷器(18)入口壓力，在可調(diào)彈簧的作用力下，保持平衡，使關(guān)斷閥瓣保持在開啟位置，當(dāng)變速增壓循環(huán)水栗(5)由于故障停止運行時，變速增壓循環(huán)水栗(5)出口的止回閥會屏蔽高區(qū)供水的靜壓，使得變速增壓循環(huán)水栗(5)出口壓力大幅降低，阻斷器(18)的導(dǎo)壓管(17)采集壓力降低，阻斷器(18)內(nèi)部的平衡裝置受力不平衡，使關(guān)斷閥瓣動作到關(guān)閉位置，快速切斷高區(qū)回水，防止高靜壓的高區(qū)回水進入低區(qū)回水管路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高區(qū)回水管(22)上安裝膨脹罐(19)，膨脹罐(19)的下游回水管安裝安全閥(21)，安全閥(21)與泄水池(20)連接，當(dāng)阻斷器(18)發(fā)生故障不能正常運行時，高靜壓的高區(qū)回水將先進入膨脹罐(19)，膨脹罐(19)將高靜壓的高區(qū)回水進行緩沖、減壓處理，如果高區(qū)回水超過安全閥設(shè)定壓力值，安全閥(21)將開啟，把高區(qū)回水排入泄水池(20)，直到高區(qū)回水壓力低于安全閥(21)設(shè)定壓力值，防止高靜壓的高區(qū)回水進入低區(qū)回水管路。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高區(qū)直連供熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:高區(qū)散熱設(shè)備(12)可以是散熱器、地暖、風(fēng)機盤管。
【文檔編號】F24D3/02GK205425111SQ201620209395
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】高群淞
【申請人】北京天箭星機電技術(shù)有限公司, 柳箭