CN104864438A - 利用蒸汽热源的智能供暖换热站 - Google Patents

利用蒸汽热源的智能供暖换热站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用蒸汽热源的智能供暖换热站,主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、补水变频泵、主循环泵和控制柜组成,在管壳式换热器的二次回水管装有主循环泵和止回阀二,二次回水管在主循环泵之前还分别接有泄压管、余热循环管和补水稳压管,二次回水管在止回阀二之后接有余热供水管,余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器连接,板式换热器还分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管,冷凝水加热管再与冷凝水贮水箱的底部出口连接。本发明的有益效果是,本发明具有热利用率高、节能和使用效果好等优点,而且系统配置齐全,供热成本低,自动化程度高,保护功能齐全。

Description

利用蒸汽热源的智能供暖换热站
技术领域
[0001] 本发明涉及换热站技术领域,具体地说是一种利用蒸汽热源的智能供暖换热站。
背景技术
[0002] 换热站由于具有设置方便、灵活、节能减排等优点,目前已在住宅小区、工厂、医院、学校、旅馆等场合中广泛使用。换热站所用热源包括高温水和蒸汽两种,在以蒸汽为热源的换热站中,将连续不断地产生冷凝水,这些冷凝水的温度一般都在60°C〜80°C,将其直接回收或排放都存在大量的热能浪费。如何合理利用与回收冷凝水将成了蒸汽换热站提高热利用率、降低供热成本的关键。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种热利用率高、供热成本低的利用蒸汽热源的智能供暖换热站。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:利用蒸汽热源的智能供暖换热站主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、补水变频泵、主循环泵和控制柜组成,管壳式换热器的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管和疏水管,疏水管再与冷凝水贮水箱连接,在蒸汽管上装有蒸汽温控阀,在疏水管上装有疏水器,管壳式换热器的二次进口和二次出口分别与二次回水管和二次供水管连接,在二次供水管上装有温控变送器和压力传感器三,在二次回水管上装有过滤器,二次回水管在过滤器之后装有主循环泵,二次回水管在主循环泵之后装有止回阀二,二次回水管在主循环泵之前、过滤器之后设有压力传感器二,二次回水管在主循环泵之前、过滤器之后还分别接有泄压管、余热循环管和补水稳压管,二次回水管在止回阀二之后接有余热供水管,余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器的二次进口和二次出口连接,板式换热器的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管,冷凝水加热管再与冷凝水贮水箱的底部出口连接,所述补水稳压管的另一端也与冷凝水贮水箱的下部出口连接,而且在余热循环管上装有余热循环泵和止回阀一,在泄压管上装有泄压电磁阀,在冷凝水加热管上装有冷凝水变频泵,在冷凝水排出管上设有压力传感器一,在补水稳压管上装有补水变频泵,所述冷凝水贮水箱内还设有水位传感器和温度传感器,在冷凝水贮水箱上部还接有补水管,在补水管上装有补水电磁阀。所述冷凝水变频泵、余热循环泵、补水变频泵、主循环泵、蒸汽温控阀、补水电磁阀、水位传感器、温度传感器、压力传感器一、泄压电磁阀、压力传感器二、温控变送器和压力传感器三分别与控制柜接线连接,控制柜还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接。
[0005] 本发明的工作原理是,管壳式换热器对蒸汽管输送的蒸汽热源进行换热,蒸汽在管壳式换热器变成冷凝水,然后通过疏水管经过疏水器阻汽疏水之后进入冷凝水贮水箱贮存,冷凝水贮水箱水位上升,装在冷凝水贮水箱内的水位传感器检测冷凝水贮水箱水位,当检测到冷凝水贮水箱水位上升至系统预设定的高水位点及以上时,冷凝水变频泵启动和从冷凝水贮水箱内取水、并相对于压力传感器一依据系统预设的回收恒压值实行变频恒压运行,冷凝水贮水箱内的冷凝水通过冷凝水变频泵之后进入板式换热器,然后板式换热器再以冷凝水为热源进行余热利用和再次换热、降温,并最终通过冷凝水排出管接入热力外网予以回收,而且在冷凝水变频泵启动运行过程中,余热循环泵随即启动和投入运行,此时,二次回水管的一部分流量将通过余热循环管首先进入板式换热器进行加热、预热,然后通过余热供水管回流至二次回水管进入管壳式换热器,同时,冷凝水贮水箱水位下降,当检测到冷凝水贮水箱水位低于系统预设的低水位点时,冷凝水变频泵自动停机,余热循环泵也将随即停机和退出运行,如此反复运行,实现本发明冷凝水贮水箱内的冷凝水能够予以及时排出、并通过板式换热器进行降温处理与余热利用,从而提高了热利用率和达到节能目的;与此同时,装有二次供水管上的温控变送器检测二次供水管的出水温度,控制柜系统依据室外温度传感器检测到的室外环境温度自适应地给出二次供水管出水温度设定值,然后通过蒸汽温控阀相对于温控变送器按照系统给出的二次供水管出水温度设定值自动调节其开度,当检测到二次供水管出水温度低于系统给出的出水温度设定值,蒸汽温控阀将调大其开度,使蒸汽管流量增大,二次供水管出水温度随之升高,反之,则调小蒸汽温控阀开度和减小蒸汽管流量,二次供水管出水温度降低,如此调节,使二次供水管出水温度维持在系统给出的出水温度设定值上,实现本发明节能、舒适的供热效果;装在二次回水管上的压力传感器二检测主循环泵进水压力,当检测到主循环泵进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时,补水变频泵将自动启动和从冷凝水贮水箱内取水,而且补水变频泵相对于压力传感器二依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行,以使主循环泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上,当检测到主循环泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持30s〜60s时,补水变频泵将自动停机和进入休眠待机状态,如此反复,实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果,当检测到主循环泵进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时,装在泄压管上的泄压电磁阀将自动打开泄水、泄压,直至主循环泵进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时,泄压电磁阀将自动关闭,当检测到主循环泵进水压力低于系统预设的无水压力值时,将停止运行中的主循环泵及余热循环泵,待主循环泵进水压力恢复、且检测到主循环泵进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时,主循环泵自动启动和恢复为正常运行状态,余热循环泵也将恢复为正常状态;同样,当装在冷凝水贮水箱内的水位传感器检测到冷凝水贮水箱水位低于系统预设的缺水水位点时,将停止运行中的补水变频泵及冷凝水变频泵、并报警,待冷凝水贮水箱水位恢复、且检测到冷凝水贮水箱水位高于系统预设的低水位点时,报警自动消除,系统将自动恢复为正常状态。在利用补水变频泵对二次回水管系统进行注水时,由于在冷凝水贮水箱内无冷凝水贮存,装在补水管的补水电磁阀将自动打开进水,装在冷凝水贮水箱内的温度传感器检测冷凝水贮水箱温度,当在二次回水管系统注满水、且通过压力传感器二检测到主循环泵进水压力达到系统预设的回水压力恒定值时,主循环泵启动,蒸汽温控阀开启和自动调节,冷凝水经过疏水器进入冷凝水贮水箱,冷凝水贮水箱温度升高,当检测到冷凝水贮水箱温度高于系统预设的冷凝水产水温度值时,补水电磁阀将自动关闭和切断补水管,此时,系统将自动转换为以冷凝水贮水、补水、余热利用与回收的运行状态。
[0006] 所述控制柜依据所述的室外温度传感器、温度传感器、温控变送器、水位传感器、压力传感器一、压力传感器二和压力传感器三检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号,对主循环泵、余热循环泵、补水变频泵、冷凝水变频泵、蒸汽温控阀、补水电磁阀和泄压电磁阀分别进行全自动控制与保护。
[0007] 本发明的有益效果是,本发明具有热利用率高、节能和使用效果好等优点,而且系统配置齐全,供热成本低,自动化程度高,保护功能齐全。
附图说明
[0008] 附图1为本发明的结构示意图。
[0009] 图中,1、管壳式换热器,2、冷凝水贮水箱,3、冷凝水变频泵,4、板式换热器,5、余热循环泵,6、补水变频泵,7、主循环泵,8、控制柜,9、室外温度传感器,10、蒸汽管,11、蒸汽温控阀,12、疏水器,13、补水管,14、补水电磁阀,15、水位传感器,16、温度传感器,17、冷凝水加热管,18、冷凝水排出管,19、压力传感器一,20、止回阀一,21、余热循环管,22、余热供水管,23、补水稳压管,24、泄压电磁阀,25、泄压管,26、二次回水管,27、过滤器,28、压力传感器二,29、止回阀二,30、二次供水管,31、温控变送器,32、压力传感器三。
具体实施方式
[0010] 下面就附图1对本发明的利用蒸汽热源的智能供暖换热站作以下详细地说明。
[0011] 如附图1所示,本发明的利用蒸汽热源的智能供暖换热站主要由管壳式换热器1、冷凝水贮水箱2、冷凝水变频泵3、板式换热器4、余热循环泵5、补水变频泵6、主循环泵7和控制柜8组成,管壳式换热器I的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管10和疏水管,疏水管再与冷凝水贮水箱2连接,在蒸汽管10上装有蒸汽温控阀11,在疏水管上装有疏水器12,管壳式换热器I的二次进口和二次出口分别与二次回水管26和二次供水管30连接,在二次供水管30上装有温控变送器31和压力传感器三32,在二次回水管26上装有过滤器27,二次回水管26在过滤器27之后装有主循环泵7,二次回水管26在主循环泵7之后装有止回阀二 29,二次回水管26在主循环泵7之前、过滤器27之后设有压力传感器二 28,二次回水管26在主循环泵7之前、过滤器27之后还分别接有泄压管25、余热循环管21和补水稳压管23,二次回水管26在止回阀二 29之后接有余热供水管22,余热循环管21和余热供水管22再分别与板式换热器4的二次进口和二次出口连接,板式换热器4的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管17和冷凝水排出管18,冷凝水加热管17再与冷凝水贮水箱2的底部出口连接,所述补水稳压管23的另一端也与冷凝水贮水箱2的下部出口连接,而且在余热循环管21上装有余热循环泵5和止回阀一 20,在泄压管25上装有泄压电磁阀24,在冷凝水加热管17上装有冷凝水变频泵3,在冷凝水排出管18上设有压力传感器一 19,在补水稳压管23上装有补水变频泵6,所述冷凝水贮水箱2内还设有水位传感器15和温度传感器16,在冷凝水贮水箱2上部还接有补水管13,在补水管13上装有补水电磁阀14。所述冷凝水变频泵3、余热循环泵5、补水变频泵6、主循环泵7、蒸汽温控阀11、补水电磁阀14、水位传感器15、温度传感器16、压力传感器一 19、泄压电磁阀24、压力传感器二 28、温控变送器31和压力传感器三32分别与控制柜8接线连接,控制柜8还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器9连接。
[0012] 本发明的工作原理是,管壳式换热器I对蒸汽管10输送的蒸汽热源进行换热,蒸汽在管壳式换热器I变成冷凝水,然后通过疏水管经过疏水器12阻汽疏水之后进入冷凝水贮水箱2贮存,冷凝水贮水箱2水位上升,装在冷凝水贮水箱2内的水位传感器15检测冷凝水贮水箱2水位,当检测到冷凝水贮水箱2水位上升至系统预设定的高水位点及以上时,冷凝水变频泵3启动和从冷凝水贮水箱2内取水、并相对于压力传感器一 19依据系统预设的回收恒压值实行变频恒压运行,冷凝水贮水箱2内的冷凝水通过冷凝水变频泵3之后进入板式换热器4,然后板式换热器4再以冷凝水为热源进行余热利用和再次换热、降温,并最终通过冷凝水排出管18接入热力外网予以回收,而且在冷凝水变频泵3启动运行过程中,余热循环泵5随即启动和投入运行,此时,二次回水管26的一部分流量将通过余热循环管21首先进入板式换热器4进行加热、预热,然后通过余热供水管22回流至二次回水管26进入管壳式换热器1,同时,冷凝水贮水箱2水位下降,当检测到冷凝水贮水箱2水位低于系统预设的低水位点时,冷凝水变频泵3自动停机,余热循环泵5也将随即停机和退出运行,如此反复运行,实现本发明冷凝水贮水箱2内的冷凝水能够予以及时排出、并通过板式换热器4进行降温处理与余热利用,从而提高了热利用率和达到节能目的;与此同时,装有二次供水管30上的温控变送器31检测二次供水管30的出水温度,控制柜8系统依据室外温度传感器9检测到的室外环境温度自适应地给出二次供水管30出水温度设定值,然后通过蒸汽温控阀11相对于温控变送器31按照系统给出的二次供水管30出水温度设定值自动调节其开度,当检测到二次供水管30出水温度低于系统给出的出水温度设定值,蒸汽温控阀11将调大其开度,使蒸汽管10流量增大,二次供水管30出水温度随之升高,反之,则调小蒸汽温控阀11开度和减小蒸汽管10流量,二次供水管30出水温度降低,如此调节,使二次供水管30出水温度维持在系统给出的出水温度设定值上,实现本发明节能、舒适的供热效果;装在二次回水管26上的压力传感器二 28检测主循环泵7进水压力,当检测到主循环泵7进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时,补水变频泵6将自动启动和从冷凝水贮水箱2内取水,而且补水变频泵6相对于压力传感器二 28依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行,以使主循环泵7进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上,当检测到主循环泵7进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持30s〜60s时,补水变频泵6将自动停机和进入休眠待机状态,如此反复,实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果,当检测到主循环泵7进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时,装在泄压管25上的泄压电磁阀24将自动打开泄水、泄压,直至主循环泵7进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时,泄压电磁阀24将自动关闭,当检测到主循环泵7进水压力低于系统预设的无水压力值时,将停止运行中的主循环泵7及余热循环泵5,待主循环泵7进水压力恢复、且检测到主循环泵7进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时,主循环泵7自动启动和恢复为正常运行状态,余热循环泵5也将恢复为正常状态;同样,当装在冷凝水贮水箱2内的水位传感器15检测到冷凝水贮水箱2水位低于系统预设的缺水水位点时,将停止运行中的补水变频泵6及冷凝水变频泵3、并报警,待冷凝水贮水箱2水位恢复、且检测到冷凝水贮水箱2水位高于系统预设的低水位点时,报警自动消除,系统将自动恢复为正常状态。在利用补水变频泵6对二次回水管26系统进行注水时,由于在冷凝水贮水箱2内无冷凝水贮存,装在补水管13的补水电磁阀14将自动打开进水,装在冷凝水贮水箱2内的温度传感器16检测冷凝水贮水箱2温度,当在二次回水管26系统注满水、且通过压力传感器二 28检测到主循环泵7进水压力达到系统预设的回水压力恒定值时,主循环泵7启动,蒸汽温控阀11开启和自动调节,冷凝水经过疏水器12进入冷凝水贮水箱2,冷凝水贮水箱2温度升高,当检测到冷凝水贮水箱2温度高于系统预设的冷凝水产水温度值时,补水电磁阀14将自动关闭和切断补水管13,此时,系统将自动转换为以冷凝水贮水、补水、余热利用与回收的运行状态。
[0013] 所述控制柜8依据所述的室外温度传感器9、温度传感器16、温控变送器31、水位传感器15、压力传感器一 19、压力传感器二 28和压力传感器三32检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号,对主循环泵7、余热循环泵5、补水变频泵6、冷凝水变频泵3、蒸汽温控阀11、补水电磁阀14和泄压电磁阀24分别进行全自动控制与保护。

Claims (2)

1.一种利用蒸汽热源的智能供暖换热站主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、补水变频泵、主循环泵和控制柜组成,管壳式换热器的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管和疏水管,疏水管再与冷凝水贮水箱连接,在蒸汽管上装有蒸汽温控阀,管壳式换热器的二次进口和二次出口分别与二次回水管和二次供水管连接,在二次供水管上装有温控变送器,在二次回水管上装有过滤器,二次回水管在过滤器之后装有主循环泵,二次回水管在主循环泵之后装有止回阀二,二次回水管在主循环泵之前、过滤器之后设有压力传感器二,其特征在于,二次回水管在主循环泵之前、过滤器之后还分别接有泄压管、余热循环管和补水稳压管,二次回水管在止回阀二之后接有余热供水管,余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器的二次进口和二次出口连接,板式换热器的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管,冷凝水加热管再与冷凝水贮水箱的底部出口连接,所述补水稳压管的另一端也与冷凝水贮水箱的下部出口连接,而且在余热循环管上装有余热循环泵和止回阀一,在泄压管上装有泄压电磁阀,在冷凝水加热管上装有冷凝水变频泵,在冷凝水排出管上设有压力传感器一,在补水稳压管上装有补水变频泵,在冷凝水贮水箱内还设有水位传感器和温度传感器,所述控制柜还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接。
2.根据权利要求1所述的利用蒸汽热源的智能供暖换热站,其特征在于,在冷凝水贮水箱上部还接有补水管,在补水管上装有补水电磁阀。
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