CN109442564A - 分首站子混水节能供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分首站子混水节能供热系统，其包括呈分层次支状架构的总锅炉房、一次供热管道、分首站、二次供热管道、子混水站、三次供热管道以及室内采暖装置；总锅炉房，通过消耗能源给城区指定区域提供热能；一次供热管道，连接在总锅炉房与多个分首站之间并将总锅炉房产生的热量传递给分首站；分首站安装换热器对一次供热管道高温水进行换热，提供给二次供热管道高温水给子混水站，子混水站安装混水装置，对二次高温水进行混水热交换给三次供热管道低温热水，用于建筑室内采暖。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

分首站子混水节能供热系统

技术领域

本发明涉及分首站子混水节能供热系统 。

背景技术

现有供热系统设计不合理，投资大，水力平衡效果不好，因为管道具有热量耗损，流量阻力，距离锅炉房距离越远，随着热流量的不断分支，不断加长，其主管道的热损越大，而且流体流动损耗越大，出现水力不平衡的现象，从而出现末端换热站不热，首端换热站过热现象，如何保证末端与首端供热均衡，实现热量均衡调配成为急需解决的技术问题。

传统的供热系统里，单纯的换热站组合导致投资过大，单纯的混水站导致热源锅炉结垢，本发明结合双方优点进行重新组合，利用换热站使锅炉不结垢，利用混水站进行水泵节能和水力平衡的优点，发明了一种新的供热系统，换热站的数量下降到原来的1/5从而减少了投资，混水站设置水泵用电量小，混水站不用换热器，从而节省电量，发挥了混水站易于调节水力平衡的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种分首站子混水节能供热系统及热膨胀位移调控兼容工艺；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种分首站子混水节能供热系统，包括呈分层次支状架构的总锅炉房、一次供热管道、分首站、二次供热管道、子混水站、三次供热管道以及室内采暖装置；

总锅炉房，通过消耗能源给城区指定区域提供热能；

一次供热管道，连接在总锅炉房与多个分首站之间并将总锅炉房产生的热量传递给分首站；

分首站，其安装有中间换热器和/或中间电加热器，中间换热器的管道与一次供热管道末端热交换设置和/或中间电加热器设置在中间换热器的管道出水口并对其补偿加热；

二次供热管道，连接在一个分首站与多个子混水站之间；

子混水站，其安装有混水器，混水器与二次供热管道末端热交换设置；

三次供热管道，连接在一个子混水站与多个室内采暖装置之间；

室内采暖装置，入户安装，作为供热系统的末端。作为上述技术方案的进一步改进：

在一次供热管道末端设置有一次管道电磁阀与一次温度/流量传感器，

在二次供热管道末端设置有二次管道电磁阀与二次温度/流量传感器，

在总锅炉房设置有总调控处理器，

在分首站设置有与一次管道电磁阀与一次温度/流量传感器电连接的中间站处理器；

在子混水站设置有与二次管道电磁阀与二次温度/流量传感器电连接的分站处理器；

总调控处理器通过一次总线与中间站处理器通信连接；

中间站处理器通过二次总线与分站处理器通信连接。

一次供热管道和/或二次供热管道包括主管道、分布在主管道上的分支输出管道、以及与分支输出管道连接的分支输入管道；

分支输出管道包括输入端与主管道连接的输入第一接头、输出端与分支输入管道连接的输入第二接头、以及连接在输入第一接头出口与输入第二接头进口之间的分支热膨胀冗余装置；

分支热膨胀冗余装置包括设置在输入第一接头出口的输入连接盘、设置在输入连接盘背面的输入端面密封圈、设置在输入第一接头出口端处外侧壁上的输入轴向密封圈、连接在输入第一接头出口与输入第二接头进口之间的中间柔性连接组件、套装在输入第二接头进口端处外侧壁上的中间连接轴用密封圈、以及位于中间连接轴用密封圈右侧且套装在输入第二接头上的中间连接固定盘；

中间柔性连接组件包括内侧壁分布与中间连接轴用密封圈和输入轴向密封圈外侧壁密封接触的中间套体、设置在中间套体左端且右端面与输入连接盘背面密封接触的中间输入端部套、设置在中间套体右端的中间连接盘、左端分布在中间连接盘端部法兰孔中且右端穿过中间连接固定盘对应法兰孔的中间连接螺杆、位于中间连接固定盘右侧且与中间连接螺杆右端螺纹连接的中间连接背母、套装在中间连接螺杆上且位于中间连接固定盘右侧与中间连接背母之间的中间连接垫片、以及套装在中间连接螺杆上且位于中间连接垫片右侧与中间连接背母之间的中间连接弹簧。

在第五外密封保护套上设置有用于向第五外密封保护套内腔鼓入液体或气体的第五补偿压差管路。

在输入第一接头上安装有与地面或侧壁连接的第一柔性支座组件；

第一柔性支座组件包括与地面或侧壁连接的第一固定架、固定在分支输入管道上的第一上连接法兰与第一下连接法兰、位于第一上连接法兰与第一下连接法兰之间且一端与第一固定架连接的第一中间架、分布在第一上连接法兰下端的第一上弹簧杆、通过万向轴设置在第一上弹簧杆下端且与第一中间架上表面滚动接触的第一上滚球、分布在第一下连接法兰上端的第一下弹簧杆、通过万向轴设置在第一下弹簧杆上端且与第一中间架下表面滚动接触的第一下滚球、径向设置且根部铰接在第一中间架中心孔内且活塞杆端头与分支输入管道外侧壁压力接触的的第一径向气缸；

在输入第二接头上安装有与地面或侧壁连接且与第一柔性支座组件结构相同的第二辅助校正支座组件。

本发明为分层次支状结构，总锅炉房在城市建立，通过燃煤或燃气等方式产生热量，通过一次供热管道分别单管输送给并联的各个分首站，每个分首站通过对应的二次供热管道输送给并联的子混水站，其结构合理，相比于传动供热分配方式解决了热量分配不均的问题。为了更好的调控，通过物联网实现智能控制与远程调控，根据各个一次温度/流量传感器或二次温度/流量传感器反馈温度，中间站处理器，分站处理器实现近端控制，并与总调控处理器计量对比，确定对应的一次管道电磁阀，二次管道电磁阀开合大小，从而保证整体热量分布均匀，由于远处末端不可避免的有损耗，通过处理器控制电加热进行辅助加热，从而补充了热量损失，实现节能降耗，总调控处理器作为总调度，一次总线，二次总线实现数据传输与远程控制。本发明架构合理，节约资本，节能降耗。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明的构架框图。

图2是本发明第一视角的爆炸结构示意图。

图3是本发明第二视角的爆炸结构示意图。

其中：36、总锅炉房；37、分首站；38、子混水站；39、一次供热管道；40、二次供热管道；41、一次管道电磁阀；42、二次管道电磁阀；43、总调控处理器；44、一次总线；45、中间站处理器；46、二次总线；47、分站处理器；48、一次温度/流量传感器；49、二次温度/流量传感器；1、主管道；2、分支输出管道；3、分支输入管道；4、输入第一接头；5、输入第二接头；6、第一柔性支座组件；7、第一上连接法兰；8、第一下连接法兰；9、第一中间架；10、第一固定架；11、第一上滚球；12、第一上弹簧杆；13、第一下弹簧杆；14、第一下滚球；15、第一径向气缸；16、输入连接盘；17、输入端面密封圈；18、输入轴向密封圈；19、中间柔性连接组件；20、中间套体；21、中间输入端部套；22、中间连接盘；23、中间连接螺杆；24、中间连接背母；25、中间连接弹簧；26、中间连接垫片；27、中间连接固定盘；28、中间连接轴用密封圈；29、第二辅助校正支座组件；30、第三外密封套；31、第三中间褶皱套；32、第三端部密封头；33、第四套密封膜套；34、第五外密封保护套；35、第五补偿压差管路。

具体实施方式

如图1-3所示，如图1所示，本实施例的分首站子混水节能供热系统，包括呈分层次支状架构的总锅炉房36、一次供热管道39、分首站37、二次供热管道40、子混水站38、三次供热管道以及室内采暖装置；

总锅炉房36，通过消耗能源给城区指定区域提供热能；

一次供热管道39，连接在总锅炉房36与多个分首站37之间并将总锅炉房36产生的热量传递给分首站37；

分首站37，其安装有中间换热器和/或中间电加热器，中间换热器的管道与一次供热管道39末端热交换设置和/或中间电加热器设置在中间换热器的管道出水口并对其补偿加热；

二次供热管道40，连接在一个分首站37与多个子混水站38之间；

子混水站38，其安装有混水器，混水器与二次供热管道40末端热交换设置；

三次供热管道，连接在一个子混水站38与多个室内采暖器之间；

室内采暖装置，入户安装，作为供热系统的末端。

在一次供热管道39末端设置有一次管道电磁阀41与一次温度/流量传感器48，

在二次供热管道40末端设置有二次管道电磁阀42与二次温度/流量传感器49，

在总锅炉房36设置有总调控处理器43，

在分首站37设置有与一次管道电磁阀41与一次温度/流量传感器48电连接的中间站处理器45；

在子混水站38设置有与二次管道电磁阀42与二次温度/流量传感器49电连接的分站处理器47；

总调控处理器43通过一次总线44与中间站处理器45通信连接；

中间站处理器45通过二次总线46与分站处理器47通信连接。

本发明为分层次支状结构，总锅炉房36（例如2000户为单元）在城市建立，通过燃煤或燃气等方式产生热量，通过一次供热管道39分别单管输送给并联的各个分首站37（例如500户为单元，只需要4个），每个分首站37通过对应的二次供热管道40输送给并联的子混水站38（例如100户为单元，只需要5个），其结构合理，相比于传动供热分配方式解决了热量分配不均的问题。为了更好的调控，通过物联网实现智能控制与远程调控，根据各个一次温度/流量传感器48或二次温度/流量传感器49反馈温度，中间站处理器45，分站处理器47实现近端控制，并与总调控处理器43计量对比，确定对应的一次管道电磁阀41，二次管道电磁阀42开合大小，从而保证整体热量分布均匀，由于改变原来的锅炉房-一次网-换热站-二次网的四级结构，改造为五级结构：锅炉房-一次网-分首站-二次网-子混水站-三次网，解决了原有换热站数量过多投资大的问题、通过混水站解决了水力平衡的问题，解决了混水站易导致锅炉房的锅炉结垢问题，实现减少投资，减少换热站占地面积，利用混水站水力平衡进行了节能降耗，同时混水站便于运行调节，总调控处理器43作为总调度，一次总线44，二次总线46实现数据传输与远程控制。本发明架构合理，节约资本，节能降耗。

一次供热管道39 和/或二次供热管道40，包括主管道1、分布在主管道1上的分支输出管道2、以及与分支输出管道2连接的分支输入管道3；

分支输出管道2包括输入端与主管道1连接的输入第一接头4、输出端与分支输入管道3连接的输入第二接头5、以及连接在输入第一接头4出口与输入第二接头5进口之间的分支热膨胀冗余装置；

分支热膨胀冗余装置包括设置在输入第一接头4出口的输入连接盘16、设置在输入连接盘16背面的输入端面密封圈17、设置在输入第一接头4出口端处外侧壁上的输入轴向密封圈18、连接在输入第一接头4出口与输入第二接头5进口之间的中间柔性连接组件19、套装在输入第二接头5进口端处外侧壁上的中间连接轴用密封圈28、以及位于中间连接轴用密封圈28右侧且套装在输入第二接头5上的中间连接固定盘27；

中间柔性连接组件19包括内侧壁分布与中间连接轴用密封圈28和输入轴向密封圈18外侧壁密封接触的中间套体20、设置在中间套体20左端且右端面与输入连接盘16背面密封接触的中间输入端部套21、设置在中间套体20右端的中间连接盘22、左端分布在中间连接盘22端部法兰孔中且右端穿过中间连接固定盘27对应法兰孔的中间连接螺杆23、位于中间连接固定盘27右侧且与中间连接螺杆23右端螺纹连接的中间连接背母24、套装在中间连接螺杆23上且位于中间连接固定盘27右侧与中间连接背母24之间的中间连接垫片26、以及套装在中间连接螺杆23上且位于中间连接垫片26右侧与中间连接背母24之间的中间连接弹簧25。

在输入第一接头4与输入第二接头5之间密封设置有套装在分支热膨胀冗余装置上的第三外密封套30；

第三外密封套30包括位于中间的第三中间褶皱套31、两个设置在中间的第三中间褶皱套31两端且分别与输入第一接头4和输入第二接头5密封连接的第三端部密封头32；

在第三外密封套30上密封套装有第四套密封膜套33；

在输入第一接头4与输入第二接头5之间密封设置有套装在第四套密封膜套33上的第五外密封保护套34，在第五外密封保护套34上设置有用于向第五外密封保护套34内腔鼓入液体或气体的第五补偿压差管路35。

在输入第一接头4上安装有与地面或侧壁连接的第一柔性支座组件6；

第一柔性支座组件6包括与地面或侧壁连接的第一固定架10、固定在分支输入管道3上的第一上连接法兰7与第一下连接法兰8、位于第一上连接法兰7与第一下连接法兰8之间且一端与第一固定架10连接的第一中间架9、分布在第一上连接法兰7下端的第一上弹簧杆12、通过万向轴设置在第一上弹簧杆12下端且与第一中间架9上表面滚动接触的第一上滚球11、分布在第一下连接法兰8上端的第一下弹簧杆13、通过万向轴设置在第一下弹簧杆13上端且与第一中间架9下表面滚动接触的第一下滚球14、径向设置且根部铰接在第一中间架9中心孔内且活塞杆端头与分支输入管道3外侧壁压力接触的的第一径向气缸15；

在输入第二接头5上安装有与地面或侧壁连接且与第一柔性支座组件6结构相同的第二辅助校正支座组件29。

本实施例的热膨胀位移调控兼容工艺，该工艺包括以下步骤，

步骤一， 将主管道1与输入第一接头4输入端连接，将分支输出管道2与输入第二接头5输出端连接；

步骤二， 在输入第一接头4上安装第一柔性支座组件6；首先，将第一下连接法兰8、第一中间架9、第一上连接法兰7依次安装在输入第一接头4上；然后，通过膨胀丝将第一固定架10底部固定在墙壁上或地上，同时将第一中间架9与第一固定架10固定连接；其次，在第一下连接法兰8与第一上连接法兰7上分别安装第一上弹簧杆12与第一下弹簧杆13，并将第一上滚球11与第一下滚球14分别通过万向节安装在第一上弹簧杆12与第一下弹簧杆13的端部，第一上滚球11与第一下滚球14分别与第一中间架9的对应端面滚动接触；再次，调整第一上弹簧杆12与第一下弹簧杆13的弹簧压力；紧接着，在第一中间架9的中心孔径向安装第一径向气缸15，调定第一径向气缸15活塞头与输入第一接头4外侧壁接触压力；

步骤三， 按照步骤二的顺序在输入第二接头5上安装第二辅助校正支座组件29；

步骤四，首先，在输入第一接头4上安装输入连接盘16；然后，在输入连接盘16背面安装输入端面密封圈17，在输入第一接头4端口处安装输入轴向密封圈18；其次，在输入第二接头5上安装中间连接固定盘27，在输入第二接头5端口处安装中间连接轴用密封圈28；

步骤五，在输入第一接头4与输入第二接头5之间安装中间柔性连接组件19；首先，将中间输入端部套21、中间套体20、以及中间连接盘22连接为整体；然后，将中间套体20两端套装在输入轴向密封圈18上， 将中间输入端部套21与输入连接盘16背面密封连接；其次，通过中间连接螺杆23连接中间连接固定盘27与中间连接盘22；再次，在中间连接螺杆23上旋拧中间连接背母24，通过中间连接弹簧25调整中间连接垫片26对中间连接固定盘27的预紧力；

步骤六，首先，在中间柔性连接组件19上安装第三外密封套30；然后，在第三外密封套30上套装第四套密封膜套33；最后，在第四套密封膜套33上套装第五外密封保护套34；

步骤七，通过第五补偿压差管路35向第五外密封保护套34内腔中鼓入与分支输出管道2内压强相同的气体或液体。

还包括步骤八，在第五外密封保护套34上的压力表将第五外密封保护套34内部的压强实时传输给处理器，处理器通过控制器控制第五补偿压差管路35增减压强。

使用本发明时，通过输入第一接头4与输入第二接头5实现断开连接，通过第一柔性支座组件6实现辅助支撑，避免分支输出管道2与分支输入管道3悬空，从而避免接口处受力，从而实现密封与支撑分离，设计合理。通过第一上连接法兰7，第一下连接法兰8实现托举支撑，通过第一上弹簧杆12，第一下弹簧杆13实现弹性柔性支撑，通过第一上滚球11、第一下滚球14实现滚动接触，减少移动噪音与摩擦力，通过第一径向气缸15实现摆动移动支撑，从而保证侧向定位固定，通过第一中间架9，第一固定架10作为定位固定基准，通过输入连接盘16、输入端面密封圈17实现轴向定位密封，通过输入轴向密封圈18实现二次密封，通过中间柔性连接组件19实现柔性过渡连接，具有良好的兼容性，补偿热膨胀变形，通过中间套体20与输入第一接头4固定连接密封，通过中间套体20与输入第二接头5实现轴向移动与滑动密封，通过中间输入端部套21，中间连接盘22，中间连接螺杆23，中间连接背母24实现连接支撑，通过中间连接弹簧25，中间连接垫片26调定预紧力，从而实现压力补偿，中间连接固定盘27，中间连接轴用密封圈28实现轴向连接与密封，第二辅助校正支座组件29辅助支撑与校正分支管道位置。通过第三外密封套30实现二次补偿密封，通过第三中间褶皱套31实现形变，通过第四套密封膜套33实现三次密封，通过第五外密封保护套34实现外部隔绝防止老鼠啃咬，与物理划伤。通过第五补偿压差管路35补偿等压气体/液体，从而保证密封内外侧压力平衡，减少因为压差产生密封圈/膜的压力变化。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种分首站子混水节能供热系统，其特征在于：包括呈分层次支状架构的总锅炉房（36）、一次供热管道（39）、分首站（37）、二次供热管道（40）、子混水站（38）、三次供热管道以及室内采暖装置；

总锅炉房（36），通过消耗能源给城区指定区域提供热能；

一次供热管道（39），连接在总锅炉房（36）与多个分首站（37）之间并将总锅炉房（36）产生的热量传递给分首站（37）；

分首站（37），其安装有中间换热器和/或中间电加热器，中间换热器的管道与一次供热管道（39）末端热交换设置和/或中间电加热器设置在中间换热器的管道出水口并对其补偿加热；

二次供热管道（40），连接在一个分首站（37）与多个子混水站（38）之间；

子混水站（38），其安装有混水器，混水器与二次供热管道（40）末端热交换设置；

三次供热管道，连接在一个子混水站（38）与多个室内采暖器之间；

室内采暖装置，入户安装，作为供热系统的末端。

2.根据权利要求1所述的分首站子混水节能供热系统，其特征在于:在一次供热管道（39）末端设置有一次管道电磁阀（41）与一次温度/流量传感器（48），

在二次供热管道（40）末端设置有二次管道电磁阀（42）与二次温度/流量传感器（49），

在总锅炉房（36）设置有总调控处理器（43），

在分首站（37）设置有与一次管道电磁阀（41）与一次温度/流量传感器（48）电连接的中间站处理器（45）；

在子混水站（38）设置有与二次管道电磁阀（42）与二次温度/流量传感器（49）电连接的分站处理器（47）；

总调控处理器（43）通过一次总线（44）与中间站处理器（45）通信连接；

中间站处理器（45）通过二次总线（46）与分站处理器（47）通信连接。

3.根据权利要求1所述的分首站子混水节能供热系统，其特征在于: 一次供热管道（39）和/或二次供热管道（40）包括主管道（1）、分布在主管道（1）上的分支输出管道（2）、以及与分支输出管道（2）连接的分支输入管道（3）；

分支输出管道（2）包括输入端与主管道（1）连接的输入第一接头（4）、输出端与分支输入管道（3）连接的输入第二接头（5）、以及连接在输入第一接头（4）出口与输入第二接头（5）进口之间的分支热膨胀冗余装置；

分支热膨胀冗余装置包括设置在输入第一接头（4）出口的输入连接盘（16）、设置在输入连接盘（16）背面的输入端面密封圈（17）、设置在输入第一接头（4）出口端处外侧壁上的输入轴向密封圈（18）、连接在输入第一接头（4）出口与输入第二接头（5）进口之间的中间柔性连接组件（19）、套装在输入第二接头（5）进口端处外侧壁上的中间连接轴用密封圈（28）、以及位于中间连接轴用密封圈（28）右侧且套装在输入第二接头（5）上的中间连接固定盘（27）；

中间柔性连接组件（19）包括内侧壁分布与中间连接轴用密封圈（28）和输入轴向密封圈（18）外侧壁密封接触的中间套体（20）、设置在中间套体（20）左端且右端面与输入连接盘（16）背面密封接触的中间输入端部套（21）、设置在中间套体（20）右端的中间连接盘（22）、左端分布在中间连接盘（22）端部法兰孔中且右端穿过中间连接固定盘（27）对应法兰孔的中间连接螺杆（23）、位于中间连接固定盘（27）右侧且与中间连接螺杆（23）右端螺纹连接的中间连接背母（24）、套装在中间连接螺杆（23）上且位于中间连接固定盘（27）右侧与中间连接背母（24）之间的中间连接垫片（26）、以及套装在中间连接螺杆（23）上且位于中间连接垫片（26）右侧与中间连接背母（24）之间的中间连接弹簧（25）；

在输入第一接头（4）与输入第二接头（5）之间密封设置有套装在分支热膨胀冗余装置上的第三外密封套（30）；

第三外密封套（30）包括位于中间的第三中间褶皱套（31）、两个设置在中间的第三中间褶皱套（31）两端且分别与输入第一接头（4）和输入第二接头（5）密封连接的第三端部密封头（32）；

在第三外密封套（30）上密封套装有第四套密封膜套（33）；

在输入第一接头（4）与输入第二接头（5）之间密封设置有套装在第四套密封膜套（33）上的第五外密封保护套（34），在第五外密封保护套（34）上设置有用于向第五外密封保护套（34）内腔鼓入液体或气体的第五补偿压差管路（35）。

4.根据权利要求3所述的分首站子混水节能供热系统，其特征在于: 在输入第一接头（4）上安装有与地面或侧壁连接的第一柔性支座组件（6）；

第一柔性支座组件（6）包括与地面或侧壁连接的第一固定架（10）、固定在分支输入管道（3）上的第一上连接法兰（7）与第一下连接法兰（8）、位于第一上连接法兰（7）与第一下连接法兰（8）之间且一端与第一固定架（10）连接的第一中间架（9）、分布在第一上连接法兰（7）下端的第一上弹簧杆（12）、通过万向轴设置在第一上弹簧杆（12）下端且与第一中间架（9）上表面滚动接触的第一上滚球（11）、分布在第一下连接法兰（8）上端的第一下弹簧杆（13）、通过万向轴设置在第一下弹簧杆（13）上端且与第一中间架（9）下表面滚动接触的第一下滚球（14）、径向设置且根部铰接在第一中间架（9）中心孔内且活塞杆端头与分支输入管道（3）外侧壁压力接触的的第一径向气缸（15）；

在输入第二接头（5）上安装有与地面或侧壁连接且与第一柔性支座组件（6）结构相同的第二辅助校正支座组件（29）。