CN110131219A - 等压差增流控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等压差增流控制系统，管网系统分为运行网和负载网，在负载网前端安装有文丘里式喷射泵。本发明还公开了一种等压差增流控制方法。本发明能够解决热力管网水力失衡，提高热力管网负荷，降低热力管网动力电耗，降低热力管网系统热耗，提高热力管网供水或者供热效率。

Description

等压差增流控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种供水供热技术，具体是，涉及一种等压差增流控制系统及其方法。

背景技术

文丘里管是一种测量流体压差的装置，文丘里管(Venturi tube)按结构分为内藏式文丘里管和插入式文丘里管。在钢铁厂热风炉的助燃风、冷风、煤气计量(高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气)及热电厂的锅炉一次风、二次风大管径、低流速管道计测量中收到了良好的效果。解决现行工业企业中低压、大管径，低流速各类气体流量精确测量。测量范围宽、安装方便的流体测量装置。独特的结构设计及数据处理方法具有严格的流体力学依据，并在国家大型重点风洞实验室进行实流标定。

如图1所示，是现有技术中管网系统的工作原理图；如图2所示，是现有技术中管网系统的分布示意图。

管网系统包括：供水端的运行网和负载端的负载网，回水管道2和供水管道1相连通，供水管道1设置有阀门3。供水端的回水管道2和供水管道1，在运行网端对应不同用户的回水端和出水端形成压差ΔPn。

现在的供热系统属于二级管网，供热端为一级网，用户端为二级网。管网系统在换热站、单元楼、单元、热用户的热交换点两端形成供热损失，由于负载不同，造成供热不均衡，影响了供热效率。

总之，现有的供水和供热的管网系统，不能够实现区域网络水力平衡调节，造成负荷较低，耗电和耗热较大，影响供水和供热效率。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种等压差增流控制系统及其方法，能够解决热力管网水力失衡，提高热力管网负荷，降低热力管网动力电耗，降低热力管网系统热耗，提高热力管网供水或者供热效率。

技术方案如下：

一种等压差增流控制系统，管网系统分为运行网和负载网，在负载网前端安装有文丘里式喷射泵。

进一步，负载网分为：一级网、二级网、三级网、四级网、五级网，文丘里式喷射泵安装在一级网、二级网、三级网、四级网或者五级网的前端。

进一步，文丘里式喷射泵的入口连接运行网的出水管路，文丘里式喷射泵的出口连接负载网的进水管路，文丘里式喷射泵的吸入口连接负载网的回水管路。

进一步，文丘里式喷射泵利用回水管路来补偿运行网上各个分支的压差。

进一步，文丘里式喷射泵包括：入口、吸入口、吸入室上，吸入室、混合室、扩散器；入口、吸入口分别连接在吸入室上，吸入室、混合室、扩散器依次相连接，入口的前端设置有喷嘴，喷嘴位于吸入室内，喷嘴的正对混合室。

一种等压差增流控制方法，包括：

管网系统的运行网利用水泵将供水管道中的水送到运行网上各个分支管网，分支管网的将水送入文丘里式喷射泵的入口，文丘里式喷射泵的出口将水送到负载网的进水管路；

水流经负载后从回水管路进入运行网的回水管道，回水管道的一部分水重新进入文丘里式喷射泵的吸入口，文丘里式喷射泵利用回水管路的流量来增加负载网的流量。

优选的，文丘里式喷射泵的出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和。

优选的，各分支管网的入口处压差趋于一致或相等。

本发明技术效果包括：

本发明能够解决热力管网水力失衡，提高热力管网负荷，降低热力管网动力电耗，降低热力管网系统热耗，提高热力管网供水或者供热效率。

附图说明

图1是现有技术中管网系统的工作原理图；

图2是现有技术中管网系统的分布示意图；

图3是本发明中管网系统的工作原理图；

图4是本发明中管网系统的分布示意图；

图5是本发明中文丘里式喷射泵的结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图3所示，是本发明中管网系统的工作原理图；如图4所示，是本发明中管网系统的分布示意图；如图5所示，是本发明中文丘里式喷射泵的结构示意图。

管网系统分为运行网和负载网。本发明中，在管网系统的负载网的前端，安装文丘里式喷射泵。文丘里式喷射泵是连接运行网与负载网的设备。

文丘里式喷射泵的入口1连接运行网的出水管路，文丘里式喷射泵的出口2连接负载网的进水管路，文丘里式喷射泵的吸入口3连接负载网的回水管路。入口1、吸入口3连接在吸入室4上，吸入室4、混合室5、扩散器6依次相连接，入口1的前端设置有喷嘴7，喷嘴7位于吸入室4内，喷嘴7的正对混合室5，混合室5连接扩散器6。

水流从入口1流入的流量为f1，由于喷嘴7的作用，使得水流在喷嘴7的聚焦点形成加速，水流速度越快则吸入室4的压力就越低(近乎真空)，那么冷水流被吸入室4从吸入口3吸入，流量为f2，由于设计的原因，f1＝f2，热水流与冷水流在混合室5充分混合后，进入扩散器6，此时水流速度减慢，出口2处压力升高，流量增加，出口2的流量为F，F＝f1+f2。

由于喷嘴7的作用，在入口1处会形成供回水管的压差，且运行网中各入口1处的压差相等。

等压差增流控制方法，具体步骤包括：

步骤1：管网系统的运行网利用水泵将供水管道中的水送到运行网上各个分支管网，分支管网的将水送入文丘里式喷射泵的入口1，文丘里式喷射泵的出口2将水送到负载网的进水管路；

步骤2：水流经负载后从回水管路进入运行网的回水管道，回水管道的一部分水重新进入文丘里式喷射泵的吸入口3，文丘里式喷射泵利用回水管路的流量来增加负载网的流量。

出口2的流量等于入口1、吸入口3的流量之和。

文丘里式喷射泵使水网系统的各分支(运行网)出水端压差ΔPn趋于一致(或相等)，降低运行网的水流量，同时水流速度降低，进一步降低了负载网沿程阻力，使得文丘里式喷射泵前端压力均衡，从而解决了运行管网水力失衡的问题。因运行网水流速度降低，所以水泵的运行功率降低，从而节省了电能。而运行网的流量变小，温差增大，保证管网输送的热量不变。(Q＝F1×ΔT，Q代表热量，F1代表入口流量，ΔT代表温差)

文丘里式喷射泵使得出口处(运行网)流量F增加，使得出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和，由此可见出口流量F比入口流量f1增加了一倍，那么在温差不变的情况下，由上述公式可见，用户的热量增加了，提高了供热效率，降低了热量浪费，节省了热量。

管网系统安装文丘里式喷射泵后，管网系统分为多级负载。本发明优选实施例中，负载网分为五级：一级网、二级网、三级网、四级网、五级网，文丘里式喷射泵安装在一级网、二级网、三级网、四级网或者五级网的前端，用户网分为四级负载：一级负载(换热站)、二级负载(单元楼)、三级负载(单元)、四级负载(用户)。

文丘里式喷射泵安装在一级网上时，文丘里式喷射泵安装在一级负载前端，即文丘里式喷射泵安装在一级网上，即安装在热源与换热站之间或换热站内，可以提高热电厂的供热负荷，扩大供热面积，使各个换热站之间实现供热均衡。

文丘里式喷射泵安装在二级网上，即安装在换热站热水出口位置。使安装文丘里式喷射泵的支线形成单独的整体，而不干扰整套管网系统，此种情况文丘里喷射泵所带负荷较大。使换热站内形成多条支线，各分支管网入口处(运行网)压差ΔPn趋于一致(或相等)，降低运行网水流量，同时水流速度降低，进一步降低了管网沿程阻力，使得文丘里式喷射泵前端压力均衡，从而解决了运行网水力失衡的问题。因运行管网水流速度降低，所以水泵的运行功率降低，从而节省了电能。而运行网的流量变小，温差增大，保证管网输送的热量不变。(Q＝f1×ΔT，Q代表热量，f1代表入口流量，ΔT代表温差)

文丘里式喷射泵使得出口处(用户网)流量F增加，使得出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和，即从换热站输出的流量增加，相当于提高了换热站的供热负荷。由此可见出口流量F比入口流量f1增加了一倍，那么在温差不变的情况下，由上述公式可见，换热站输送的热量增加了，即换热站可以提供更多的热量，不仅提高了供热负荷，还提高了供热效率，降低了热量浪费，节省了热量。

文丘里式喷射泵安装在三级网上，即安装在整栋单元楼前主供热管道上。使各个单元楼形成独立的整体，而在系统运行期间互不干扰或干扰微小，保证系统稳定运行。使换热站外网管线形成多条支线，各分支管网入口处(运行网)压差ΔPn趋于一致(或相等)，降低运行网水流量，同时水流速度降低，进一步降低了管网沿程阻力，使得文丘里式喷射泵前端压力均衡，从而解决了运行网水力失衡的问题。因运行管网水流速度降低，所以水泵的运行功率降低，从而节省了电能。而运行网的流量变小，温差增大，保证管网输送的热量不变。(Q＝f1×ΔT，Q代表热量，f1代表入口流量，ΔT代表温差)

文丘里式喷射泵使得出口处(用户网)流量F增加，使得出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和，即进入单元楼的流量增加。由此可见出口流量F比入口流量f1增加了一倍，那么在温差不变的情况下，由上述公式可见，进入单元楼的热量增加了，即可以提供更多的热量给用户，提高了供热效率，降低了热量浪费，节省了热量。

文丘里式喷射泵安装在四级网上，即安装在各个单元前供热管道上。使各个单元形成独立的整体，而在系统运行期间互不干扰或干扰微小，保证系统稳定运行。

使各个单元管线形成多条支线，各分支管网入口处(运行网)压差ΔPn趋于一致(或相等)，降低运行网水流量，同时水流速度降低，进一步降低了管网沿程阻力，使得文丘里式喷射泵前端压力均衡，从而解决了运行网水力失衡的问题。因运行管网水流速度降低，所以水泵的运行功率降低，从而节省了电能。而运行网的流量变小，温差增大，保证管网输送的热量不变。(Q＝f1×ΔT，Q代表热量，f1代表入口流量，ΔT代表温差)

文丘里式喷射泵使得出口处(形成用户网)流量F增加，使得出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和，即进入单元的流量增加。由此可见出口流量F比入口流量f1增加了一倍，那么在温差不变的情况下，由上述公式可见，进入单元的热量增加了，即可以提供更多的热量给用户，提高了供热效率，降低了热量浪费，节省了热量。

文丘里式喷射泵安装在五级网上，即安装在各个家庭用户前供热管道上。使各个单元形成独立的整体，而在系统运行期间互不干扰或干扰微小，保证系统稳定运行。

使各个家庭用户管线形成多条支线，各分支入口处(形成运行网)压差ΔPn趋于一致(或相等)，降低运行网水流量，同时水流速度降低，进一步降低了管网沿程阻力，使得文丘里式喷射泵前端压力均衡，从而解决了运行网水力失衡的问题。因运行管网水流速度降低，所以水泵的运行功率降低，从而节省了电能。而运行网的流量变小，温差增大，保证管网输送的热量不变。(Q＝f1×ΔT,Q代表热量，F1代表入口流量，ΔT代表温差)

文丘里式喷射泵使得出口处(形成用户网)流量F增加，使得出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和，即进入家庭用户的流量增加。由此可见出口流量F比入口流量f1增加了一倍，那么在温差不变的情况下，由上述公式可见，进入家庭用户的热量增加了，即可以提供更多的热量给用户，提高了供热效率，降低了热量浪费，节省了热量。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种等压差增流控制系统，其特征在于，管网系统分为运行网和负载网，在负载网前端安装有文丘里式喷射泵。

2.如权利要求1所述等压差增流控制系统，其特征在于，负载网分为：一级网、二级网、三级网、四级网、五级网，文丘里式喷射泵安装在一级网、二级网、三级网、四级网或者五级网的前端。

3.如权利要求1所述等压差增流控制系统，其特征在于，文丘里式喷射泵的入口连接运行网的出水管路，文丘里式喷射泵的出口连接负载网的进水管路，文丘里式喷射泵的吸入口连接负载网的回水管路。

4.如权利要求3所述等压差增流控制系统，其特征在于，文丘里式喷射泵利用回水管路来补偿运行网上各个分支的压差。

5.如权利要求1所述等压差增流控制系统，其特征在于，文丘里式喷射泵包括：入口、吸入口、吸入室上，吸入室、混合室、扩散器；入口、吸入口分别连接在吸入室上，吸入室、混合室、扩散器依次相连接，入口的前端设置有喷嘴，喷嘴位于吸入室内，喷嘴的正对混合室。

6.一种等压差增流控制方法，包括：

管网系统的运行网利用水泵将供水管道中的水送到运行网上各个分支管网，分支管网的将水送入文丘里式喷射泵的入口，文丘里式喷射泵的出口将水送到负载网的进水管路；

水流经负载后从回水管路进入运行网的回水管道，回水管道的一部分水重新进入文丘里式喷射泵的吸入口，文丘里式喷射泵利用回水管路的流量来增加负载网的流量。

7.如权利要求6所述等压差增流控制方法，其特征在于，文丘里式喷射泵的出口流量F的大小是入口流量f1和入口流量f2之和。

8.如权利要求6所述等压差增流控制方法，其特征在于，各分支管网的入口处压差趋于一致或相等。