CN111457447A - 一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，包括控制系统、一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道、二级网生活热水回水管道、二级网采暖回水泄压管道、软化补水管道、换热站内排水地沟、总电调阀、采暖电调阀、采暖板换、采暖循环泵组、地沟泄水阀、水箱泄水阀、采暖补水泵组、水箱、生活热水板换、生活热水循环泵组及生活热水补水泵组，该系统能够同时实现采暖及生活热水的供给。

Description

一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统
技术领域
本发明属于民用供热领域，涉及一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统。
背景技术
北方地区冬季严寒，必须依靠采暖才能保障正常的生活和工作，其采暖方式以集中供热为主，热源多为热电机组或区域锅炉房；集中供热能源利用率高，节能环保且安全可靠，其供热系统多为间供，即集中热源处设立供热首站，经一次换热后输出高温水(100℃～120℃)至各换热站，再经二次换热后(50℃～70℃)供给各热用户。生活热水供应起初主要针对宾馆、医院、浴室、公寓等公共建筑，区域性较强，相对采暖而言属于小众服务；近年来为提高人们的生活质量及舒适程度，家庭小型独立的热水供应(满足人们在日常生活用于洗涤、洗浴等，常用生活热水温度为40℃～60℃)需求愈渐旺盛，集中式热水供应系统亦开始普及。
集中热水供应系统的加热设备集中设置，便于集中维护管理，热水品质稳定，供应可靠性高，而且加热设备热效率较高，单位热水成本低，但集中热水供应系统的推广也面临着诸多难题。首先，大范围的热水供应总热负荷较大，需要配备可靠且具备一定容量的热源，保障稳定输出；其次，设备、系统较为复杂，需要有专门人员进行运维和管理；另外，建设供水管网(含首站及换热站)施工难度大，初期投资较高；最后，供水首站和各换热站建设需要专门用地，尤其是各换热站，因为需要靠近用户端设置，其产权很难统一，用户所属开放商和热水供应运维单位存在较大争议。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术等缺点，提供了一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，该系统能够同时实现采暖及生活热水的供给。
为达到上述目的，本发明所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统包括控制系统、一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道、二级网生活热水回水管道、二级网采暖回水泄压管道、软化补水管道、换热站内排水地沟、总电调阀、采暖电调阀、采暖板换、采暖循环泵组、地沟泄水阀、水箱泄水阀、采暖补水泵组、水箱、生活热水板换、生活热水循环泵组及生活热水补水泵组；
一级网供水管道输出的水经总电调阀后分为两路，其中一路经采暖电调阀进入采暖板换中进行换热，然后进入到一级网回水管道，为采暖用户提供热量，另一路进入生活热水板换中进行换热，然后进入到一级网回水管道，以加热用户侧热水；
二级网采暖补水分为两路，一路为软化补水管道输出的软化水，另一路为一级网回水，两路二级网采暖补水都先进入水箱，水箱的出口与采暖补水泵组的入口相连通，水箱输出的补水经采暖补水泵组与二级网采暖回水管道输出的二级网采暖回水汇流后进入采暖循环泵组，然后经采暖循环泵组加压后进入到采暖板换中进行换热，最后进入到二级网采暖供水管道中；
二级网采暖回水泄压管道上设置电磁泄压阀，在超压时打开进行泄水，电磁泄压阀的出口分为两路，其中一路经水箱泄水阀与水箱相连通，另一路经地沟泄水阀与换热站内排水地沟相连通，其中，泄水优先进入水箱中，待水箱充满后则进入换热站内排水地沟中；
自来水经生活热水补水泵组后与二级网生活热水回水管道输出的二级网生活热水回水汇流后进入生活热水循环泵组中，并经生活热水循环泵组加压进入生活热水板换中进行换热，最后进入到二级网生活热水供水管道中；
控制系统与总电调阀、采暖电调阀、采暖循环泵组、电磁泄压阀、地沟泄水阀、水箱泄水阀、采暖补水泵组、生活热水循环泵组及生活热水补水泵组相连接。
一级网回水管道设置有一级网总热量计，二级网采暖回水管道上设置有采暖热量计。
水箱与采暖补水泵组之间的管道上设置有采暖补水流量计，生活热水补水泵组的入口处设置有生活热水补水流量计，软化补水管道上设置有软化水补水流量计；
一级网回水管道经电动闸阀及采暖一补二流量计与水箱的入口相连通。
一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道及二级网生活热水回水管道上均设置有压力计及温度计，各压力计及温度计均与控制系统相连接。
水箱上设置有液位计。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统在工作时，将一级网供水管道输出的一级网供水分别送入采暖板换及生活热水板换中，采用水水换热的方式，通过生活热水板换换热形成生活热水供水，通过采暖板换换热形成采暖供水，极大的提高了生活热水供应的稳定性和可靠性，且相比于采暖和生活热水供应分别独立运维，大幅减少了公共设施的建设和投资，降低了采暖和热水供应的单位成本，结构简明，可靠性高，且系统构成主设备多为常规产品，方便生产及采购，便于推广生活热水的集中供应，提高人们的生活质量及舒适程度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为电调阀的调节原理图；
图3为二级网循环泵运行控制回路示意图；
图4为补水泵控制回路示意图。
其中，1为总电调阀、2为一级网总热量计、3为采暖电调阀、4为采暖板换、5为采暖热量计、6为采暖循环泵组、7为电磁泄压阀、8为地沟泄水阀、9为水箱泄水阀、10为采暖补水泵组、11为采暖补水流量计、12为生活热水板换、13为生活热水循环泵组、14为生活热水补水泵组、15为生活热水补水流量计、16为液位计、17为水箱、18为软化水补水流量计、19为电动闸阀、20为采暖一补二流量计。
具体实施方式
本发明提供了一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。下述说明仅仅是示例性的，而不限制本发明的范围及其应用。
参考图1，本发明所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统包括总电调阀1、一级网总热量计2、采暖电调阀3、采暖板换4、采暖热量计5、采暖循环泵组6、电磁泄压阀7、地沟泄水阀8、水箱泄水阀9、采暖补水泵组10、采暖补水流量计11、生活热水板换12、生活热水循环泵组13、生活热水补水泵组14、生活热水补水流量计15、液位计16、水箱17、软化水补水流量计18、电动闸阀19及采暖一补二流量计20。
本发明还包括一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道、二级网生活热水回水管道、二级网采暖回水泄压管道、软化补水管道、换热站内排水地沟、除污器、闸阀、球阀、逆止阀、压力计、温度计、远传电表、网络摄像机及控制系统。
本发明中，一级网侧进(出)站供(回)水共用一根总管，一级网供水管道上设置总电调阀1，并配备旁路，以便事故处理或检修，用于调节本换热站一级网的总流量，一级网回水管道上设置一级网总热量计2，用于计量本换热站的总耗热量，一级网总热量计2两只温度探头分别安装在一级网供水管道及一级网回水管道上，测量一级网供水温度和一级网回水温度；一级网供水管道进站后经总电调阀1分两支路，一路进采暖板换4，一路进生活热水板换12，一级网采暖供水支管上设置采暖电调阀3，并配备旁路，以便事故处理或检修，用于控制一级网采暖支路流量或二级网采暖供水温度。
本发明中，二级网侧采暖和生活热水供应是相对独立的。
本发明中的采暖部分，二级网供水进入用户，经暖气片、风机盘管或地板采暖释放热量后依靠管路压差沿回水干管回到换热站，进入换热器重新加热，完成一个循环；采暖二级网的循环动力由采暖循环泵组6提供，采暖循环泵组6配置变频，节能高效运行；由于管网的跑冒滴漏和用户侧人为放水等原因，系统循环流量降低，所以需要在回水侧进行补水，本发明中二级网采暖补水具备一补二(即将一网回水补入二网回水)和自来水补水(需软化)两种方式，在这两种方式下，补水都先进入水箱17，再经采暖补水泵组10提供动力，进入二级网中，所述采暖补水泵组10的运行方式为二级网定压控制；采暖补水流量计11测量二级网采暖总补水流量，软化水补水流量计18测量二级网采暖自来水补水流量，采暖一补二流量计20测量二级网采暖一补二补水流量；电动闸阀19控制采暖一补二的开和关；二级网采暖供水管道及二级网采暖回水管道直接与用户相连，为了防止事故工况下，二级网超压引起用户侧换热设备损坏，二级网采暖回水泄压管道上设置电磁泄压阀7，泄水优先储进水箱17(需打开水箱泄水阀9)，若水箱17容量不足，关闭水箱泄水阀9，打开地沟泄水阀8，并从其后引接软管，引至换热站内排水地沟。
本发明中生活热水供应部分，二级网供水进入用户，经用户消耗后只有部分回到换热站，为了保持循环供水状态，需在二级网回水处进行补水，补水接自来水(需在水厂集中处理，满足生活用水卫生标准)，二级网循环动力由生活热水循环泵组13提供，生活热水循环泵组13配置变频，节能高效运行；生活热水补水流量计15测量二级网生活热水补水流量，可视其为生活热水供应量；二级网生活热水供水管道及二级网生活热水回水管道均要求镀锌钢管。
二级网采暖回水管道上设置采暖热量计5，测量采暖机组的耗热量，生活热水机组耗热量通过一级网总热量计2与采暖热量计5的示数相减获得。
本发明中设置多个温度计和压力计，用以测量不同位置的温度和压力，其中，同一管段上，压力计安装在温度计上游。
本发明配备控制系统，所有相关测点及设备接入控制系统，并经网络远传至集控中心，实现远程智能控制，站内无人值守，定期安排巡检。
本发明中的电动调节阀均具备手动和自动两种控制模式，手动模式下，直接给定阀门开度信号；自控模式下，通过PID闭环控制，实时调整阀门开度，使目标值趋于稳定，其中，总电调阀1将一级网供水管道的流量设置为目标值，采暖电调阀3将二级网采暖供水温度设置为目标值，调节阀调节原理图参见附图2。
本发明中的二级网循环泵(采暖循环泵组6和生活热水循环泵组13)，以二级网系统供、回水压差为控制目标，通过变频器改变二级网循环泵的转速，保持二级网供回水压差恒定，附图3为二级网循环泵运行控制回路示意。
本发明所述换热站系统的补水采用恒压力控制，即当二级网静压低于设定下限值时，打开补水泵补水；当二级网静压高于设定上限值时，停止补水泵补水；当采暖二级网静压高于设定报警上限值时，打开电磁泄压阀7泄压，并打开水箱泄水阀9将水泄入水箱17，待水箱17充满后，关闭水箱泄水阀9，打开地沟泄水阀8，将水排入地沟；当水箱17液位低于低液位定值时，停止补水泵运行，并报警，补水泵控制回路示意图见附图4。
基于采暖和生活热水供应的工作原理基本一致，用户侧所需热水品质(温度)接近，两者集中维护管理方便，同时本发明的自动化程度高，站内无人值守，远程可监可控，系统节能高效运行，有助于充分发挥集中供热的优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，包括控制系统、一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道、二级网生活热水回水管道、二级网采暖回水泄压管道、软化补水管道、换热站内排水地沟、总电调阀(1)、采暖电调阀(3)、采暖板换(4)、采暖循环泵组(6)、地沟泄水阀(8)、水箱泄水阀(9)、采暖补水泵组(10)、水箱(17)、生活热水板换(12)、生活热水循环泵组(13)及生活热水补水泵组(14)；
一级网供水管道输出的水经总电调阀(1)后分为两路，其中一路经采暖电调阀(3)进入采暖板换(4)中进行换热，然后进入到一级网回水管道，为采暖用户提供热量，另一路进入生活热水板换(12)中进行换热，然后进入到一级网回水管道，以加热用户侧热水；
二级网采暖补水分为两路，一路为软化补水管道输出的软化水，另一路为一级网回水，两路二级网采暖补水都先进入水箱(17)，水箱(17)的出口与采暖补水泵组(10)的入口相连通，水箱(17)输出的补水经采暖补水泵组(10)与二级网采暖回水管道输出的二级网采暖回水汇流后进入采暖循环泵组(6)，然后经采暖循环泵组(6)加压后进入到采暖板换(4)中进行换热，最后进入到二级网采暖供水管道中；
二级网采暖回水泄压管道上设置电磁泄压阀(7)，在超压时打开进行泄水，电磁泄压阀(7)的出口分为两路，其中一路经水箱泄水阀(9)与水箱(17)相连通，另一路经地沟泄水阀(8)与换热站内排水地沟相连通，其中，泄水优先进入水箱(17)中，待水箱(17)充满后则进入换热站内排水地沟中；
自来水经生活热水补水泵组(14)后与二级网生活热水回水管道输出的二级网生活热水回水汇流后进入生活热水循环泵组(13)中，并经生活热水循环泵组(13)加压进入生活热水板换(12)中进行换热，最后进入到二级网生活热水供水管道中；
控制系统与总电调阀(1)、采暖电调阀(3)、采暖循环泵组(6)、电磁泄压阀(7)、地沟泄水阀(8)、水箱泄水阀(9)、采暖补水泵组(10)、生活热水循环泵组(13)及生活热水补水泵组(14)相连接。
2.根据权利要求1所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，一级网回水管道设置有一级网总热量计(2)，二级网采暖回水管道上设置有采暖热量计(5)。
3.根据权利要求1所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，水箱(17)与采暖补水泵组(10)之间的管道上设置有采暖补水流量计(11)，生活热水补水泵组(14)的入口处设置有生活热水补水流量计(15)，软化补水管道上设置有软化水补水流量计(18)。
4.根据权利要求1所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，一级网回水管道经电动闸阀(19)及采暖一补二流量计(20)与水箱(17)的入口相连通。
5.根据权利要求1所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，一级网供水管道、一级网回水管道、二级网采暖供水管道、二级网采暖回水管道、二级网生活热水供水管道及二级网生活热水回水管道上均设置有压力计及温度计，各压力计及温度计均与控制系统相连接。
6.根据权利要求1所述的集采暖和生活热水供应于一体的换热站系统，其特征在于，水箱(17)上设置有液位计(16)。
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