CN112648670A - 一种供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供热系统，属于城市供热技术领域，该供热系统包括调节阀、集水器、分水器、循环泵与换热器，所述调节阀本体包括阀体、阀芯、阀杆与电动执行器，所述阀芯被构造成用于对所述第一出液段与所述第二出液段进行启闭切换控制，所述阀芯设置于所述阀体腔，所述阀体腔通过阀杆转动安装于所述阀体，所述电动执行器与所述阀杆传动连接，所述流量传感器安装于所述进液段，所述温度传感器安装于所述第一出液段与所述第二出液段，所述流量传感器与所述温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器与所述电动执行器电性连接，该供热系统解决了因管线过长造成的温度滞后现象，提升锅炉运行的安全性，节省电耗。

Description

一种供热系统

技术领域

本发明涉及城市供热技术领域，具体而言，涉及一种供热系统。

背景技术

目前，在城市集中供热管网系统中根据天气变化需要不断调节二次供水的温度。供热企业只能通过调节一网的供水和流量来控制二次网的供水温度，为了保证远端用户供热效果，大多数供热单位会采取提高二次网供水温度、提高循环泵功率、加大管网循环流量等措施，这些方法存在以下弊端：1.为了不断改变二次网的供水温度，频繁调节一网运行状态，给锅炉的运行带来了安全隐患；2.在二次网的循环系统中，换热站与锅炉房有近有远，有的远端离锅炉房几公里甚至更远，调节一次网的供水温度到远端换热站二次供水温度的变化往往需要几十分钟甚至几个小时，供温滞后；3.在二次网供热循环系统中，都采取恒定压力恒定流量循环，循环泵大功率电机始终保持着大功率运转电量消耗很大，调节供水温度时温度滞后反应时间长，热量损耗大，浪费了能源。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种供热系统，旨在改善供热企业只能通过调节一网的供水和流量来控制二次网的供水温度的问题。

本发明是这样实现的：一种供热系统，包括调节阀，所述调节阀包括调节阀本体和控制组件，所述调节阀本体包括阀体、阀芯、阀杆与电动执行器，所述阀体内部设置有阀体腔、进液段、第一出液段与第二出液段，所述阀芯被构造成用于对所述第一出液段与所述第二出液段进行启闭切换控制，所述阀芯设置于所述阀体腔，所述阀体腔通过阀杆转动安装于所述阀体，所述电动执行器与所述阀杆传动连接。

所述控制组件包括控制器、流量传感器与温度传感器，所述流量传感器安装于所述进液段，所述温度传感器安装于所述第一出液段与所述第二出液段，所述流量传感器与所述温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器与所述电动执行器电性连接，以及

集水器、分水器、循环泵与换热器，所述集水器、所述循环泵与所述进液段依次连通，所述第一出液段与所述换热器、集水器依次连通，所述第二出液段与所述分水器连通，所述换热器与外部供热水管连通。

在本发明的一种实施例中，所述阀杆设置有两个，两个所述阀杆分别固定于所述阀芯的上下两侧，两个所述阀杆分别安装有轴套，两个所述阀杆通过轴套转动安装于所述阀体的上下两侧。

在本发明的一种实施例中，所述流量传感器紧密连接在进液段的外壁上，所述温度传感器固定在第一出液段与所述第二出液段的内壁上。

在本发明的一种实施例中，所述阀体上设置有发电组件，所述发电组件包括微型水流发电机、第一导流管与第二导流管，所述微型水流发电机的进水口与出水孔分别与所述第一导流管与所述第二导流管连通，所述第一导流管远离所述微型水流发电机的一端与所述进液段连通，所述第二导流管远离所述微型水流发电机的一端分叉设置，所述第二导流管分叉的一端分别与所述第一出液段与所述第二出液段连通。

在本发明的一种实施例中，所述微型水流发电机采用微型永磁发电机。

在本发明的一种实施例中，所述第一导流管与所述第二导流管上均安装有微型开关。

在本发明的一种实施例中，所述控制组件还包括移动终端、电机伺服模块、无线通信模块和电池，所述电池的输入端与所述微型水流发电机电性连接，所述电池的输出端与所述控制器电性连接，所述控制器分别与所述电机伺服模块、所述无线通信模块耦接，所述电机伺服模块与所述电动执行器驱动连接，所述无线通信模块与所述移动终端通信连接。

在本发明的一种实施例中，所述阀体腔内壁设置有橡胶垫，所述阀芯滑动密封安装于所述阀体内部。

在本发明的一种实施例中，所述阀杆的顶部与所述阀体之间设置有双层O型密封圈。

在本发明的一种实施例中，所述阀芯为半球形。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种供热系统，换热器与外部供热水管组成一次网，集水器、分水器、循环泵与换热器组成二次网，使用时，通过改变调节阀的阀芯的角度，使得第一出液段与第二出液段的开度改变。第二出液段开度越大回水分流到供水的大循环的流量越大，而从第一出液段进入换热器的流量越小，这是供水的温度变低，反之当第二出液段的开度越小回水进入大循环的比例越小，而进入换热器的量越大，这是二次网供水温度越高，从而实现在不频繁调节一次网的供水温度时，经过调节二次网调节阀的开度来调节二次网供水温度，解决了因管线过长造成的温度滞后现象，提升锅炉运行的安全性；当调节阀第二出液段开度时，第二出液段开度越大，第一出液段开度越小，进入换热器的流量越小热损耗越小，而一次网回水温度越高，锅炉的热损耗越小，实现“按需取热”的运行模式，降低热量损耗；当调节阀第二出液段开度变大时，热交换系统的循环阻力变小，循环泵扬程变低流量变大，而二次网循环是需要保持恒压恒流运行，这时需要降低循环泵电机的变频使流量保持在设定流量，从而达到节省电耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的供水系统的流程图；

图2为本发明实施方式提供的调节阀的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的调节阀本体的结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的调节阀本体内部俯视结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的阀芯的安装结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的控制组件的系统框图。

图中：10-调节阀；100-调节阀本体；110-阀体；120-阀芯；130-阀杆；131-轴套；140-电动执行器；150-阀体腔；160-进液段；170-第一出液段；180-第二出液段；200-控制组件；210-控制器；220-流量传感器；230-温度传感器；300-发电组件；310-微型水流发电机；320-第一导流管；321-微型开关；330-第二导流管；20-集水器；30-分水器；40-循环泵；50-换热器。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种供热系统，其特征在于，包括调节阀10、集水器20、分水器30、循环泵40与换热器50。

请参阅图2、图3和图4，调节阀10包括调节阀本体100和控制组件200，调节阀本体100包括阀体110、阀芯120、阀杆130与电动执行器140，阀体110内部设置有阀体腔150、进液段160、第一出液段170与第二出液段180，阀芯120被构造成用于对第一出液段170与第二出液段180进行启闭切换控制，阀芯120设置于阀体腔150，阀体腔150通过阀杆130转动安装于阀体110，电动执行器140与阀杆130传动连接。

在一些具体的实施方案中，阀体腔150内壁设置有橡胶垫，阀芯120滑动密封安装于阀体110内部。

请参阅图5，在一些具体的实施方案中，阀杆130设置有两个，两个阀杆130分别固定于阀芯120的上下两侧，两个阀杆130分别安装有轴套131，两个阀杆130通过轴套131转动安装于阀体110的上下两侧。

在一些具体的实施方案中，阀杆130的顶部与阀体110之间设置有双层O型密封圈，阀杆130采用耐腐蚀不锈钢材质。

在一些具体的实施方案中，阀芯120为半球形，采用304不锈钢材质铸造，经过球面加工研磨、热处理、表面经过氮化处理等工艺，具有耐磨、流通阻力小，流量百分比调节等特性，流通压力稳定，其泄漏量为≦5％的非零泄漏设计；阀体110为本体直接加工阀座，采用碳素钢压铸焊接而成的，两端采用焊接连接进出水管，空间体积小，便于安装于管道上任何位置。

请参阅图6，控制组件200包括控制器210、流量传感器220与温度传感器230，流量传感器220安装于进液段160，所述的流量传感器220为超声波外夹式流量传感器，采用TDS100超声波低能耗集成芯片，能耗低、体积小、精确度高、稳定性好，温度传感器230安装于第一出液段170与第二出液段180，温度传感器230为带护套插入式温度传感器，采用低功耗LoRa芯片，能耗低、体积小、精确度高、稳定性好，流量传感器220与温度传感器230均与控制器210电性连接，控制器210与电动执行器140电性连接。

在一些具体的实施方案中，控制组件200还包括移动终端、电机伺服模块、无线通信模块和电池，所述的电池为锂聚合物充电电池，电池的输入端与微型水流发电机310电性连接，电池的输出端与控制器210电性连接，控制器210分别与电机伺服模块、无线通信模块耦接，电机伺服模块与电动执行器140驱动连接，电机伺服模块用于电机运转控制、驱动齿轮箱用于电机扭矩输出，无线通信模块与移动终端通信连接。

在一些具体的实施方案中，无线通信模块采用GPRS通信方式，用于接收移动终端的指令和上传采集数据，流量传感器220安装在阀体110的进液段160用于采集瞬时流量，温度传感器230用于采集第一出液段170与第二出液段180内的介质温度，通过无线通信模块接收移动终端的调节指令控制电动执行器140使得调节阀10的开度达到精准控制。

在一些具体的实施方案中，流量传感器220紧密连接在进液段160的外壁上，温度传感器230固定在第一出液段170与第二出液段180的内壁上。

集水器20、循环泵40与进液段160依次连通，第一出液段170与换热器50、集水器20依次连通，第二出液段180与分水器30连通，换热器50与外部供热水管连通。

在一些具体的实施方案中，阀体110上设置有发电组件300，发电组件300包括微型水流发电机310、第一导流管320与第二导流管330，第一导流管320与第二导流管330上均安装有微型开关321，微型水流发电机310采用微型永磁发电机，微型永磁发电机需要驱动压差小、发电功率大可达30W，可根据所需调节第一导流管320与第二导流管330上微型开关321，使得微型水流发电机310发电，并输出DC12V电压用于电池充电，微型水流发电机310的进水口与出水孔分别与第一导流管320与第二导流管330连通，第一导流管320远离微型水流发电机310的一端与进液段160连通，第二导流管330远离微型水流发电机310的一端分叉设置，第二导流管330分叉的一端分别与第一出液段170与第二出液段180连通。

工作原理：如图1所示，使用时，通过改变调节阀10的阀芯120的角度，使得第一出液段170与第二出液段180的开度改变。第二出液段180开度越大回水分流到供水的大循环的流量越大，而从第一出液段170进入换热器50的流量越小，这是供水的温度变低，反之当第二出液段180的开度越小回水进入大循环的比例越小，而进入换热器50的量越大，这是二次网供水温度越高，从而实现在不频繁调节一次网的供水温度时，经过调节二次网调节阀10的开度来调节二次网供水温度；当调节阀10第二出液段180开度时，第二出液段180开度越大，第一出液段170开度越小，进入换热器50的流量越小热损耗越小，而一次网回水温度越高，锅炉的热损耗越小，实现“按需取热”的运行模式。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供热系统，其特征在于，包括

调节阀(10)，所述调节阀(10)包括调节阀本体(100)和控制组件(200)，

其中，所述调节阀本体(100)包括阀体(110)、阀芯(120)、阀杆(130)与电动执行器(140)，所述阀体(110)内部设置有阀体腔(150)、进液段(160)、第一出液段(170)与第二出液段(180)，所述阀芯(120)被构造成用于对所述第一出液段(170)与所述第二出液段(180)进行启闭切换控制，所述阀芯(120)设置于所述阀体腔(150)，所述阀体腔(150)通过阀杆(130)转动安装于所述阀体(110)，所述电动执行器(140)与所述阀杆(130)传动连接；

所述控制组件(200)包括控制器(210)、流量传感器(220)与温度传感器(230)，所述流量传感器(220)安装于所述进液段(160)，所述温度传感器(230)安装于所述第一出液段(170)与所述第二出液段(180)，所述流量传感器(220)与所述温度传感器(230)均与所述控制器(210)电性连接，所述控制器(210)与所述电动执行器(140)电性连接；以及

集水器(20)、分水器(30)、循环泵(40)与换热器(50)，所述集水器(20)、所述循环泵(40)与所述进液段(160)依次连通，所述第一出液段(170)与所述换热器(50)、集水器(20)依次连通，所述第二出液段(180)与所述分水器(30)连通，所述换热器(50)与外部供热水管连通。

2.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述阀杆(130)设置有两个，两个所述阀杆(130)分别固定于所述阀芯(120)的上下两侧，两个所述阀杆(130)分别安装有轴套(131)，两个所述阀杆(130)通过轴套(131)转动安装于所述阀体(110)的上下两侧。

3.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述流量传感器(220)紧密连接在进液段(160)的外壁上，所述温度传感器(230)固定在第一出液段(170)与所述第二出液段(180)的内壁上。

4.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述阀体(110)上设置有发电组件(300)，所述发电组件(300)包括微型水流发电机(310)、第一导流管(320)与第二导流管(330)，所述微型水流发电机(310)的进水口与出水孔分别与所述第一导流管(320)与所述第二导流管(330)连通，所述第一导流管(320)远离所述微型水流发电机(310)的一端与所述进液段(160)连通，所述第二导流管(330)远离所述微型水流发电机(310)的一端分叉设置，所述第二导流管(330)分叉的一端分别与所述第一出液段(170)与所述第二出液段(180)连通。

5.根据权利要求4所述的供水系统，其特征在于，所述微型水流发电机(310)采用微型永磁发电机。

6.根据权利要求4所述的供水系统，其特征在于，所述第一导流管(320)与所述第二导流管(330)上均安装有微型开关(321)。

7.根据权利要求4所述的供水系统，其特征在于，所述控制组件(200)还包括移动终端、电机伺服模块、无线通信模块和电池，所述电池的输入端与所述微型水流发电机(310)电性连接，所述电池的输出端与所述控制器(210)电性连接，所述控制器(210)分别与所述电机伺服模块、所述无线通信模块耦接，所述电机伺服模块与所述电动执行器(140)驱动连接，所述无线通信模块与所述移动终端通信连接。

8.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述阀体腔(150)内壁设置有橡胶垫，所述阀芯(120)滑动密封安装于所述阀体(110)内部。

9.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述阀杆(130)的顶部与所述阀体(110)之间设置有双层O型密封圈。

10.根据权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所述阀芯(120)为半球形。

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