CN114001399A - 一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法 - Google Patents

一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法，通过在阀门出口处提供额外热量，使得管网快速进行温度变化，且额外热量来自于太阳能，不消耗燃料节能环保。该热量通过相变储热技术储存，在需要时释放出来加热供热管网。换热器对支路管道的流体进行热交换，提升支路管道流体的温度；温度传感器监测到支路管道的流体温度达标时，温度传感器给控制器发送指令，控制器控制调节阀的开度，储热系统的换热流体停止循环，本发明提出的阀门控制系统，通过控制器控制调节阀开度，再通过蓄热罐接收吸收来自于太阳能加热器的热量，便可实现对支路管道流体的温度，结构简单，解决了支路管道供热热量不足的问题，在供热领域具有较好的应用前景。

Description

一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于供热领域，涉及一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法。
背景技术
供热系统中的调节阀可调节管网流量、温度等参数，从而可以克服冷热不均，降低能耗。当末端热用户出现冷热不均的问题时，可调大较冷区域的调节阀开度，增加供水管网流量，从而增加温度。但是，由于管网的储热特性和时滞性，改变调节阀开度对温度的影响不是即时的，当增加调节阀开度时，一般要经过一段时间后，来自热源的热量才会传输至末端用户。该问题对管网的整体优化调控是不利的。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于供热管道的阀门控制系统及控制方法，旨在解决现有技术中供热管道的末端热用户供热量不足的缺陷性技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提出的一种用于供热管道的阀门控制系统，包括调节阀、控制器、温度传感器和储热系统；所述调节阀设置在供热管道上；所述控制器安装在热力站；所述温度传感器设置在回水管道上，所述储热系统设置在支路管道上；
所述储热系统包括蓄热罐；所述蓄热罐的一侧设有用于提供热量的太阳能加热器，所述蓄热罐与所述太阳能加热器之间设置有能够控制水流的第二泵，所述蓄热罐、所述太阳能加热器和所述第二泵相连形成回路；所述蓄热罐的另一侧设有用于换热的换热器，所述换热器与所述蓄热罐之间设置有能够控制水流的第一泵，所述蓄热罐、所述换热器与所述第一泵相连形成回路；
所述调节阀、第一泵、温度传感器和第二泵均与控制器电性相连，所述控制器能够控制调节阀、第一泵和第二泵的开合。
优选地，所述调节阀通过线缆与所述控制器相连。
优选地，所述第一泵和所述第二泵均通过线缆与所述控制器相连。
优选地，所述温度传感器通过线缆与所述控制器相连。
优选地，所述蓄热罐中填充相变材料，用于吸收来自于太阳能加热器的热量。
优选地，所述第一泵采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述第二泵采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
优选地，所述调节阀采用焊接或螺钉方式固定在供热管道上；
所述换热器采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述蓄热罐采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
优选地，所述温度传感器采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述太阳能加热器采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
本发明还提出了一种用于供热管道的阀门控制系统的控制方法，包括如下步骤：
首先，温度传感器将回水管道的低温状态反馈给控制器后，控制器给调节阀、第一泵和第二泵发出指令，增大调节阀开度，并打开第一泵和第二泵；
其次，第二泵将太阳能加热器加热的水输送到蓄热罐中，蓄热罐中的水在第一泵的作用下通过换热器与支路管道的流体进行热交换，再将换热后的水循环到蓄热罐中，在第二泵的作用下将循环水输送至太阳能加热器实现循环水的加热；
最后，温度传感器监测到回水管道的流体温度达标时，温度传感器给控制器发送指令，控制器控制调节阀的开度，并关闭第一泵和第二泵，储热系统的换热流体停止循环。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提出的一种用于供热管道的阀门控制系统，通过在阀门出口处提供额外热量，可以使得管网快速进行温度变化，解决末端热用户供热量不足的问题。具体的，通过温度传感器将支路管道的流体温度反馈给控制器，控制器就能够对调节阀、第一泵和第二泵发送指令，从而使蓄热罐接收吸收来自于太阳能加热器的热量，并将热量传输给换热器，换热器对支路管道的流体进行热交换，提升支路管道流体的温度；温度传感器监测到支路管道的流体温度达标时，温度传感器给控制器发送指令，控制器控制调节阀的开度，储热系统的换热流体停止循环，本发明提出的用于供热管道的阀门控制系统，通过控制器控制调节阀开度及第一泵和第二泵的开合，再通过蓄热罐接收吸收来自于太阳能加热器的热量，便可实现对支路管道流体的温度，结构简单，解决了支路管道供热热量不足的问题，在供热领域具有较好的应用前景。
进一步地，蓄热罐中填充相变材料，通过太阳能加热器提供热量，可在释热过程中加热供热管网流体。
本发明还提出了一种用于供热管道的阀门控制系统的供热方法，通过温度传感器将支路管道的流体温度反馈给控制器，控制器控制调节阀的开度，再结合蓄热罐接收吸收来自于太阳能加热器的热量，并将热量传输给换热器，对流体实现热交换，从而提升支路管道流体的温度。本发明提出的用于供热管道的阀门控制系统的供热方法，操作简单，便于实现。
附图说明
图1为本发明的供热管道的阀门控制系统结构图。
其中：1-调节阀；2-换热器；3-控制器；4-第一泵；5-蓄热罐；6-温度传感器；7-太阳能加热器；8-第二泵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明提供一种用于供热管道的阀门控制系统，如图1所示，包括调节阀1、控制器3、温度传感器6和储热系统。调节阀1设置在供热管道上；控制器3安装在热力站；温度传感器6设置在回水管道上，储热系统设置在支路管道上。
所述储热系统包括蓄热罐5，蓄热罐5的一侧设有用于提供热量的太阳能加热器7，所述蓄热罐5与太阳能加热器7之间还设置有能够控制水流的第二泵8；蓄热罐5的另一侧设有用于换热的换热器2，所述换热器2与所述蓄热罐5之间还设置有能够控制水流的第一泵4；所述蓄热罐5、太阳能加热器7和第二泵8相连形成回路；所述换热器2、蓄热罐5和第一泵4相连形成回路；所述调节阀1、第一泵4、温度传感器6和第二泵8均与控制器3电性相连，所述控制器3能够控制调节阀1、第一泵4和第二泵8的开合。
所述调节阀1、第一泵4、温度传感器6和第二泵8均通过线缆与控制器3相连。
第一泵4采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。蓄热罐5中填充相变材料，吸收来自于太阳能加热器7的热量。控制器3接收来自于供热管道上的调节阀1和回水管辂上的温度传感器6的信号，用以控制第一泵4和第二泵8的开启和关闭。换热器2可以实现供热管网流体和来自蓄热罐5换热流体热热交换。第二泵8采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。所述调节阀1采用焊接或螺钉方式固定在供热管道上；所述换热器2采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；所述蓄热罐5采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；所述温度传感器6采用焊接或螺钉方式固定在回水管道上；所述太阳能加热器7采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
对于常规热网，其供水管道上只有调节阀1。当支路末端热用户温度不达标时，需增加调节阀1开度，从而增加管网温度，此时管网流量瞬时增加，但是由于温度传输的迟滞性，调节阀1后的流体温度无法瞬时增加，对热网调控造成了困难。
本发明提出的一种用于供热管道的阀门控制系统，通过在阀门出口处提供额外热量，可以使得管网快速进行温度变化，解决末端热用户供热量不足的问题；且额外热量来自于太阳能，不消耗燃料，具有节能环保的特点。该热量通过相变储热技术储存，在需要时释放出来加热供热管网。本发明中的储热材料选用相变点略高于管网温度的材料，由于相变材料在相变过程中温度近似不变，可以在加热供热管网流体的同时，不会使供热管网温度产生大幅波动，有利于保证管网的安全。
本发明提出的一种用于供热管道的阀门控制系统的控制方法的工作原理及工作过程如下：
首先，温度传感器6将回水管道的低温状态反馈给控制器3后，控制器3给调节阀1、第一泵4和第二泵8发出指令，增大调节阀1开度，并打开第一泵4和第二泵8；
其次，第二泵8将太阳能加热器7加热的水输送到蓄热罐5中，蓄热罐5中的水在第一泵4的作用下通过换热器2与支路管道的流体进行热交换，再将换热后的水循环到蓄热罐5中，在第二泵8的作用下将循环水输送至太阳能加热器7实现循环水的加热；
最后，温度传感器6监测到回水管道的流体温度达标时，温度传感器6给控制器3发送指令，控制器3控制调节阀1的开度，并关闭第一泵4和第二泵8，储热系统的换热流体停止循环。
具体的，当供热管网的调节阀1开度增加时，管网流量瞬时增加。此时传输信号至控制器3，控制器3控制第一泵4开启，储热系统换热流体循环至换热器2中，储热系统换热流体和供热管网中的工质进行热交换，提升供热管网温度，可快速改善该支路末端热用户温度不达标的问题。
当回水管路上的温度传感器6监测到回水温度达标时，即末端热用户供热正常，通过控制器3控制第一泵4关闭，储热系统的换热流体停止循环。
白天有阳光时段，第二泵8启动，水在太阳能加热器7中吸收热量，在第二泵8作用下循环至蓄热罐5，在蓄热罐5放热至储热材料。蓄热罐5中填充相变材料，通过太阳能加热装置7提供热量，存储于相变材料中，可在释热过程中加热供热管网流体。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，包括调节阀(1)、控制器(3)、温度传感器(6)和储热系统；所述调节阀(1)设置在供热管道上；所述控制器(3)安装在热力站；所述温度传感器(6)设置在回水管道上，所述储热系统设置在支路管道上；
所述储热系统包括蓄热罐(5)；所述蓄热罐(5)的一侧设有用于提供热量的太阳能加热器(7)，所述蓄热罐(5)与所述太阳能加热器(7)之间设置有能够控制水流的第二泵(8)，所述蓄热罐(5)、所述太阳能加热器(7)和所述第二泵(8)相连形成回路；所述蓄热罐(5)的另一侧设有用于换热的换热器(2)，所述换热器(2)与所述蓄热罐(5)之间设置有能够控制水流的第一泵(4)，所述蓄热罐(5)、所述换热器(2)与所述第一泵(4)相连形成回路；
所述调节阀(1)、第一泵(4)、温度传感器(6)和第二泵(8)均与控制器(3)电性相连，所述控制器(3)能够控制调节阀(1)、第一泵(4)和第二泵(8)的开合。
2.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述调节阀(1)通过线缆与所述控制器(3)相连。
3.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述第一泵(4)和所述第二泵(8)均通过线缆与所述控制器(3)相连。
4.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述温度传感器(6)通过线缆与所述控制器(3)相连。
5.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述蓄热罐(5)中填充相变材料，用于吸收来自于太阳能加热器(7)的热量。
6.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述第一泵(4)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述第二泵(8)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
7.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述调节阀(1)采用焊接或螺钉方式固定在供热管道上；
所述换热器(2)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述蓄热罐(5)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
8.根据权利要求1所述的用于供热管道的阀门控制系统，其特征在于，所述温度传感器(6)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上；
所述太阳能加热器(7)采用焊接或螺钉方式固定在支路管道上。
9.采用权利要求1～8中任意一项所述的用于供热管道的阀门控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先，温度传感器(6)将回水管道的低温状态反馈给控制器(3)后，控制器(3)给调节阀(1)、第一泵(4)和第二泵(8)发出指令，增大调节阀(1)开度，并打开第一泵(4)和第二泵(8)；
其次，第二泵(8)将太阳能加热器(7)加热的水输送到蓄热罐(5)中，蓄热罐(5)中的水在第一泵(4)的作用下通过换热器(2)与支路管道的流体进行热交换，再将换热后的水循环到蓄热罐(5)中，在第二泵(8)的作用下将循环水输送至太阳能加热器(7)实现循环水的加热；
最后，温度传感器(6)监测到回水管道的流体温度达标时，温度传感器(6)给控制器(3)发送指令，控制器(3)控制调节阀(1)的开度，并关闭第一泵(4)和第二泵(8)，储热系统的换热流体停止循环。
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