CN116878054A - 换热机组及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供热设备技术领域，提供了一种换热机组及其控制系统，包括第一换热器、第二换热器和热泵；其中，第一换热器的一次水进口与一次水供水管连通，第一换热器的一次水出口与第二换热器的一次水进口连通，第一换热器的二次水进口与二次水回水管连通，第一换热器的二次水出口与二次水供水管连通；第二换热器的一次水出口与一次水回水管连通，第二换热器的中介水进口与热泵的中介水出口连通，第二换热器的中介水出口与热泵的中介水进口连通；热泵的二次水进口与二次水回水管连通，热泵的二次水出口与二次水供水管连通。本发明的换热机组及其控制系统能够解决原有的城市集中供热系统热源不足以及热源温度利用率不足等问题。

Description

换热机组及其控制系统

技术领域

本发明涉及供热设备技术领域，尤其涉及一种换热机组及其控制系统。

背景技术

目前，随着我国城市化进程的加速，热电联产集中供热成了冬季居民取暖的主要途径。但原有的热源、热力管网等设施建设较早，裕量不足，致使拓展供热面积能力弱，与城市发展有脱节的趋势。如果重新建设新的热源、管网，则要投入额外的人力物力，原有的设施还会造成不必要的浪费。因此，现有热力设施与城市发展之间存在矛盾，如城市集中供热系统热源不足以及热源温度利用率不足等问题。

因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种换热机组及其控制系统，用以解决原有的城市集中供热系统热源不足以及热源温度利用率不足等问题。

本发明提供一种换热机组，包括第一换热器、第二换热器和热泵；

其中，所述第一换热器的一次水进口与一次水供水管连通，所述第一换热器的一次水出口与所述第二换热器的一次水进口连通，所述第一换热器的二次水进口与二次水回水管连通，所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管连通；

所述第二换热器的一次水出口与一次水回水管连通，所述第二换热器的中介水进口与所述热泵的中介水出口连通，所述第二换热器的中介水出口与所述热泵的中介水进口连通；

所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管连通，所述热泵的二次水出口与所述二次水供水管连通。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括第一循环水泵，所述第一换热器的二次水进口经所述第一循环水泵与所述二次水回水管连通，所述热泵的二次水进口经所述第一循环水泵与所述二次水回水管连通。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括第二循环水泵，所述第二换热器的中介水进口经所述第二循环水泵与所述热泵的中介水出口连通。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括补水泵，所述二次水回水管经所述补水泵与补水口连通，所述热泵与所述第二换热器之间的中介水网经所述补水泵与所述补水口连通。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括控制器和多个温度传感器，多个所述温度传感器包括设置在所述一次水供水管上的第一温度传感器、设置在所述第一换热器的一次水出口与所述第二换热器的一次水进口之间的第二温度传感器、设置在所述第二换热器的一次水出口与所述一次水回水管之间的第三温度传感器、设置在所述二次水回水管与所述第一换热器的二次水进口之间的第四温度传感器、设置在所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管之间的第五温度传感器、设置在所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管之间的第六温度传感器、以及设置在所述热泵的二次水出口与所述二次水供水管之间的第七温度传感器，其中，所述第一温度传感器至所述第七温度传感器、所述第一循环水泵、所述第二循环水泵以及所述补水泵均与所述控制器电性连接。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括多个压力传感器，多个所述压力传感器包括设置在所述二次水回水管与所述第一换热器的二次水进口之间的第一压力传感器、设置在所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管之间的第二压力传感器、设置在所述第二换热器的中介水进口与所述热泵的中介水出口之间的第三压力传感器、以及设置在所述第二换热器的中介水出口与所述热泵的中介水进口之间的第四压力传感器，所述第一压力传感器至所述第四压力传感器均与所述控制器电性连接。

根据本发明提供的换热机组，所述换热机组还包括多个电动阀，多个所述电动阀包括设置在所述一次水供水管上的第一电动阀、设置在所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管之间的第二电动阀以及设置在所述中介水网与所述补水泵之间的第三电动阀，其中，所述第一电动阀、所述第二电动阀以及所述第三电动阀均与所述控制器电性连接。

本发明还提供一种如上所述的换热机组的控制系统，包括控制模块以及与所述控制模块电性连接的一次水网温度检测模块、二次水网温度检测模块、一次水网流量调节模块、中介水网流量调节模块、二次水网流量调节模块；

所述一次水网温度检测模块用于检测所述一次水供水管中的一次供水温度以及所述一次水回水管中的一次回水温度，所述二次水网温度检测模块用于检测所述二次水回水管中的二次回水温度以及所述二次水供水管中的二次供水温度；

所述一次水网流量调节模块用于调节所述一次水供水管与所述一次水回水管之间的一次水网的流量，所述中介水网流量调节模块用于调节所述第二换热器与所述热泵之间的中介水网的流量，所述二次水网流量调节模块用于调节所述二次水回水管与所述二次水供水管之间的二次水网的流量；

当所述一次水网温度检测模块检测的一次供回水温差小于第一预设温度值时，所述控制模块通过控制所述一次水网流量调节模块、所述中介水网流量调节模块和所述二次水网流量调节模块中的至少一者以调节一次供回水温差维持在所述第一预设温度值；当所述二次水网温度检测模块检测的二次供回水温差小于第二预设温度值时，所述控制模块通过控制所述一次水网流量调节模块、所述中介水网流量调节模块和所述二次水网流量调节模块中的至少一者以调节二次供回水温差维持在所述第二预设温度值。

根据本发明提供的换热机组的控制系统，所述一次水网温度检测模块包括第一温度检测子模块和第二温度检测子模块，所述第一温度检测子模块用于检测所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差，所述第二温度检测子模块用于检测所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差；

当所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第三预设温度值时，所述控制模块通过控制所述二次水网流量调节模块以调节所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在所述第三预设温度值；当所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第四预设温度值时，所述控制模块通过控制所述中介水网流量调节模块以及所述二次水网流量调节模块以调节所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在所述第四预设温度值。

根据本发明提供的换热机组的控制系统，所述控制系统还包括补水模块、中介水网压力检测模块、二次水网压力检测模块以及室外温度检测模块，所述补水模块、所述中介水网压力检测模块、所述室外温度检测模块和所述二次水网压力检测模块均与所述控制模块电性连接；

所述中介水网压力检测模块用于检测所述中介水网的压力值，所述二次水网压力检测模块用于检测所述二次水网的压力值，所述补水模块用于根据所述二次水网和所述中介水网的压力值分别为所述二次水网和所述中介水网补水，所述室外温度检测模块用于检测室外温度；

当所述二次水网的压力值小于第一预设压力值时，所述控制模块通过控制所述补水泵的启动以对所述二次水网进行补水；并且，当所述中介水网的压力值小于第二预设压力值时，所述控制模块通过控制所述第三电动阀的选通以对所述中介水网进行补水；以及所述控制模块根据所述室外温度检测模检测的室外温度调控所述换热机组的运行负荷。

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明的换热机组及其控制系统，通过在一次水供水管与一次水回水管之间设置串联的第一换热器和第二换热器，第一换热器分别与二次水回水管和二次水供水管连通，并且还在二次水回水管与二次水供水管之间增设热泵，并将热泵与第二换热器连通，使得一次水供水与二次水回水之间形成两路换热通道，其中第一路二次水回水经第一换热器与一次水供水换热后流入二次水供水管中；由于一次水供水经过第一换热器换热后其温度必然大于二次水回水的温度，因此设置第二换热器可将自第一换热器流出的一次水供水进一步与热泵进行二次换热，热泵可利用一次水供水提供的热量对第二路二次水回水进行提温，提温后的第二路二次水回水在二次水供水管中与第一路二次水回水混合后流入用户端。因此，本发明可提高原有的城市集中供热系统的热源温度利用率，解决原有的城市集中供热系统热源不足、热力系统管网输送能力不足以及二级站换热机组供热能力不足等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的换热机组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的换热机组的控制系统的结构示意图。

附图标记：

1、第一换热器；2、第二换热器；3、热泵；4、一次水供水管；5、一次水回水管；6、二次水回水管；7、二次水供水管；9、第一循环水泵；10、第二循环水泵；11、补水泵；12、控制器；T1、第一温度传感器；T2、第二温度传感器；T3、第三温度传感器；T4、第四温度传感器；T5、第五温度传感器；T6、第六温度传感器；T7、第七温度传感器；P1、第一压力传感器；P2、第二压力传感器；P3、第三压力传感器；P4、第四压力传感器；P5、第五压力传感器；P6、第六压力传感器；P7、第七压力传感器；P8、第八压力传感器；P9、第九压力传感器；P10、第十压力传感器；M1、第一电动阀；M2、第二电动阀；M3、第三电动阀；101、控制模块；102、一次水网温度检测模块；103、二次水网温度检测模块；104、一次水网流量调节模块；105、中介水网流量调节模块；106、二次水网流量调节模块；107、补水模块；108、中介水网压力检测模块；109、二次水网压力检测模块；1021、第一温度检测子模块；1022、第二温度检测子模块；110、室外温度检测模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种换热机组，用于实现原有城市集中供热设施提供的一次供水与用户端散热装置提供的二次回水之间的热量交换。该换热机组包括第一换热器1、第二换热器2和热泵3。其中，第一换热器1和第二换热器2串联在原有城市集中供热设施的热源端的一次水网中，第一换热器1用于与用户端的二次水网进行热量交换，第二换热器2通过中介水网连接的热泵3与用户端的二次水网进行热量交换。其中，一次水网包括一次水供水管4和一次水回水管5，二次水网包括二次水回水管6和二次水供水管7。

具体地，第一换热器1的一次水进口与一次水供水管4连通，第一换热器1的一次水出口与第二换热器2的一次水进口连通，第一换热器1的二次水进口与二次水回水管6连通，第一换热器1的二次水出口与二次水供水管7连通。第二换热器2的一次水出口与一次水回水管5连通，第二换热器2的中介水进口与热泵3的中介水出口连通，第二换热器2的中介水出口与热泵3的中介水进口连通。热泵3的二次水进口与二次水回水管6连通，热泵3的二次水出口与二次水供水管7连通。

其中，一次水供水管4与原有城市集中供热设施的热源出口连接，一次水回水管5与原有城市集中供热设施的热源入口连接，即原有城市集中供热设施加热的一次水在换热机组换热后，再次流入热源进行加热。二次水回水管6与用户端的散热装置出口连接，二次水供水管7与用户端的散热装置入口连接，即从用户端的散热装置中流出的二次回水在换热机组换热后，再次流入用户端的散热装置中使用，一次水网和二次水网分别形成一个闭环。

需要说明的是，城市集中供热系统存在热源不足的问题是指：在城市建设中，热源厂常规为燃煤锅炉或燃气锅炉，其建设数量及选址无法满足当下城市化建设快速发展的需求，从而导致城市集中供热系统的供热能力无法满足当下城市化建设的需求。

而本发明实施例通过在热源端的一次水网和用户端的二次水网之间设计两路换热通道，将热源提供的一次水进行多级利用，使一次水的热量得到最大化的利用，大大提升了热源温度的利用率，在无需额外增加城市集中供热系统数量的情况下提升了城市集中供热系统的供热能力，从而在一定程度上弥补原有城市集中供热系统热源不足的问题。

在一种实施例中，第一换热器1和第二换热器2均为可拆板式换热器，热泵3可以为涡旋式地源热泵或者水源热泵，当然，并不以此为限。

进一步的，换热机组还包括第一循环水泵9和第二循环水泵10，其中，第一循环水泵9设置在二次水网中，第二循环水泵10设置在第二换热器2与热泵3之间的中介水网中。第一循环水泵9和第二循环水泵10分别用于调节二次水网和中介水网中的水的流量。

具体地，第一换热器1的二次水进口经第一循环水泵9与二次水回水管6连通，热泵3的二次水进口经第一循环水泵9与二次水回水管6连通；第二换热器2的中介水进口经第二循环水泵10与热泵3的中介水出口连通。

其中，第一路二次水回水经第一循环水泵9增压后直接进入第一换热器1内与一次水供水进行换热，并且换热后流入二次水供水管7中。第二路二次水回水经第一循环水泵9增压后进入热泵3中与中介水网中的中介水进行换热，并且换热后流入二次水供水管7中。中介水经第二循环水泵10增压后在中介水网中进行循环。

由于原有城市集中供热系统建设较早，其还存在管网输送能力不足的问题，无法满足当下用户端的散热装置的高效散热需求。而本发明实施例通过在水路管网中设置第一循环水泵9和第二循环水泵10，可以促进管网中水的循环，从而提升了管网的输送能力，使换热后提温的二次水能够快速流入散热装置内，提升散热装置的散热效果。

更进一步的，换热机组还包括补水泵11，其中，二次水回水管6经补水泵11与补水口连通，热泵3的中介水出口与第二换热器2的中介水进口之间的管路经补水泵11与补水口连通。补水泵11用于将补水口提供的常温自来水增压后进入到二次水网和中介水网中，以达到弥补二次水网和中介水网中的水在循环过程中跑、冒、滴、漏等引起的水量损失的目的。

其中，换热机组还包括控制器12、以及分别与控制器12电性连接的多个温度传感器、多个压力传感器和多个电动阀。并且，第一循环水泵9、第二循环水泵10以及补水泵11均与控制器12电性连接。

其中，多个温度传感器包括设置在一次水供水管4上的第一温度传感器T1、设置在第一换热器1的一次水出口与第二换热器2的一次水进口之间的第二温度传感器T2、设置在第二换热器2的一次水出口与一次水回水管5之间的第三温度传感器T3、设置在二次水回水管6与第一换热器1的二次水进口之间的第四温度传感器T4、设置在第一换热器1的二次水出口与二次水供水管7之间的第五温度传感器T5、设置在热泵3的二次水进口与二次水回水管6之间的第六温度传感器T6、以及设置在热泵3的二次水出口与二次水供水管7之间的第七温度传感器T7。其中，第一温度传感器T1至第七温度传感器T7均与控制器12电性连接，控制器12用于实时采集第一温度传感器T1至第七温度传感器T7检测的各个位点的温度信息。

在一种实施例中，第一换热器1的一次水出口与第二换热器2的一次水进口之间可以设置两个第二温度传感器T2，两个第二温度传感器T2可分别设置于第一换热器1的一次水出口处和第二换热器2的一次水进口处，从而更精确地检测每个换热器的一次水进出口之间的一次水温差。

其中，多个压力传感器包括设置在二次水回水管6与第一换热器1的二次水进口之间的第一压力传感器P1、设置在第一换热器1的二次水出口与二次水供水管7之间的第二压力传感器P2、设置在第二换热器2的中介水进口与热泵3的中介水出口之间的第三压力传感器P3、设置在第二换热器2的中介水出口与热泵3的中介水进口之间的第四压力传感器P4、设置在热泵3的二次水进口与二次水回水管6之间的第五压力传感器P5、设置在热泵3的二次水出口与二次水供水管7之间的第六压力传感器P6、设置在第一换热器1的一次水出口与第二换热器2的一次水进口之间的第七压力传感器P7和第九压力传感器P9、设置在一次水供水管4上的第八压力传感器P8、设置在第二换热器2的一次水出口与一次水回水管5之间的第十压力传感器P10。其中，第一压力传感器P1至第十压力传感器P10均与控制器12电性连接，控制器12用于实时采集第一压力传感器P1至第十压力传感器P10检测的各个位点的压力信息。

其中，多个电动阀包括设置在一次水供水管4上的第一电动阀M1、设置在热泵3的二次水进口与二次水回水管6之间的第二电动阀M2、以及设置在中介水网与补水泵11之间的第三电动阀M3。其中，第一电动阀M1至第三电动阀M3均与控制器12电性连接，控制器12用于控制第一电动阀M1至第三电动阀M3的开启或关闭。

本实施例的换热机组用于将城市集中供热系统中的热源提供的一次供水以及用户端的散热装置提供的二次回水在第一换热器1、第二换热器2以及热泵3中进行换热，具体工作原理如下：

一次水换热功能：是将城市集中供热系统中的热源提供的一次供水(一般为85℃)，经过两级可拆板式换热器的热量交换后回到热源处继加热。其中，第一换热器1主要是通过高温的一次供水将用户端的低温二次回水加热，使二次回水能够用于用户端的散热装置的供热功能。由能量守恒原理可知，通过热交换器(即换热器)进行热量交换时，换热器的热流体(如一次供水)出口温度永远无法低于冷流体(如二次回水)进口温度，也就限制了一次供水热量的充分利用，最明显的体现就是流入一次水回水管的一次回水温度过高。因此，如果只使用一级换热器的话，流入一次水回水管的一次回水的温度最低只能达到二次回水的温度，而一般二次回水的温度并不低，这就导致一次供水的热量不能被充分利用。而本实施例的换热机组通过在第一换热器1的基础上增加一个第二换热器2，经第一换热器1换热后的一次供水流入第二换热器2中，第二换热器2可利用热泵3提供的低温水对一次供水进一步换热，实现一次供水的多级利用，从而降低最终流入一次水回水管5的一次回水的温度，提高一次供水的热量利用率。

二次水换热功能：从热用户(用热单位)回来的水称为二次回水，常规回水温度为35℃，将二次回水分成两路，第一路二次回水经由第一循环水泵9增压后直接进入到第一换热器1内与高温一次供水进行换热，经过热量交换达到要求的温度(例如45℃)后进入到二次水供水管7内；第二路二次回水由第一循环水泵9增压后进入到热泵3中，通过热泵3将二次回水的温度提升至达到要求的温度(例如45℃)后进入到二次水供水管7内，两路二次回水在二次水供水管7内混合后进入到热用户的散热装置内，形成一个闭环。

热泵提温功能：通过电能驱动热泵3进行工作，一次供水在经过第一换热器1换热后温度可由第一温度值(例如85℃)降至第二温度值(例如39℃)，之后进入到第二换热器2内与热泵3提供的低温水进行热量交换，一次供水经过第二换热器2换热后温度可由第二温度值下降到第三温度值(例如20℃)随即流入一次水回水管5中；热泵3侧的低温水可由第四温度值(例如7℃)升高到第五温度值(例如15℃)后进入到热泵3的蒸发器内将工质加热，工质由热泵3驱动用来加热第二路二次回水，将第二路二次回水温度由第六温度值(例如35℃)提升至达到要求的第七温度值(例如45℃)后进入到二次水供水管7内。

其中，第四温度值小于第二温度值。在其他实施例中，热泵3提供的低温水还可以是5℃、8℃或者10℃，该低温水只要温度低于进入第二换热器2中的一次供水的温度即可。其中，第一温度值至第七温度值可根据实际情况而调整。

因此，本实施例的换热机组可以提高原有的城市集中供热系统的热源温度利用率，解决原有的城市集中供热系统热源不足、热力系统管网输送能力不足、以及二级站换热机组供热能力不足等问题。

如图2所示，本发明实施例还提供了上述换热机组的控制系统，其包括控制模块101以及与控制模块101电性连接的一次水网温度检测模块102、二次水网温度检测模块103、一次水网流量调节模块104、中介水网流量调节模块105和二次水网流量调节模块106。

其中，一次水网温度检测模块102用于检测一次水供水管4中的一次供水温度以及一次水回水管5中的一次回水温度。二次水网温度检测模块103用于检测二次水回水管6中的二次回水温度以及二次水供水管7中的二次供水温度。控制模块101用于实时采集一次水网温度检测模块102和二次水网温度检测模块103检测的温度信息。

具体地，一次水网温度检测模块102可包括第一温度传感器T1和第三温度传感器T3，二次水网温度检测模块103可包括第四温度传感器T4、第五温度传感器T5、第六温度传感器T6和第七温度传感器T7。

其中，一次水网流量调节模块104用于调节一次水供水管4与一次水回水管5之间的一次水网的流量。中介水网流量调节模块105用于调节第二换热器2与热泵3之间的中介水网的流量。二次水网流量调节模块106用于调节二次水回水管6与二次水供水管7之间的二次水网的流量。

当一次水网温度检测模块102检测的一次供回水温差小于第一预设温度值时，控制模块101通过控制一次水网流量调节模块104、中介水网流量调节模块105和二次水网流量调节模块106中的至少一者以调节一次供回水温差维持在第一预设温度值。当二次水网温度检测模块103检测的二次供回水温差小于第二预设温度值时，控制模块101通过控制一次水网流量调节模块104、中介水网流量调节模块105和二次水网流量调节模块106中的至少一者以调节二次供回水温差维持在第二预设温度值。

在一种实施例中，设定一次供水的温度为85℃，设定的一次回水温度为20℃，则第一预设温度值为65℃，当一次水网温度检测模块102检测的一次供回水温差小于65℃时，则表明一次回水温度高于设定的20℃，此时控制模块101可以控制一次水网流量调节模块104减小一次水网中的水流量，同时还可以控制中介水网流量调节模块105和二次水网流量调节模块106分别增大中介水网和二次水网中的水流量以快速并且充分的对一次供水进行换热，使得一次回水温度维持在20℃。

在一种实施例中，设定二次供水的温度为45℃，设定的二次回水温度为35℃，则第二预设温度值为10℃。当二次水网温度检测模块103检测的二次供回水温差小于10℃时，则表明二次供水温度低于设定的45℃，此时控制模块101可以控制一次水网流量调节模块104和中介水网流量调节模块105分别增大一次水网和中介水网中的水流量，同时还可以控制二次水网流量调节模块106减小二次水网中的水流量，使二次回水充分的与一次供水进行换热，使得二次供水温度维持在45℃。

当然，在其他实施例中，第一预设温度值可根据一次供水的实际温度而设定，第二预设温度值可根据二次回水的实际温度而设定。

进一步的，一次水网温度检测模块102包括第一温度检测子模块1021和第二温度检测子模块1022，第一温度检测子模块1021用于检测第一换热器1的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差，第二温度检测子模块1022用于检测第二换热器2的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差。

具体地，一次水网温度检测模块102还包括两个第二温度传感器T2，第一温度检测子模块1021包括第一温度传感器T1和一个第二温度传感器T2，第二温度检测子模块1022包括另一个第二温度传感器T2和第三温度传感器T3。

当第一换热器1的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第三预设温度值时，控制模块101通过控制二次水网流量调节模块106以调节第一换热器1的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在第三预设温度值。当第二换热器2的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第四预设温度值时，控制模块101通过控制中介水网流量调节模块105以及二次水网流量调节模块106以调节第二换热器2的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在第四预设温度值。

在一种实施例中，设定流入第一换热器1的一次水进口的一次供水的温度为85℃，设定流出第一换热器1的一次水出口的一次供水温度为39℃，则第三预设温度值为46℃，当第一温度检测子模块1021检测到第一换热器1的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于46℃时，则表明一次供水在第一换热器1中没有充分换热，此时控制模块101可以通过控制二次水网流量调节模块106增大二次水网中的水流量，使得一次供水和二次回水在第一换热器1中充分换热，从而使第一换热器1的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在46℃。

在一种实施例中，设定自第一换热器1的一次水出口流入第二换热器2的一次水进口的一次供水的温度为39℃，设定的一次回水温度为20℃，则第四预设温度值为19℃，当第二温度检测子模块1022检测到第二换热器2的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于19℃时，则表面一次回水的温度过高，此时控制模块101可以通过控制中介水网流量调节模块105和二次水网流量调节模块106分别增大中介水网和二次水网中的水流量，以对第二换热器2中的一次供水进行充分换热，使第二换热器2的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在19℃。

当然，在其他实施例中，第三预设温度值和第四预设温度值可根据一次供水的实际温度而设定。

进一步的，控制系统还包括补水模块107、中介水网压力检测模块108、室外温度检测模块110和二次水网压力检测模块109，补水模块107、中介水网压力检测模块108、室外温度检测模块110和二次水网压力检测模块109均与控制模块101电性连接。

其中，中介水网压力检测模块108用于检测中介水网的压力值，二次水网压力检测模块109用于检测二次水网的压力值，补水模块107用于根据二次水网和中介水网的压力值分别为二次水网和中介水网补水。具体地，当二次水网的压力值小于第一预设压力值时，控制模块101通过控制补水泵的启动以对二次水网进行补水；并且，当中介水网的压力值小于第二预设压力值时，控制模块101通过控制第三电动阀M3的选通以对中介水网进行补水。

其中，中介水网压力检测模块108可包括第三压力传感器P3和第四压力传感器P4，二次水网压力检测模块109可包括第一压力传感器P1、第二压力传感器P2、第五压力传感器P5和第六压力传感器P6。

本实施例提供的换热机组的控制系统，根据控制模块实时采集的一次水网和二次水网的各点位温度信息，并通过控制一次水网、中介水网以及二次水网中的水流量以调节一次回水和二次供水的温度，满足换热机组的基本运行要求，提高一次供水的温度利用率。

此外，本实施例的室外温度检测模块110可用于检测室外温度，并将检测到的室外温度反馈至控制模块101，控制模块101根据接收到的室外温度调控换热机组的运行负荷。具体地，当室外温度检测模块110检测到的室外温度较高时，则用户侧的热量需求小，此时换热机组整体的运行负荷可以小些；当室外温度检测模块110检测到的室外温度较低时，则用户侧的热量需求大，此时可以增大换热机组整体的运行负荷以保证用户侧的热量需求，以此实现换热机组的运行负荷随室外气候温度的变化进行自适应补偿调节。

综上，本发明提供的换热机组及其控制系统，通过在一次水供水管与一次水回水管之间设置串联的第一换热器和第二换热器，第一换热器分别与二次水回水管和二次水供水管连通，并且还在二次水回水管与二次水供水管之间增设热泵，并将热泵与第二换热器连通，使得一次水供水与二次水回水之间形成两路换热通道，其中第一路二次水回水经第一换热器与一次水供水换热后流入二次水供水管中；由于一次水供水经过第一换热器换热后其温度必然大于二次水回水的温度，因此设置第二换热器可将自第一换热器流出的一次水供水进一步与热泵进行二次换热，热泵可利用一次水供水提供的热量对第二路二次水回水进行提温，提温后的第二路二次水回水在二次水供水管中与第一路二次水回水混合后流入用户端。因此，本发明可提高原有的城市集中供热系统的热源温度利用率，解决原有的城市集中供热系统热源不足、热力系统管网输送能力不足以及二级站换热机组供热能力不足等问题。

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：其依然可以对前述各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；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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种换热机组，其特征在于，包括第一换热器、第二换热器和热泵；

其中，所述第一换热器的一次水进口与一次水供水管连通，所述第一换热器的一次水出口与所述第二换热器的一次水进口连通，所述第一换热器的二次水进口与二次水回水管连通，所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管连通；

所述第二换热器的一次水出口与一次水回水管连通，所述第二换热器的中介水进口与所述热泵的中介水出口连通，所述第二换热器的中介水出口与所述热泵的中介水进口连通；

所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管连通，所述热泵的二次水出口与所述二次水供水管连通。

2.根据权利要求1所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括第一循环水泵，所述第一换热器的二次水进口经所述第一循环水泵与所述二次水回水管连通，所述热泵的二次水进口经所述第一循环水泵与所述二次水回水管连通。

3.根据权利要求2所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括第二循环水泵，所述第二换热器的中介水进口经所述第二循环水泵与所述热泵的中介水出口连通。

4.根据权利要求3所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括补水泵，所述二次水回水管经所述补水泵与补水口连通，所述热泵与所述第二换热器之间的中介水网经所述补水泵与所述补水口连通。

5.根据权利要求4所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括控制器和多个温度传感器，多个所述温度传感器包括设置在所述一次水供水管上的第一温度传感器、设置在所述第一换热器的一次水出口与所述第二换热器的一次水进口之间的第二温度传感器、设置在所述第二换热器的一次水出口与所述一次水回水管之间的第三温度传感器、设置在所述二次水回水管与所述第一换热器的二次水进口之间的第四温度传感器、设置在所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管之间的第五温度传感器、设置在所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管之间的第六温度传感器、以及设置在所述热泵的二次水出口与所述二次水供水管之间的第七温度传感器，其中，所述第一温度传感器至所述第七温度传感器、所述第一循环水泵、所述第二循环水泵以及所述补水泵均与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括多个压力传感器，多个所述压力传感器包括设置在所述二次水回水管与所述第一换热器的二次水进口之间的第一压力传感器、设置在所述第一换热器的二次水出口与二次水供水管之间的第二压力传感器、设置在所述第二换热器的中介水进口与所述热泵的中介水出口之间的第三压力传感器、以及设置在所述第二换热器的中介水出口与所述热泵的中介水进口之间的第四压力传感器，所述第一压力传感器至所述第四压力传感器均与所述控制器电性连接。

7.根据权利要求6所述的换热机组，其特征在于，所述换热机组还包括多个电动阀，多个所述电动阀包括设置在所述一次水供水管上的第一电动阀、设置在所述热泵的二次水进口与所述二次水回水管之间的第二电动阀以及设置在所述中介水网与所述补水泵之间的第三电动阀，其中，所述第一电动阀、所述第二电动阀以及所述第三电动阀均与所述控制器电性连接。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的换热机组的控制系统，其特征在于，包括控制模块以及与所述控制模块电性连接的一次水网温度检测模块、二次水网温度检测模块、一次水网流量调节模块、中介水网流量调节模块、二次水网流量调节模块；

所述一次水网温度检测模块用于检测所述一次水供水管中的一次供水温度以及所述一次水回水管中的一次回水温度，所述二次水网温度检测模块用于检测所述二次水回水管中的二次回水温度以及所述二次水供水管中的二次供水温度；

所述一次水网流量调节模块用于调节所述一次水供水管与所述一次水回水管之间的一次水网的流量，所述中介水网流量调节模块用于调节所述第二换热器与所述热泵之间的中介水网的流量，所述二次水网流量调节模块用于调节所述二次水回水管与所述二次水供水管之间的二次水网的流量；

当所述一次水网温度检测模块检测的一次供回水温差小于第一预设温度值时，所述控制模块通过控制所述一次水网流量调节模块、所述中介水网流量调节模块和所述二次水网流量调节模块中的至少一者以调节一次供回水温差维持在所述第一预设温度值；当所述二次水网温度检测模块检测的二次供回水温差小于第二预设温度值时，所述控制模块通过控制所述一次水网流量调节模块、所述中介水网流量调节模块和所述二次水网流量调节模块中的至少一者以调节二次供回水温差维持在所述第二预设温度值。

9.根据权利要求8所述的换热机组的控制系统，其特征在于，所述一次水网温度检测模块包括第一温度检测子模块和第二温度检测子模块，所述第一温度检测子模块用于检测所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差，所述第二温度检测子模块用于检测所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差；

当所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第三预设温度值时，所述控制模块通过控制所述二次水网流量调节模块以调节所述第一换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在所述第三预设温度值；当所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差小于第四预设温度值时，所述控制模块通过控制所述中介水网流量调节模块以及所述二次水网流量调节模块以调节所述第二换热器的一次水进口和一次水出口之间的一次水温差维持在所述第四预设温度值。

10.根据权利要求8所述的换热机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括补水模块、中介水网压力检测模块、二次水网压力检测模块以及室外温度检测模块，所述补水模块、所述中介水网压力检测模块、所述室外温度检测模块和所述二次水网压力检测模块均与所述控制模块电性连接；

所述中介水网压力检测模块用于检测所述中介水网的压力值，所述二次水网压力检测模块用于检测所述二次水网的压力值，所述补水模块用于根据所述二次水网和所述中介水网的压力值分别为所述二次水网和所述中介水网补水，所述室外温度检测模块用于检测室外温度；

当所述二次水网的压力值小于第一预设压力值时，所述控制模块通过控制补水泵的启动以对所述二次水网进行补水；并且，当所述中介水网的压力值小于第二预设压力值时，所述控制模块通过控制第三电动阀的选通以对所述中介水网进行补水；以及所述控制模块根据所述室外温度检测模检测的室外温度调控所述换热机组的运行负荷。