CN1309276A - 一种电锅炉串联蓄热系统 - Google Patents

Abstract

一种电锅炉串联蓄热系统,在蓄热水泵的出口接电锅炉后,分成两路,一路经调节阀接换热器,另一种经调节阀接蓄热装置,至蓄热装置经流量计和换热器的出口并成一个总管,与至蓄热装置的管路上的一分支经调节阀接蓄热水泵的入口;本系统还可采用电锅炉与蓄热水泵位置进行交换;在整个系统的管线上分别装有温度传感器;蓄热水泵可以用变频控制。本发明能实现五种运行工况,结构紧凑它能减少系统的初投资,简化控制,满足负荷需要又能节约运行费用。

Description

一种电锅炉串联蓄热系统

本发明涉及热水集中供暖系统，尤其是一种电锅炉串联蓄热系统。

蓄能空调取得的社会效益已被社会认同。随着电锅炉的广泛使用，电锅炉蓄热技术也日益成熟。由于不同的设计单位有不同的构思，电锅炉蓄热系统流程种类也很多。有电锅炉并联蓄热系统流程，如图1所示：在回路中，初级热水泵和电锅炉串联构成一个支路，和蓄热装置支路及一个旁通支路(此旁通支路可有可无)并联。并联的出口总管至次级热水泵，再到换热器或其它换热设备。换热的回水总管通向三个支路。此回路存在的问题是：

1)在蓄热系统中有两套水泵。一个是初投资大；另一个是在不同的运行模式下水泵的流量扬程不匹配，会造成水力失调：

2)如果不能保证次级热水泵入口热水不汽化的压力，那么次级热水泵入口温度不能太高。这就意味着换热器的蓄热侧，不能用大温差放热，放热时热水流量相对较大，这样换热器、管道和阀门的投资较大；

3)因换热器不能换出较高温度的热水(或其它介质)，就不能满足要求供热温度较高的末端系统(如散热器等)；

4)在电锅炉单供热工况或电锅炉和蓄热装置联合供热工况运行模式中，电锅炉不能用卸载来控制末端的供水温度。会出现两种不利情况：一是末端的供水温度控制不准确；二是末端会出现过热现象，浪费热能。

原有的一种串联蓄热系统如图2所示，此电锅炉串联蓄热系统存在的问题是：

1)如果次级热水泵入口压力不能保证此处热水不汽化的情况下，那么次级热水泵入口温度不能太高。这就意味着换热器的蓄热侧，不能用大温差放热，放热流量相对较大，这样换热器、管道和阀门的投资较大；

2)不能很好地实现电锅炉蓄热兼供热模式，因为换热器的出口热水温度较低和其旁通的较高温度水混合后的热水进入蓄热装置后，导致蓄热装置的蓄热温度不能达到较高温度。

原有的另一种串联蓄热系统如图3所示，此电锅炉串联蓄热系统存在的问题是：

1)管路复杂，阀门投资多，控制较复杂；

2)不能很好地实现电锅炉蓄热兼供热模式，因为换热器的出口热水温度较低和其旁通的较高温度水混合后的热水进入蓄热装置后，导致蓄热装置的蓄热温度不能达到较高温度，如果蓄热装置里再进行加热，会出现电锅炉卸载情况。

本发明的目的是：设计一种电锅炉串联蓄热系统，它能减少系统的初投资，简化控制，满足负荷需要又能节约运行费用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

技术方案1：它包括电锅炉、蓄热水泵、蓄热装置、换热器。蓄热水泵的出口接电锅炉后，电锅炉的出口经手动阀分成两路，其一路经第一电动调节阀接换热器其另一路经第二电动调节阀接蓄热装置，至蓄热装置的管路上有一分支经第三电动调节阀接蓄热水泵的入口，蓄热装置的出口经流量计和换热器的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀后，与第三电动调节阀的出口合成一个总管后接蓄热水泵的入口；在蓄热水泵入口的总管上装有第一温度传感器，在换热器的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器和第三温度传感器，在换热器的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器和第五温度传感器，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器和第七温度传感器。

技术方案2：它包括电锅炉、蓄热水泵、蓄热装置、换热器。蓄热水泵的入口接电锅炉的出口，蓄热水泵的出口分成两路，其一路经第一电动调节阀接换热器其另一路经第二电动调节阀接蓄热装置，至蓄热装置的管路上有一分支经第三电动调节阀接电锅炉的入口，蓄热装置的出口经流量计和换热器的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀后，与第三电动调节阀的出口合成一个总管后接蓄热水泵的入口；在电锅炉的入口的总管上装有第一温度传感器，在换热器的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器和第三温度传感器，在换热器的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器和第五温度传感器，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器和第七温度传感器。

下面结合附图，对本发明作进一步描述。

附图说明：

图1是现有的电锅炉并联蓄热系统；

图2是现有的一种电锅炉串联蓄热系统；

图3是现有的另一种电锅炉串联蓄热系统；

图4是本发明的第一种电锅炉串联蓄热系统；

图5是本发明的第二种电锅炉串联蓄热系统；

图6是本发明的第三种电锅炉串联蓄热系统；

图7是本发明的第四种电锅炉串联蓄热系统。

如图4所示，在蓄热水泵2的出口接电锅炉1后，电锅炉1的出口经手动阀分成两路，其一路经第一电动调节阀V1接换热器4，其另一路经第二电动调节阀V2接蓄热装置3，至蓄热装置3的管路上有一分支经第三电动调节阀V3接蓄热水泵的入口，蓄热装置3的出口经流量计5和换热器4的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀V4后，与第三电动调节阀V3的出口合成一个总管后接蓄热水泵2的入口；在蓄热水泵入口的总管上装有第一温度传感器T1，在换热器4的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器T2和第三温度传感器T3，在换热器4的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器T4和第五温度传感器T5，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器T6和第七温度传感器T7。

如图4所示，在蓄热水泵2的出口和入口还并联蓄热水泵2′。

如图5所示，在蓄热水泵2的出口和入口还并联蓄热水泵2′。在蓄热装置3的出口串联蓄热装置3′后经流量计5和换热器4的出口并成一个总管。

如图6所示，在蓄热水泵2的入口接电锅炉1的出口，蓄热水泵2的出口分成两路，其一路经第一电动调节阀V1接换热器4其另一路经第二电动调节阀V2接蓄热装置3，至蓄热装置3的管路上有一分支经第三电动调节阀V3接电锅炉的入口，蓄热装置3的出口经流量计5和换热器4的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀V4后，与第三电动调节阀V3的出口合成一个总管后接蓄热水泵2的入口；在电锅炉的入口的总管上装有第一温度传感器T1，在换热器4的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器T2和第三温度传感器T3，在换热器4的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器T4和第五温度传感器T5，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器T6和第七温度传感器T7。

如图6所示，在蓄热水泵2的出口和入口还并联蓄热水泵2′。

如图7所示，在蓄热水泵2的出口和入口还并联蓄热水泵2′。在蓄热装置3的出口串联蓄热装置3′后经流量计5和换热器4的出口并成一个总管。

本发明的电锅炉蓄热系统中：蓄热水泵和电锅炉的相对位置可以交换以满足不同的系统要求；如果有多个蓄热装置，串联使用。也可以并联或串并联；如果有多个电锅炉时，为了减少水力失调现象，可将水泵和电锅炉一一对应串联；蓄热装置可以是开式或闭式；蓄热介质不仅局限于水。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

1)只有一套蓄热水泵，同时避免了因两套水泵(初级热水泵和次级热水泵)在不同运行模式下水泵流量扬程不匹配，而造成水力失调；

2)可以采用大温差蓄热、供热，较大幅度地减少了换热器、蓄热系统的管径(电动阀等)、蓄热水泵的流量和扬程，节省了初投资；

3)由于水泵出口直接供换热器，相当于换热器蓄热侧热水为有压系统，这样可将放热温度提高到100℃或更高(但整个系统属于无压系统)，即不用基载电锅炉也可满足不同的末端(如散热器系统)需要；

4)除了电动阀调节之外，增加了电锅炉卸载调节系统，能很准确地控制二次侧供水温度，同时减小了水泵的出力，最有利的是避免了末端过热现象，从而较大幅度地减少了运行费用；

5)增加了蓄热电锅炉蓄热温度的控制系统，能保证进入蓄热装置热水的温度为恒定的蓄热温度，能充分利用蓄热装置的容积；同时能保证低谷电时段电锅炉不卸载。

6)同样能满足蓄热装置蓄热时上进下出，放热时下进上出，有利于蓄热装置的温度分层。

本发明的一种电锅炉串联蓄热系统能实现五种运行工况(如图4、图5、图6、图7所示)：

1．电锅炉单供热工况：开启V1、V4，关闭V2、V3，蓄热水泵变频(或调节V1)。在蓄热装置没有蓄热、蓄热用完或在设定单电锅炉单供热时间内(如在只用电锅炉单供热能满足末端负荷需要)的情况下，开启电锅炉提供热能。由二次侧供水温度传感器T5控制蓄热水泵变频(或调节V1)，从而通过流量的变化来控制电锅炉的卸载程度。电锅炉的卸载是由电锅炉本体出口的设定温度来决定。在电锅炉功率一定的情况下，通过改变流量来控制电锅炉的卸载程度。

蓄热量的大小是根据负荷预测得出，蓄热量是按温度传感器T6、T7和蓄热流量来统计。

2．电锅炉单蓄热工况：

关闭V3、V1，开启V4、V2，蓄热水泵变频(或调节V2)。通过蓄热水泵的变频(或调节V2)来调节蓄热温度T6，一次性达到所要求的蓄热温度。但控制锅炉不卸载(可以将蓄热温度的设定值低于卸载温度)。到由蓄热装置出口温度传感器T7达到所要求的蓄热温度或收到蓄热结束信号后，停止蓄热。

3．蓄热装置单供热工况：

关闭V4、V2，开启V3、V1，蓄热水泵变频(或调节V1)。蓄热装置单供热工况运行，由二次侧供水温度T5控制蓄热水泵变频(或调节V1)，从而通过流量的变化来控制电锅炉的卸载程度以满足负荷的需要。

4．电锅炉蓄热兼供热工况：

关闭V3，开启V4、V2，调节V1，蓄热水泵变频(或调节V2)。

通过V1调节来控制二次侧供水温度传感器T5，以满足所需负荷，其余制热量用来蓄热。通过蓄热水泵的变频(或调节V2)来调节蓄热温度传感器T6(或T2)达到要求的蓄热温度，但控制锅炉不卸载。

到由蓄热装置出口温度传感器T7为所要求的蓄热温度或收到蓄热结束信号后，停止蓄热。有必要的话，将工况转为电锅炉单供热模式，根据负荷需要，控制电锅炉开启台数。

蓄热量的大小是根据负荷预测得出，蓄热量是按温度传感器T6、T7和蓄热流量来统计。

5．蓄热装置和电锅炉联合供热工况：

开启V1，关闭V2，调节V4、V3

当末端负荷较大，超过电锅炉单供热工况时(且在设定联合供热工况时)。采用电锅炉加蓄热装置联合供热。通过调节V4、V3来满足二次侧供水温度传感器T5，并通过控制温度传感器T1不超过会导致电锅炉卸载的热水温度(可调。目的为控制电锅炉不卸载，即实现主机优先模式)。

Claims (6)

1．一种电锅炉串联蓄热系统，它包括电锅炉[1]、蓄热水泵[2]、蓄热装置[3]、换热器[4]，其特征在于：在蓄热水泵[2]的出口接电锅炉[1]后，电锅炉[1]的出口经手动阀分成两路，其一路经第一电动调节阀[V1]接换热器[4]，其另一路经第二电动调节阀[V2]接蓄热装置[3]，至蓄热装置[3]的管路上有一分支经第三电动调节阀[V3]接蓄热水泵[2]的入口，蓄热装置[3]的出口经流量计[5]和换热器[4]的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀[V4]后，与第三电动调节阀[V3]的出口合成一个总管后接蓄热水泵[2]的入口；在蓄热水泵[2]入口的总管上装有第一温度传感器[T1]，在换热器[4]的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器[T2]和第三温度传感器[T3]，在换热器[4]的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器[T4]和第五温度传感器[T5]，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器[T6]和第七温度传感器[T7]。

2．根据权利要求1所述的一种电锅炉串联蓄热系统，其特征在于：在蓄热水泵[2]的出口和入口还并联蓄热水泵[2′]。

3．根据权利要求1或2所述的一种电锅炉串联蓄热系统，其特征在于：在蓄热装置[3]的出口串联蓄热装置[3′]后经流量计[5]和换热器[4]的出口并成一个总管。

4．一种电锅炉串联蓄热系统，它包括电锅炉[1]、蓄热水泵[2]、蓄热装置[3]、换热器[4]，其特征在于：在蓄热水泵[2]的入口接电锅炉[1]的出口，蓄热水泵[2]的出口分成两路，其一路经第一电动调节阀[V1]接换热器[4]其另一路经第二电动调节阀[V2]接蓄热装置[3]，至蓄热装置[3]的管路上有一分支经第三电动调节阀[V3]接电锅炉[1]的入口，蓄热装置[3]的出口经流量计[5]和换热器[4]的出口并成一个总管后，经第四电动调节阀[V4]后，与第三电动调节阀[V3]的出口合成一个总管后接蓄热水泵[2]的入口；在电锅炉[1]的入口的总管上装有第一温度传感器[T1]，在换热器[4]的蓄热侧的进出口分别装有第二温度传感器[T2]和第三温度传感器[T3]，在换热器[4]的二次侧的进出口分别装有第四温度传感器[T4]和第五温度传感器[T5]，在蓄热装置的入口和出口分别装有第六温度传感器[T6]和第七温度传感器[T7]。

5．根据权利要求4所述的一种电锅炉串联蓄热系统，其特征在于：在蓄热水泵[2]的出口和入口还并联蓄热水泵[2′]。

6．根据权利要求4或5所述的一种电锅炉串联蓄热系统，其特征在于：在蓄热装置[3]的出口串联蓄热装置[3′]后经流量计[5]和换热器[4]的出口并成一个总管。

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