CN201032219Y - 闭式高层供热直连机组 - Google Patents

Abstract

闭式高层供热直连机组，是用于高层建筑供热的装备，解决热网投资大，系统复杂、运行费用大等问题，本机组是经过连接管依次将外网进水总阀、进水除污器、进口缓冲器、直连增压泵、出口止回阀、泵组出口阀串联后与增压上水管相连，另一支路经连接管与常闭电磁阀、常开电磁阀串联后，经常开电磁阀出口至污水坑，在常闭电磁阀后通过连接管与液压减压阀组的液压信号口连接，在液压减压阀组前、后各连接减压阀组“前阀”和减压阀组“后阀”，减压阀组前阀经连接管与回水除污器、回水闸阀连接、回水闸阀与用热系统回水管连接，在减压阀组前阀进口及在减压组后阀出口处连接一个减压阀组旁通阀，优点是：一次性投资少、系统简单、运行费用低。

Description

闭式高层供热直连机组

技术领域：本发明创造是用于高层建筑供热的装备。

背景技术：“供热”对于北方地区或具有一定级别的办公场所、宾馆等，是必需的，多年来，供热的方式，供热的技巧以及在供热系统中的能量消耗与投资均是人们不断探讨的问题。对环保指标的高要求，能耗限制的约束，都与供热有着直接与间接的关系。

原始的分散式小锅炉渐渐被拆除，更大规模的现代化热源厂负担了原有的大面积的需供热用户，这种变化的现实，给供热系统提出了很多问题，如：热网末端存在的压降大，温度低等。在水压所能到达的低层可以直挂，但高层因扬程不足不可能满足对热用户供热。

见于上述，集中供热的系统连接并不是一个简单的对接，因高差大，会对热网或二次网的其它一般用户造成不良影响，所以高层供热的联接大致有：换热、直连、独立热源等方式。

换热：无疑是解决相对独立高层系统的好方法，但它受一次热源的基本参数制约(既换热温度要足够)，保证二次循环的条件不能低于国家规定的供热温度，又由于有色金属市场的价格提升，换热方式的一次性设备投资要大，考虑换热效率，目前大多用户采用板换方式，这又给维护带了诸多问题，每年设备投入供热前均需做酸洗清理，人力物力的消耗，得不偿失，清洗的同时还污染环境。

换热既然有诸多不利，因此人们不断地采用了直连方式，目前市场流行的有旋流式与传统阻流式两种直连方式，双水箱系统基本没人再用了，分析这两种方式各有特点：

旋流式：对大网集中供热原理可行(独立锅炉直供旋流方式不理想)，但在做室内系统上投入的分单元设施较多，若分区供热，管道井内排管复杂，基本流向下供上回，因是开口状态下回水，当系统失调时，造成楼内跑水，使系统丢水，有时会直接造成来水系统的大量欠水停机等，但此方式不会对同一网内低区用户造成不良影响。

传统阻流式：是依靠直接安装于供热机组回水管上的大口径电磁阀做关断处理，串联于同一回水系统中的截止式减压阀完成动态阻流减压。这种方式在运行中有静态关不死的情况，另外大口径国产电磁阀的性能很难保证，若采用进口产品势必增加投资。

独立热源方式：可行，问题是投资要大的多，从环保的角度上是否能获准独立建设，仍是要考虑的问题。热泵热源目前是大力推广的项目，但也需对热泵区域的允许程度进行考证，若采用一机多区供热，仍存在直连方式问题，不同高差的区间，不能造成影响，要做到动态平衡，静态互为独立。

发明内容：本发明创造的目的是提供一种一次性投资少，机组简单，运行费用低，能为高层供热的闭式高层供热直连机组；本发明创造的目的是通过下述的技术方案来实现的：

闭式高层供热直连机组：其特征在于由外网进水总阀、进水除污器、进口缓冲器、进水温度计、进口压力表、进口排气阀、泵组进口阀、直连增压泵、出口止回阀、泵组出口阀、远传压力表、常闭电磁阀、常开电磁阀、减压阀组后阀、液压减压阀组、减压阀组前阀、减压阀组旁阀、回水除污器、回水闸阀、回水总阀、回水缓冲器、回水温度计、回水压力表、回水排气阀、连接管构成；外网进水总阀经连接管与进水除污器连接，进水除污器经连接管与进口缓冲器进口连接，在进口缓冲器上安装进水温度计、进口压力表、进口排气阀，进口缓冲器出口经连接管与两个并联的泵组进口阀连接，并联的泵组进口阀出口与两个直连增压泵连接，两个并联的直连增压泵出口各连接出口止回阀，出口止回阀出口并联经连接管与增压上水管连接，在连接管上安装远传压力表，从并联的直连增压泵出口主路连接用热系统，另一支路经连接管与常闭电磁阀、常开电磁阀串联后，经常开电磁阀出口至污水坑，在常闭电磁阀后通过连接管与液压减压阀组的液压信号口连接，在液压减压阀组前、后各连接减压阀组前阀和减压阀组后阀，减压阀组前阀经连接管与回水除污器、回水闸阀连接、回水闸阀与用热系统回水管连接，在减压阀组前阀进口及在减压组后阀出口处连接一个减压阀组旁通阀，减压阀组后阀出口经连接管与回水缓冲器连接，在回水缓冲器上安装回水总阀、回水温度计、回水压力表、回水排气阀，回水总阀与总回水管连接；液压减压阀组由阀体、活动阀头、液压连杆、密封运动活塞、调整杆、安全泄放装置、复位弹簧、液压信号口、微孔阻尼构件、平衡压连接管构成；在阀体内安装活动阀头及密封运动活塞，活动阀头与密封运动活塞通过连杆连接，密封运动活塞置于液压缸中，在密封运动活塞的上面安装复位弹簧，调整杆一端位于复位弹簧腔，另一端外露阀体顶部，平衡压连接管一端连接阀体进口，一端连接复位弹簧腔，并装有压力表，液压信号口通过微孔阻尼构件与液压缸相通。阀体出口连接压力表，安全泄放装置安装在阀体进口法兰处。

本发明创造的优点是：由于机组中取消了换热装置以及机组中所采用的组件多为常规的普通的标准件，价格低廉，因此使一次性投资减少；由于机组中没有换热装置，因此热损失少，从而提高了机组的热效率；由于本机组为闭式循环，维护工作量少，无泄漏，无需另设补水装置，无氧化条件，无倒空现象，也降低了机组的投资；无换热装置省去酸洗，省时省力，节约清洗费即降低了运行费用又保护了环境；整体机组因省去换热装置，补水装置及水箱等，提高了机组整体化，占用空间少；由于液压减压阀组具有调压功能，使液压减压阀组出口压力与总回水外网的回水压力一致，不破坏外网正常运行；机组中采用Y型除污器为动态连续型，在运行中随意打开排污阀清理污物。

附图说明：

图1是闭式高层供热直连机组构成连接示意图；

图2是液压减压阀组结构示意图；

图3是闭式高层供热直连机组工作流程图。

具体实施方式：闭式高层供热直连机组：由外网进水总阀1、进水除污器2、进口缓冲器3、进水温度计4、进口压力表5、进口排气阀6、泵组进口阀7、直连增压泵8、出口止回阀9、泵组出口阀10、远传压力表11、常闭电磁阀13、常开电磁阀12、减压阀组后阀15、液压减压阀组16、减压阀组前阀17、减压阀组旁阀26、回水除污器18、回水闸阀19、回水总阀20、回水缓冲器24、回水温度计21、回水压力表22、回水排气阀23、微机控制柜25、连接管构成；外网进水总阀经连接管与进水除污器连接，进水除污器经连接管与进口缓冲器进口连接，在进口缓冲器上安装进水温度计、进口压力表、进口排气阀，进口缓冲器出口经连接管与两个并联的泵组进口阀连接，并联的泵组进口阀出口与两个直连增压泵连接，两个并联的直连增压泵出口各连接出口止回阀，出口止回阀出口并联经连接管与增压上水管连接，在连接管上安装远传压力表，并联的直连增压泵出口主路连接用热系统，另一支路经连接管与常闭电磁阀、常开电磁阀串联后，经常开电磁阀出口至污水坑，在常闭电磁阀后通过连接管与液压减压阀组的液压信号口连接，在液压减压阀组前、后各连接减压阀组前阀和减压阀组后阀，减压阀组前阀经连接管与回水除污器、回水闸阀连接、回水闸阀与用热系统回水管连接缓冲器连接。微机控制柜分别与两个直连增压泵、常闭电磁阀、常开电磁阀以及远传压力表导线连接；液压减压阀组由阀体27、活动阀头28、液压连杆29、密封运动活塞31、调整杆32、安全泄放装置33、复位弹簧34、液压信号口35、微孔阻尼构件37、平衡压连接管36构成；在阀体内安装活动阀头及密封运动活塞，并用连杆连接活动阀头与密封运动活塞，密封运动活塞可以做往复运动的空间构成液压缸30，在密封运动活塞的上面安装复位弹簧，调整杆一端位于复位弹簧腔，另一端外露阀体顶部，当调整杆做上下调整时，可限定密封运动活塞的位移量。平衡压连接管一端连接阀体进口，一端连接复位弹簧腔，并装有压力表，液压信号口通过微孔阻尼构件与液压缸相通。阀体出口连接压力表，安全泄放装置安装在阀体进口法兰处。

各部分基本原理如下：

直连增压泵：克服具体系统内的摩阻，使循环水能达到指定设定高度后有能力回送于直连外网。

液压减压阀组：当循环泵在变频托动下工作后，送出一个不断增大的泵头液压信号，此阀组接受这一信号后自动按指定好的开度逐渐打开，准备接受一定量的回水(若为满水系统，则逐渐回水至外网)。

变频控制系统：同于普通电机托动原理，取自于循环泵出口的电远传信号，回馈给PID调节器，与调节器内预置的参数做比较，后送出模糊调节量给变频器，变频系统按调节量的大小，线性输出变频变压的交流能源给循环泵，使之运行于恒压点。

常开、闭电磁阀传送系统：完成泵头液压信号的动静态传送，通过一常开一常闭信号控制电磁阀的通断，将液压信号送于自动开闭阀组，液压缸，(或排出液压缸)。

进口、回水缓冲器：缓解进出口压头水击对系统的破坏。

闭式高层供热直连机组的工作流程：

见图3，热源水通过总进水管A，至进水除污器2，流经进口缓冲器3，在进、出口缓冲器上分别设有进水压力与温度指示(以便决定是否符合运行条件)，通过泵组进口闸阀7(工作时应处于全开状态)，流进泵腔，此时应作泵体排气，当泵缓慢启动后，速度逐渐增加，同时泵头水流的主流经泵出口止回阀9，泵组出口阀10送至“C”点与之相连的室内热网系统，另一支路通过液压信号传送电磁阀F1开12、F2闭1 3送入液压减压阀组16的液压缸。流入室内热网的循环水经散热器(或地热管)后沿回水管流回，汇总后，流经回水除污器18，再至液压减压阀组16入口，经减压后流出液压减压阀组16到回水缓冲器24，送至总回水点B，在液压减压阀组16上可动态调整阀组上部的调正杆32控制回水流的大小，观察液压减压阀组的进出口水压表即可显示液压减压阀组的减压值，实际使用中应调整液压阀组的出口与总回水外网的回水压一致。

非常重要的一点：当机组在阶跃状态下(如突然停电)，液压信号传送电磁阀F1关，F2开(与正常工作状态相反)，液压缸的微孔阻尼作用，使阀头缓慢关闭，阻止了继续回水，同时又无噪动作，无水击产生。直连增压泵出口因安装有微阻缓闭止回阀9，所以也不产生水锤，自然阻断，这种保持的静态，对于一个理想的应用供热系统(即无泄漏)，保证了系统不出现倒空现象。

机组的设计原则

因机组的热网直连性，泵杨程选择比实际几何高度要小得多(取决外网的压力大小)，因此电机功率在定流量状态下，就要小得多。

机组杨程确定值为：

H_j＝(H_s+H_z+v²/2g-H_w)×K

其中：H_j—泵计算杨程，m；

H_s—泵在水流到达最高点的几何高度，m；

H_z—系统阻力(不同系统管径值不同)，m；

v²/2g—动能水头(较小)，m；

H_w—外网稳定动压力，m；

K—保险系数(一般级0.05-0.1)

机组流量确定值为：

V＝K0.86Q/ρ(t₁-t₂)

其中：Q—单一机组所能供热系统的总热负荷，w；

K—保险系数(一般级1.1)；

t₁—外网水温，℃；

t₂—理想达到的回水水温，℃；

ρ—热媒水密度，kg/m³

0.86—热力常数。

当H_j与v确定后，即可配置电机功率与变频控制系统，变频系统的原则应适配或接近电机功率的上档位功率配置。

液压减压阀组的配置，依照普通钢管，不同口径下的流速流量标准选择阀组的口径。

液压信号传送系统应采用进口连续工作制低温升的微型电磁阀。

进出口缓冲器应依照机组的流量值来确定，太小起不到作用，太大又浪费。

闭式高层供热直连机组中所采用的各种阀均为市场采购的普通阀门，压力表、温度计也均是市购成件，直连增压泵采用热水泵是现有技术市购。

Claims (1)

1.闭式高层供热直连机组：其特征在于由外网进水总阀、进水除污器、进口缓冲器、进水温度计、进口压力表、进口排气阀、泵组进口阀、直连增压泵、出口止回阀、泵组出口阀、远传压力表、常闭电磁阀、常开电磁阀、减压阀组后阀、液压减压阀组、减压阀组前阀、减压阀组旁阀、回水除污器、回水闸阀、回水总阀、回水缓冲器、回水温度计、回水压力表、回水排气阀、连接管构成；外网进水总阀经连接管与进水除污器连接，进水除污器经连接管与进口缓冲器进口连接，在进口缓冲器上安装进水温度计、进口压力表、进口排气阀，进口缓冲器出口经连接管与两个并联的泵组进口阀连接，并联的泵组进口阀出口与两个直连增压泵连接，两个并联的直连增压泵出口各连接出口止回阀，出口止回阀出口并联经连接管与增压上水管连接，在连接管上安装远传压力表，并联的直连增压泵出口主路连接用热系统，另一支路经连接管与常闭电磁阀、常开电磁阀串联后，经常开电磁阀出口至污水坑，在常闭电磁阀后通过连接管与液压减压阀组的液压信号口连接，在液压减压阀组前、后各连接减压阀组前阀和减压阀组后阀，减压阀组前阀经连接管与回水除污器、回水闸阀连接、回水闸阀与用热系统回水管连接，在减压阀组前阀进口及在减压组后阀出口处连接一个减压阀组旁通阀，减压阀组后阀出口经连接管与回水缓冲器连接，在回水缓冲器上安装回水总阀、回水温度计、回水压力表、回水排气阀，回水总阀与总回水管连接；液压减压阀组由阀体、活动阀头、液压连杆、密封运动活塞、调整杆、安全泄放装置、复位弹簧、液压信号口、微孔阻尼构件、平衡压连接管构成；在阀体内安装活动阀头及密封运动活塞，活动阀头与密封运动活塞通过液压连杆连接，密封运动活塞置于液压缸中，在密封运动活塞的上面安装复位弹簧，调整杆一端位于复位弹簧腔，另一端外露阀体顶部，平衡压连接管一端连接阀体进口，一端连接复位弹簧腔，并装有压力表，液压信号口通过微孔阻尼构件与液压缸相通，阀体出口连接压力表，安全泄放装置安装在阀体进口法兰处。

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