CN209485130U - 一种板式换热器的定流量系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种板式换热器的定流量系统，包括板式换热器，一次侧供水管道上安装有过滤器，一次侧回水管道配置静态平衡阀、压差传感器Ⅲ、电动调节阀和动态平衡阀；二次侧供水管道配置温度传感器；二次侧回水管道配置止回阀、水泵、水泵变频器、过滤器和压力传感器；一次侧供水管道和一次侧回水管道之间安装压差传感器Ⅰ，二次侧供水管道和二次侧回水管道安装压差传感器Ⅱ和电动压差调节阀，所述压差传感器Ⅰ、压差传感器Ⅱ、压差传感器Ⅲ、温度传感器、压力传感器、电动调节阀、水泵变频器、电动压差调节阀均连接控制器。本申请采用静态平衡阀、动态平衡阀、水泵变频等多种方式，改善板式换热器运行时一次侧流量难以准确调节这一问题。

Description

一种板式换热器的定流量系统

技术领域

本申请涉及一种板式换热器的定流量系统。

背景技术

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间用密封垫片连接形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。其中板换的供给测被称为一次侧、需求侧被称为二次侧，而一、二次侧板片进出口间的压力差，则相应地被称为一次侧压力降和二次侧压力降。

板式换热器的目的是为了使二次侧出水温度达到要求，若不达标，则需要调整一次侧的流量，此动作通过电动调节阀实现。然而，电动调节阀的调节性能与阀两端压差相关，当阀两端压差大于说明书提供的压差时阀门的调节特性曲线会发生偏移(如图1，压差大时曲线上移，流量增大)，而设计师通常只按照管道直径选择调节阀，很少核实调节阀两端压力差是否与说明书一致，导致运行时按照预设的温度-开度曲线调节时实际流量大于预设流量，意味着通过电动阀一次动作，一次侧供水超流、二次侧出水温度不达标，此时电动阀需要经过多次反复调节才可能实现二次侧出水的目标温度，在此调节过程中，一次侧流量、二次侧温度反复多次变化，末端的生产受到极大影响；且调节阀反复动作，阀内的热熔蜡不停融化凝固，阀的寿命也缩短。若阀门压差远大于说明书标注压差，调节阀变成快开型(开度很小时流量已很大)或开关型(只能全开或全关)，可能无论调节阀如何动作，二次侧温度始终无法达标，且一次侧始终超流，导致一次侧泵耗能增大。总之，此调节方式无法得到任意一次侧需求流量，无法快速获得二次侧需求温度，无法保证一次侧水泵能耗低。

此外，板换在运行过程中，会发生堵塞、泄露等情况进而影响生产，尤其堵塞，是颗粒物质在换热器内部累积的结果，但目前无准确方式判断板换的堵塞程度。

针对此现象，急需设计一种新的板式换热器系统，能够准确调节一次侧流量、获得需求二次侧温度、降低一次水泵能耗，并且系统能够自动运行。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种板式换热器的定流量系统。

为实现以上目的，本实用新型提供的一种板式换热器的定流量系统，采用如下技术方案：

一种板式换热器的定流量系统，包括板式换热器，所述板式换热器一次侧设置有一次侧供水管道和一次侧回水管道，所述板式换热器二次侧设置有二次侧供水管道和二次侧回水管道，所述一次侧供水管道上安装有过滤器，所述一次侧回水管道配置静态平衡阀、压差传感器Ⅲ、电动调节阀和动态平衡阀；所述二次侧供水管道配置温度传感器；所述二次侧回水管道配置止回阀、水泵、水泵变频器、过滤器和压力传感器；所述一次侧供水管道和一次侧回水管道之间安装压差传感器Ⅰ，所述二次侧供水管道和二次侧回水管道安装压差传感器Ⅱ和电动压差调节阀，所述压差传感器Ⅰ、压差传感器Ⅱ、压差传感器Ⅲ、温度传感器、压力传感器、电动调节阀、水泵变频器、电动压差调节阀均连接控制器。

进一步地，所述一次侧供水管道、一次侧回水管道、二次侧供水管道和二次侧回水管道均安装蝶阀、压力表和温度计，蝶阀供系统检修，压力表和温度计以监测一次侧和二次侧供回水的压力和温度。

所述一次侧供水管道和二次侧回水管道均配置泄水阀，供系统检修。

进一步地，过滤器和水泵前后均配置压力表，以监控运行状态。

进一步地，所述二次侧回水管连接有补水管，补水通过补水口进入二次侧系统。

进一步地，所述压差传感器Ⅲ的两个压力接口分别连接端静态平衡阀的两端。

进一步地，所述压差传感器Ⅰ、压差传感器Ⅱ、压差传感器Ⅲ、温度传感器和压力传感器连接控制器的信号输入端，电动调节阀、水泵变频器和电动压差调节阀连接控制器的信号输出端。

所述一次侧供水管道包括一次侧进水口，一次侧回水管道包括一次侧出水口，一次侧水通过一次侧进水口进入板式换热器，换热后经一次侧出水口流出。

所述二次侧供水管道包括二次侧供水口，二次侧回水管道包括二次侧回水口，二次侧水通过二次侧回水口进入板式换热器，吸收热量后经二次侧供水口流出后供给至用能设备。

与现有技术相比，本申请一种板式换热器的定流量系统，采用静态平衡阀、动态平衡阀、水泵变频等多种方式，改善板式换热器运行时一次侧流量难以准确调节这一问题，能够降低水泵能耗，并且二次侧温度达到生产需求，提高厂家成品率；系统配置控制器，整个过程能够自动完成，节约了人力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为电动调节阀的调节性能曲线；

图2为本申请板式换热器的定流量系统结构示意图；

图3为静态平衡阀安装示意图；

图4为静态平衡阀可调表盘示意图；

图中附图标记：1-一次侧进水口、2-一次侧出水口、3-压力表、4-过滤器、5-蝶阀、6-温度计、7-泄水阀、8-压差传感器Ⅰ、9-动态平衡阀、10-电动调节阀、11-静态平衡阀、12-板式换热器、13-温度传感器、14-止回阀、15-水泵、16-水泵变频器、17-压差传感器Ⅱ、18-电动压差调节阀、19-补水口、20-二次侧供水口、21-二次侧回水口、22-压力传感器、23-控制器、24-压差传感器Ⅲ，25-表盘刻度，26-可旋转表盘，27-表盘指示针。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图2所示，一种板式换热器的定流量系统，包括板式换热器12，所述板式换热器12一次侧设置有一次侧供水管道和一次侧回水管道，所述板式换热器12二次侧设置有二次侧供水管道和二次侧回水管道，所述一次侧供水管道上安装有过滤器4去除供水杂质，所述一次侧回水管道配置静态平衡阀11、压差传感器Ⅲ24、电动调节阀10和动态平衡阀9，具体的，如图3所示压差传感器Ⅲ24的两个压力接口分别连接端静态平衡阀11安装管道的两端，此处配置静态平衡阀11稳定水流量、压差传感器Ⅲ24监测静态平衡阀11前后的压差、电动调节阀10调节水流量、动态平衡阀9稳定电动调节阀10的两侧压力。

所述二次侧供水管道配置温度传感器13，监测水温；所述二次侧回水管道配置止回阀14、水泵15、水泵变频器16、过滤器4和压力传感器22，此处配置止回阀14可以保证水不逆流以保护水泵15、水泵15为二次侧水提供动力、水泵变频器16调整水泵变频运行、过滤器4去除回水杂质、压力传感器22以监测水压；所述一次侧供水管道和一次侧回水管道之间安装压差传感器Ⅰ8，所述二次侧供水管道和二次侧回水管道安装压差传感器Ⅱ17和电动压差调节阀18，供回水之间安装压差传感器Ⅱ17以监测二次侧供回水间压差、安装电动压差调节阀18以满足水泵15的最低运行流量；所述压差传感器Ⅰ8、压差传感器Ⅱ17、压差传感器Ⅲ24、温度传感器13、压力传感器22、电动调节阀10、水泵变频器16、电动压差调节阀18均连接控制器23。

进一步地，所述一次侧供水管道、一次侧回水管道、二次侧供水管道和二次侧回水管道均安装蝶阀5、压力表3和温度计6，蝶阀5供系统检修，压力表3和温度计6以监测一次侧和二次侧供回水的压力和温度。

所述一次侧供水管道和二次侧回水管道均配置泄水阀7，供系统检修。

进一步地，过滤器4和水泵15前后均配置压力表3，以监控运行状态。

进一步地，所述二次侧回水管连接有补水管，补水通过补水口19进入二次侧系统。

所述一次侧供水管道包括一次侧进水口1，一次侧回水管道包括一次侧出水口2，一次侧水通过一次侧进水口1进入板式换热器12，换热后经一次侧出水口2流出。

所述二次侧供水管道包括二次侧供水口20，二次侧回水管道包括二次侧回水口21，二次侧水通过二次侧回水口21进入板式换热器12，吸收热量后经二次侧供水口20流出后供给至用能设备。

所述压差传感器Ⅰ8、压差传感器Ⅱ17、压差传感器Ⅲ24、温度传感器13和压力传感器22连接控制器23的信号输入端，电动调节阀10、水泵变频器16和电动压差调节阀18连接控制器23的信号输出端。

控制器23监测五个部分：用压差传感器Ⅰ8监测一次侧供回水间压差；用压差传感器Ⅲ24监测静态平衡阀11前后的压差；用温度传感器13监测二次侧供水温度；用压力传感器22监测二次侧回水压力；用压差传感器Ⅱ17监测二次侧供回水间压差；控制器23控制四个部分：通过电动调节阀10控制一次侧水流量；通过水泵变频器16控制水泵15运行频率；通过电动压差调节阀18满足水泵15的最低运行流量；通过压力传感器22控制补水量，可在补水管上设置电动调节阀，并连接控制器的信号输出端，从而根据传感器的信号控制补水量。

控制器与各部件的电路连接结构、以及控制器分别对各部件的控制原理等均属于现有技术，在此不再赘述，例如CN201255461Y公开了温度传感器、电动调节阀以及控制器之间的连接关系和工作原理。本领域技术人员能够了解，压力表和温度计等常规部件的安装位置，也可以完全根据图2的示意位置进行安装。

本申请板式换热器的定流量系统的运行过程如下：

提供能量的高温或低温水通过一次侧进水口1进入一次侧系统，依次流经过滤器4、板式换热器12、静态平衡阀11、电动调节阀10、动态平衡阀9，换热完成后经一次侧出水口2流出系统。接收能量的低温或高温水通过而二次侧回水口21进入二次侧系统，依次流经过滤器4、水泵15、止回阀14，换热完成后经二次侧供水口20流出系统。补水从补水口19供入二次侧系统。

在一次侧回水段，系统建设完成后调试静态平衡阀11，调试完成将此阀锁闭并记录阀体调节圈数，调节阀10由控制器23控制，压差平衡阀9内含弹簧部件可自行调节。

控制器23通过温度传感器13监测二次侧供水温度，当此温度与设定温度存在偏差时，通过电动调节阀10调节一次侧的供给流量。控制器23通过压差传感器Ⅱ17监测二次侧供回水压差，当此压差与设定压差存在偏差时，通过水泵变频器16调节水泵15的运行频率。控制器23通过压差传感器Ⅱ17监测二次侧供回水压差，当此压差与设定压差存在偏差，且调节水泵变频器16无法使供回水压差回到设定值时，根据压差传感器Ⅱ17监测二次侧供回水压差与设定值偏差调节电动压差调节阀18的开度。控制器23通过压力传感器22调整补水流量。控制器23通过压差传感器Ⅰ8、压差传感器Ⅲ24判断一次侧系统是否发生堵塞，若发生，可以控制启动清洗设备(未在图中标出)进行清洗。

常规的板换系统在一次侧只安装电动调节阀10，但电动调节阀10是根据管径选型配置，无法保证调节阀两端实际压差不超过说明书提供的运行压差，无法保证调节后的一次侧流量与预设一致，无法保证用户的用水需求。本申请板式换热器的定流量系统中的静态平衡阀11有可旋转表盘26(如图4)，可旋转表盘26上有表盘刻度25和表盘指示针27。调试时，通过控制器23读取压力传感器Ⅲ24的数据，得到静态平衡阀两端的压力差，根据平衡阀厂家提供的刻度与压力差关系调节表盘，使得一次侧管道流量达到要求值。调试完成，将静态平衡阀11锁闭。

待运行后，用户的生产需求等变化均会引起二次侧供水温度的变化，控制器23监测到水温变化后，将信号传递至电动调节阀10，电动调节阀10开度变化，经一次侧的流量变化，完成二次侧供水温度的调节过程。在此过程中，由于流量变化，电动调节阀10两端的压差发生变化。对于电动调节阀，根据前述内容(图1)，调节阀的调节性能会随两端压力变化而变化，会出现阀门开度变化后的流量与需求的流量不匹配，导致用户的需求无法满足。综上所述，电动调节阀10无法使用户需求得到很好满足。

在一次侧安装动态平衡阀9后，由于流量变化引起的压差变化可以由动态平衡阀9承担，保持电动调节阀10两端的压力差不变，保证电动调节阀10的调节性能不变，保证二次侧供水温度满足需求。对于水泵15，安装水泵变频器16后，水泵可进行变频运行，以压差传感器Ⅱ17监测到的二次侧供回水压差为变频调节依据，实现系统节能。

水泵15的流量不可无级变频降低，水泵15的流量过低时效率很低，为了保证水泵15的最低运行流量，同时保证用户的最低需求流量，故在二次侧供回水管路之间设计电动压差调节阀18，当水泵15的最低运行流量大于用户需求流量时，开启电动压差调节阀18，部分二次侧供水不参与终端换热直接流过电动压差调节阀18。

判断堵塞：根据△P＝S*m²(△P为压力差，S为设备阻力，m为通过设备的流量)，控制器23监控静态平衡阀11两端压力，并根据厂家提供的提供的表盘刻度与压力差关系计算得到一次侧流量，然后根据压差传感器Ⅰ8计算出板式换热器12一次侧的阻力S，当S值与初始变化超过30％，可认为板式换热器12的一次侧即将堵塞，控制器23控制启动清洗设备。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (9)

1.一种板式换热器的定流量系统，其特征在于，包括板式换热器(12)，所述板式换热器(12)一次侧设置有一次侧供水管道和一次侧回水管道，所述板式换热器(12)二次侧设置有二次侧供水管道和二次侧回水管道，所述一次侧供水管道上安装有过滤器(4)，所述一次侧回水管道配置静态平衡阀(11)、压差传感器Ⅲ(24)、电动调节阀(10)和动态平衡阀(9)；所述二次侧供水管道配置温度传感器(13)；所述二次侧回水管道配置止回阀(14)、水泵(15)、水泵变频器(16)、过滤器(4)和压力传感器(22)；所述一次侧供水管道和一次侧回水管道之间安装压差传感器Ⅰ(8)，所述二次侧供水管道和二次侧回水管道安装压差传感器Ⅱ(17)和电动压差调节阀(18)，所述压差传感器Ⅰ(8)、压差传感器Ⅱ(17)、压差传感器Ⅲ(24)、温度传感器(13)、压力传感器(22)、电动调节阀(10)、水泵变频器(16)、电动压差调节阀(18)均连接控制器(23)。

2.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述一次侧供水管道、一次侧回水管道、二次侧供水管道和二次侧回水管道均安装蝶阀(5)、压力表(3)和温度计(6)。

3.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述一次侧供水管道和二次侧回水管道均配置泄水阀(7)。

4.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述过滤器(4)和水泵(15)前后均配置压力表(3)。

5.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述二次侧回水管连接有补水管，补水通过补水口(19)进入二次侧系统。

6.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述压差传感器Ⅲ(24)的两个压力接口分别连接端静态平衡阀(11)的两端。

7.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述压差传感器Ⅰ(8)、压差传感器Ⅱ(17)、压差传感器Ⅲ(24)、温度传感器(13)和压力传感器(22)连接控制器(23)的信号输入端，电动调节阀(10)、水泵变频器(16)和电动压差调节阀(18)连接控制器(23)的信号输出端。

8.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述一次侧供水管道包括一次侧进水口(1)，一次侧回水管道包括一次侧出水口(2)，一次侧水通过一次侧进水口(1)进入板式换热器(12)，换热后经一次侧出水口(2)流出。

9.根据权利要求1所示板式换热器的定流量系统，其特征在于，所述二次侧供水管道包括二次侧供水口(20)，二次侧回水管道包括二次侧回水口(21)，二次侧水通过二次侧回水口(21)进入板式换热器(12)，吸收热量后经二次侧供水口(20)流出后供给至用能设备。