CN217467872U - 一种供热管网平衡调节实验装置和系统 - Google Patents

Abstract

一种供热管网平衡调节实验装置和系统，装置包括第一供热管网和第二供热管网；第一供热管网包括第一热源和多条用户支路，第一热源与第一供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与第一供热网管网的干路管道连接；第一供热管网的供回水干路管道上设置截止阀；第二供热管网包括第二热源和多条用户支路；第二热源与第二供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与第二供热网管网的干路管道连接；第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上设置截止阀；第二供热管网的回水干路管道的最远端与第一供热管网的回水干路管道连接；第一供热管网的供水干路管道的最远端与第二供热管网的供水干路管道连接。

Description

一种供热管网平衡调节实验装置和系统

技术领域

本实用新型涉及供热管网技术领域，尤其涉及一种供热管网平衡调节实验装置和系统。

背景技术

集中供热是我国严寒、寒冷地区民用建筑重要的热能应用系统，实际系统由于规模大、分布广，不够直观，学生仅能了解大致的工作原理和过程，很少能参与到系统调试、运行调节等实践环节，因而不能很好地掌握规范的操作及调节方法。现有的关于供热工程的实验系统多位简化的模型装置，或者是软件仿真演示系统，不能真实反映关键设备运行性能、系统工况调节变化，且组成结构单一，不能适用于不同管网结构的平衡调节实验。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种供热管网平衡调节实验装置和系统，用以解决现有供热管网实验装置结构单一，不能适用于不同管网结构的平衡调节实验的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种供热管网平衡调节实验装置，包括第一供热管网和第二供热管网；

所述第一供热管网包括第一热源和多条用户支路，所述第一热源与所述第一供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第一供热网管网的干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道和回水干路管道上设置有截止阀；

所述第二供热管网包括第二热源和多条用户支路；所述第二热源与所述第二供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第二供热网管网的干路管道连接；所述第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上以及与第二热源最接近的用户支路的供水管道上设置截止阀；

所述第二供热管网的回水干路管道的最远端通过截止阀与所述第一供热管网的回水干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道的最远端通过截止阀与所述第二供热管网的供水干路管道连接。

基于上述方案的进一步改进，在所述每条用户支路的供水管道上设置有第一球阀；在所述每条用户支路的回水管道上设置有电动调节阀。

基于上述方案的进一步改进，在每个所述第一球阀和电动调节阀的两侧分别安装有压力传感器；每条用户支路的回水管道上设置有流量计。

基于上述方案的进一步改进，所述供热管网平衡调节实验装置的管道采用PPR热熔管，所述管网竖直放置并固定在支架上。

基于上述方案的进一步改进，所述供热管网平衡调节实验装置中最高处的管道上设置有排气阀。

基于上述方案的进一步改进，所述第一热源包括第一循环水泵、第一膨胀水箱；所述第一供热管网的回水干路管道和所述第一膨胀水箱通过三通管件连接在所述第一循环水泵的入水口，所述第一循环水泵的出水口连接所述第一供热管网的供水管道；所述第二热源包括第二循环水泵、第二膨胀水箱；所述第二供热管网的回水干路管道和所述第二膨胀水箱通过三通管件连接在所述第二循环水泵的入水口，所述第二循环水泵的出水口连接所述第二供热管网的供水管道。

基于上述方案的进一步改进，所述循环水泵连接的供水管道上设置有泄水阀。

与现有技术相比，本实用新型通过将第一供热管网和第二供热管网连接，通过在第一供热管网的供水干路管道和回水干路管道上、第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上设置截止阀，通过调整截止阀的开关组合，从而模拟不同的管网结构，结构简单便于实施。

另一方面，本实用新型的实施例提供了一种供热管网平衡调节实验系统，包括PLC控制器、服务器、显示设备和权利要求3中所述的供热管网平衡调节实验装置，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器电连接；所述PLC控制器与所述服务器电连接；所述显示设备与所述服务器电连接。

基于上述方案的进一步改进，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器通过屏蔽电缆连接。

基于上述方案的进一步改进，所述服务器与所述PLC控制器通过RJ45网线连接，采用Modbus TCP通信协议进行通信。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例供热管网平衡调节实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例模拟的模拟单热源异程枝状管网结构示意图；

图3为本实用新型实施例模拟的模拟单热源同程管网结构示意图；

图4为本实用新型实施例模拟的模拟单热源单环环状管网结构示意图；

图5为本实用新型实施例模拟的模拟单热源多环环状管网结构示意图；

附图标记：

1-第一供热管网；2-第二供热管网；3-第一供热管网的供水干路管道；4-第一供热管网的回水干路管道；5-第二供热管网的供水干路管道；6-第二供热管网的回水干路管道。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种供热管网平衡调节实验装置，如图1所示，包括第一供热管网和第二供热管网；

所述第一供热管网包括第一热源和多条用户支路，所述第一热源与所述第一供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第一供热网管网的干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道和回水干路管道上设置有截止阀；

所述第二供热管网包括第二热源和多条用户支路；所述第二热源与所述第二供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第二供热网管网的干路管道连接；所述第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上设置有截止阀；

所述第二供热管网的回水干路管道的最远端通过截止阀与所述第一供热管网的回水干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道的最远端通过截止阀与所述第二供热管网的供水干路管道连接。

具体的，管道的最远端指距离热源最远的管道位置。

通过将第一供热管网和第二供热管网连接，通过在第一供热管网的供水干路管道和回水干路管道上、第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上设置截止阀，通过调整截止阀的开关组合，从而模拟不同的管网结构。

需要说明的是，前述供水管道和回水管道只是为了区分两路管道，并非实际的水流向，在实施时，需要根据实际水流向确定其为供水管道或回水管道，即前述供水管道在实施时可能水流向为回水，回水管道在实施时可能水流向为供水。

示例性的，当截止阀V1～V9打开，第一热源和第二热源均开启，如图1所示，此时热网拓扑结构为多热源环状管网。

如图2所示，当截止阀V1、V2、V7、V9关闭，V3～V6\V8打开，第一热源关闭，第二热源开启，此时可模拟单热源异程枝状管网。

如图3所示，当截止阀V1～V6、V8关闭，V7、V9打开，第一热源关闭，第二热源开启，此时可模拟单热源同程管网。

如图4所示，当截止阀V1～V9均打开，第二热源关闭，第一热源开启，此时可模拟单热源单环环状管网。

实施时，在热源的出水口设置阀门，从而调节热源的开启和关闭。

实施时，第一热网和第二热网之间还可增加其他连接方式，从而模拟更加复杂的热网结构，例如5所示，在第一热网的供水干路管道与第二热网的供水干路管道通过截止阀V10连接，当截止阀V1～V110打开，第二热源关闭，第一热源开启，此时可模拟单热源多环环状管网。

实施时，为了进一步提高平衡调节的精度，在所述每条用户支路的供水管道上设置有第一球阀，用于模拟热用户的阻力；在所述每条用户支路的回水管道上设置有电动调节阀，用于调节用户支路的管道流量。

实施时，也可以在供回水干路管道上安装球阀，通过调节球阀来模拟实际供热管道的阻力。

实施时，电动调节阀可采用V型电动球阀。

为了进一步便于实验人员准确进行管网平衡调节，在每个所述第一球阀和电动调节阀的两侧分别安装有压力传感器，用于采集所述第一球阀和电动调节阀两侧的压力数据；每条用户支路的回水管道上设置有流量计，用于采集用户支路的管道流量。实验人员可根据压力传感器采集的压力数据和流量计采集的流量数据对供热管网进行水力平衡调节或热力平衡调节。

实施时，所述供热管网平衡调节实验装置的管道采用PPR热熔管，从而提高管道的耐高温和耐腐蚀性，并且安装简单便于实施。所述连接后整个管网竖直放置并固定在支架上，从而模拟热用户的管网结构。

实施时，所述供热管网平衡调节实验装置中最高处的管道上设置有排气阀，用于排除管道内的气体。

实施时，所述第一热源包括第一循环水泵、第一膨胀水箱；所述第一供热管网的回水干路管道和所述第一膨胀水箱通过三通管件连接在所述第一循环水泵的入水口，所述第一循环水泵的出水口连接所述第一供热管网的供水管道。通过第一循环水泵和第一膨胀水箱为管网提供第一热源。

实施时，所述第二热源包括第二循环水泵、第二膨胀水箱；所述第二供热管网的回水干路管道和所述第二膨胀水箱通过三通管件连接在所述第二循环水泵的入水口，所述第二循环水泵的出水口连接所述第二供热管网的供水管道。通过第二循环水泵和第二膨胀水箱为管网提供第二热源。

实施时，第一膨胀水箱和第二膨胀水箱放置在比管网的最高处更高的位置，从而为管网提供充足的水压。

实施时，所述循环水泵连接的供水管道上设置有泄水阀，用于泄水。为了便于泄水，泄水阀应该装在管网最低的位置处。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种供热管网平衡调节实验系统，包括PLC控制器、服务器、显示设备和前述的供热管网平衡调节实验装置，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器电连接；所述PLC控制器与所述服务器电连接；所述显示设备与所述服务器电连接。

其中，PLC控制器用于获取所述电动调节阀、流量计和压力传感器的采集数据，将采集数据发送至服务器，服务器用于根据采集的流量数据和压力数据，计算电动调节阀的开度，将开度数据发送至PLC控制器，PLC控制器将开度数据发送至电动调节阀，电动调节阀根据接收的开度数据自动进行开度调节。以及接收服务器发送的控制数据，将所述控制数据发送至电动调节阀。实施时，服务器对根据采集的流量数据集、压力数据通过现有的方法计算出阀门开度数据，例如采用现有的比例调解法、模拟分析法等方法，如将现有方法在服务器中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。

PLC控制器所涉及的数据传输方法为现有技术常见的方法，如将现有PLC控制器中的数据传输方法在PLC控制器中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。

实施时，为了进一步便于实验人员对管网进行调节，系统还包括显示设备，所述显示设备与所述服务器连接，用于显示所述采集数据。

实施时，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器通过屏蔽电缆连接，从而避免传输信号的相互干扰。

实施时，所述服务器与所述PLC控制器通过RJ45网线连接，采用Modbus TCP通信协议进行通信。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中PLC控制器所涉及的数据传输方法为现有技术常见的方法，如将现有PLC控制器中的数据传输方法在PLC控制器中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。服务器中所涉及的程序为现有技术常见的方法，如将现有平衡调节方法在服务器中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，包括第一供热管网和第二供热管网；

所述第一供热管网包括第一热源和多条用户支路，所述第一热源与所述第一供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第一供热管网的干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道和回水干路管道上设置有截止阀；

所述第二供热管网包括第二热源和多条用户支路；所述第二热源与所述第二供热管网的供回水干路管道连接；每条用户支路采用异程方式与所述第二供热管网的干路管道连接；所述第二供热管网的用户支路之间的供水干路管道上以及与第二热源最接近的用户支路的供水管道上设置截止阀；

所述第二供热管网的回水干路管道的最远端通过截止阀与所述第一供热管网的回水干路管道连接；所述第一供热管网的供水干路管道的最远端通过截止阀与所述第二供热管网的供水干路管道连接。

2.根据权利要求1所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，在所述每条用户支路的供水管道上设置有第一球阀；在所述每条用户支路的回水管道上设置有电动调节阀。

3.根据权利要求2所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，在每个所述第一球阀和电动调节阀的两侧分别安装有压力传感器；每条用户支路的回水管道上设置有流量计。

4.根据权利要求1所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，所述供热管网平衡调节实验装置的管道采用PPR热熔管，所述管网竖直放置并固定在支架上。

5.根据权利要求4所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，所述供热管网平衡调节实验装置中最高处的管道上设置有排气阀。

6.根据权利要求1所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，所述第一热源包括第一循环水泵、第一膨胀水箱；所述第一供热管网的回水干路管道和所述第一膨胀水箱通过三通管件连接在所述第一循环水泵的入水口，所述第一循环水泵的出水口连接所述第一供热管网的供水管道；所述第二热源包括第二循环水泵、第二膨胀水箱；所述第二供热管网的回水干路管道和所述第二膨胀水箱通过三通管件连接在所述第二循环水泵的入水口，所述第二循环水泵的出水口连接所述第二供热管网的供水管道。

7.根据权利要求6所述的供热管网平衡调节实验装置，其特征在于，所述循环水泵连接的供水管道上设置有泄水阀。

8.一种供热管网平衡调节实验系统，其特征在于，包括PLC控制器、服务器、显示设备和权利要求3中所述的供热管网平衡调节实验装置，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器电连接；所述PLC控制器与所述服务器电连接；所述显示设备与所述服务器电连接。

9.根据权利要求8所述的供热管网平衡调节实验系统，其特征在于，所述PLC控制器与所述电动调节阀、流量计和压力传感器通过屏蔽电缆连接。

10.根据权利要求8所述的供热管网平衡调节实验系统，其特征在于，所述服务器与所述PLC控制器通过RJ45网线连接，采用Modbus TCP通信协议进行通信。

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