CN217817023U - 锅炉供热系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种锅炉供热系统，包括：出水管，连接于锅炉的一端；供水管，一端连接于出水管，另一端连接于锅炉外接的供求目标，用于将锅炉输出的热水供应至供求目标；进水管，一端连接于锅炉的另一端；回水管，一端连接于进水管，另一端连接于供求目标，用于将从供求目标回流的水回送至锅炉；第一水循环调节管路，并联设置于进水管和出水管之间。本申请通过水循环调节管路调节控制锅炉的供水温度，使得供水温度符合理论加热温度，减少能源消耗、提高能效。

Description

锅炉供热系统

技术领域

本申请涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉供热系统。

背景技术

锅炉作为一种能量转换设备，广泛应用于工业生产和日常生活。锅炉通过供应热水的方式对空气进行升温或加湿，若锅炉供应的水温过高，虽然能够满足供热需求，但容易导致空气温度偏高，需要消耗冰水进行降温，同时也会增加热损失。若锅炉供应的水温过低，则会影响升温或加湿。因此，目前缺少可以控制锅炉水温的手段，容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，从而造成能源浪费，或由于水温过低而无法满足供热需求。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种锅炉供热系统，以解决因缺少控制锅炉水温的手段，容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费冰水用量，或由于水温过低而无法满足供热需求的技术问题。

本申请提供一种锅炉供热系统，包括：

出水管，所述出水管连接于锅炉的一端；

供水管，所述供水管的一端连接于所述出水管，所述供水管的另一端连接于所述锅炉外接的供求目标，用于将所述锅炉输出的热水供应至所述供求目标；

进水管，所述进水管的一端连接于所述锅炉的另一端；

回水管，所述回水管的一端连接于所述进水管，所述回水管的另一端连接于所述供求目标，用于将从所述供求目标回流的水回送至所述锅炉；

第一水循环调节管路，所述第一水循环调节管路设置于所述进水管和所述出水管之间，并与所述锅炉并联设置。

可选地，所述锅炉供热系统还包括：

水泵，所述水泵设于所述回水管，用于驱动所述回水管中的水回送至所述锅炉。

可选地，所述第一水循环调节管路上设有第一旁通阀。

可选地，所述锅炉供热系统还包括：

第二水循环调节管路，所述第二水循环调节管路设置于所述锅炉的供水管和所述回水管之间，并与所述锅炉并联设置。

可选地所述第二水循环调节管路上设有第二旁通阀，所述第二旁通阀为可开关或可调节开度的旁通阀。

可选地，所述锅炉供热系统还包括：

温湿度感测器，所述温湿度感测器设于所述锅炉的本体，用于侦测外气的温度和湿度。

可选地，所述出水管上设有第一温度感测器，用于侦测所述锅炉的出水温度。

可选地，所述供水管上设有第二温度感测器，用于侦测所述锅炉的末端实际供水温度。

可选地，所述回水管上设有第三温度感测器，用于侦测所述锅炉的回水温度。

可选地，所述水泵的数量为多个，多个水泵相互并联设置。

本申请的锅炉供热系统通过水循环调节管路控制锅炉的供水温度，使得所述锅炉的供水温度符合理论加热温度，避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，减少能源消耗、提高能效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请较佳实施例提供的锅炉供热系统的结构示意图。

主要元件符号说明

锅炉供热系统 1

锅炉 10

温湿度感测器 101

进水口 102

出水口 103

水泵 11

进水管 12

出水管 13

第一温度感测器 131

供水管 14

第二温度感测器 141

回水管 15

第三温度感测器 151

第一水循环调节管路 16

第一旁通阀 161

第二水循环调节管路 17

第二旁通阀 171

供求目标 18

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1所示，为本申请提供的锅炉供热系统的结构示意图。锅炉供热系统1包括锅炉10、进水管12、出水管13、供水管14、回水管15及第一水循环调节管路16。

在一实施例中，出水管13连接于锅炉10的一端。供水管14的一端连接于出水管13，另一端连接于锅炉10外接的供求目标18，用于将锅炉10输出的热水供应至供求目标18，以满足供求目标18的供热需求。

可选地，供求目标18可以是设备、装置、系统或密闭空间等，设备、装置或系统可以是MAU(Make-up Air Unit，新风机组)设备或系统、空调装置或供暖设备等，密闭空间可以是办公室、机械车间或无尘室等。由此，锅炉10和供求目标18之间亦可实现水循环，锅炉10内加热的热水通过出水管13流通至供水管14，再由供水管14最终为供求目标18供热，被供求目标18进行热交换和热利用后的水，通过回水管15和水泵11，再次经进水管12循环回流至锅炉10内。

第一水循环调节管路16设置于进水管12和出水管13之间，并与锅炉10并联设置。通过设置第一水循环调节管路16，可以在末端实际供水温度T_供大于理论加热温度时，使得部分回水流经第一水循环调节管路16再进入供水管14，而不流向锅炉，可以减少被锅炉加热的水量，以降低末端实际供水温度T_供，避免末端实际供水温度T_供过高，同时减少能源消耗。

在一实施例中，第一水循环调节管路16上设有第一旁通阀161，第一旁通阀161为可开关或可调节开度的旁通阀。通过设置第一旁通阀161，使得第一水循环调节管路16是否可以允许回水流经或流经的回水的水量可控，实现在末端实际供水温度T_供大于供求目标18的温度需求值(供热需求)时，通过开启第一旁通阀161或增加第一旁通阀161的开度，允许回水流经第一水循环调节管路16或增加流经第一水循环调节管路16的回水的水量，以降低末端实际供水温度T_供。在末端实际供水温度T_供小于或等于供求目标18的温度需求值时，通过关闭第一旁通阀161或减少第一旁通阀161的开度，阻断回水流经第一水循环调节管路16或减少流经第一水循环调节管路16的回水的水量，以提高末端实际供水温度T_供使得满足供求目标18的温度需求值或者维持末端实际供水温度T_供。

在一实施例中，锅炉供热系统1还包括水泵11。水泵11设于回水管15，用于驱动回水管15中的水回送至锅炉10。通过设置水泵11，使得对供求目标18完成加热的供水形成回水进入回水管15，然后进入锅炉被加热以进行供水，如此形成循环，由于对供求目标18完成加热的供水仍然具有较高的温度，使其形成回水进入锅炉加热，可以减少锅炉需要加热提高的水温度，以减少锅炉的能源消耗。

在一实施例中，水泵11为变频水泵，水泵11的频率通过PID调节控制(增量式比例积分微分)的方式进行调节。在其他实施例中，水泵11也可以是定频水泵，以固定的频率工作。

需要说明的是，可根据锅炉10的末端压差是否小于预设压差来调整水泵11的开启台数和频率。在一个实施例中，多个水泵11串联设置在回水管15上，其中，水泵11为变频水泵，每台水泵11对应设置有一个频率范围值(频率最低临界值和频率最高临界值)，这里需要说明的是，水泵11根据实际需求，可以选择统一型号、类型和功率的水泵。若确定末端压差小于预设压差，增加水泵11开启台数及/或增加水泵11开启频率。若确定末端压差大于预设压差，减少水泵11开启台数及/或减小水泵11开启频率。可选地，参考锅炉管路的安全性能，预设压差可以设定为0.4Mpa。

具体地，若末端压差小于预设压差，说明水泵11以当前的频率抽取末端回水的难度较大，此时回水管15和供水管14之间的水流压差较小，回水管15内水流流量低，管路的水流压力稳定性差，锅炉系统运行安全性低，因此，需要增加水泵频率或开启台数，以提高回水管15的水流压强。根据末端压差确定水泵11的第一总频率，若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值，将水泵11的频率增加至第一总频率。若第一总频率大于水泵11的频率最高临界值，先将一台水泵的频率增加至频率最高临界值，然后加开第二台水泵，加开水泵的初始频率为频率最高临界值与第一总频率的差值，若第一总频率小于或等于水泵11的频率最高临界值的两倍，调节两台水泵的频率相等且两台水泵的频率之和为第一总频率。若第一总频率大于水泵11的频率最高临界值的两倍，继续加开第三台水泵，根据以上的频率调节逻辑调节三台水泵的频率或加开第四台水泵，以此类推，直至水泵的频率之和达到第一总频率，从而增加从供求目标18内对末端回水进行抽取的流量，以提高回水管15内的水流压强。

若末端压差大于预设压差，说明水泵11的开启台数过多或当前的频率过大，此时回水管15和供水管14之间的水流压差较大，回水管15内水流流量大，管路的水流压力稳定性差，锅炉系统运行安全性低，因此，需要减小水泵频率或开启台数。根据末端压差确定水泵11的第二总频率，若多台水泵处于开启状态，优先减少水泵11开启台数，关闭后开启的水泵11，并调节已开启水泵11的频率，以满足第二总频率。若只有一台水泵11处于开启状态，则减小水泵11的频率至第二总频率。

例如，假设水泵11的频率最高临界值为45Hz，频率最低临界值为10Hz。若末端压差小于预设压差，且第一总频率为60Hz时，将已开启水泵11的频率调节至45Hz，开启第二台水泵11，第二台水泵11的初始频率为35Hz，然后调节两台水泵11的频率均为30Hz。若末端压差大于预设压差，且第二总频率为25Hz时，将后开启的水泵11关闭，将仍开启的水泵11的频率调节为30Hz。

在一实施例中，通过增量式PID调节水泵11的频率，对于后开启的水泵11，可以通过调控PID参数以精确调节水泵11的频率。

在一实施例中，锅炉供热系统1还包括第二水循环调节管路17，第二水循环调节管路17设置于锅炉10的供水管14和回水管15之间，并与锅炉10和第一水循环调节管路16均并联。

在锅炉10刚开启工作进行供热时，回水管15的水量较少，温度较低，导致供水管14和回水管15之间温差较大，锅炉系统不够稳定。通过设置第二水循环调节管路17，在锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启，且末端实际供水温度T_供与回水温度T_回之间的温差大于预设温差时，使得供水管14的部分供水不供应至供求目标18，而是通过第二水循环调节管路17直接进入回水管15，如此以尽快提高回水管15的回水温度T_回，避免供水管14和回水管15之间的温差过大，以及锅炉系统温差过大，保障锅炉10正常工作。可选地，参考锅炉管路的安全性能，预设温差可以设定为20℃。

在一实施例中，第二水循环调节管路17上设有第二旁通阀171，第二旁通阀171为可开关或可调节开度的旁通阀。通过设置第二旁通阀171，使得第二水循环调节管路17是否允许供水管14的供水流经或流经的供水的水量可控，实现锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下正常开启，当末端实际供水温度T_供与回水温度T_回之间的温差大于预设温差时，通过开启第二旁通阀171或增加第一旁通阀161的开度，允许供水流经第二水循环调节管路17或增加流经第二水循环调节管路17的供水的水量，以提高回水温度T_回。当末端实际供水温度T_供与回水温度T_回之间的温差小于或等于预设温差时，此时供水管14和回水管15之间的温差适当，锅炉10可以安全的正常运行，通过关闭第二旁通阀171或减小第一旁通阀161的开度，阻断供水流经第二水循环调节管路17或减少流经第二水循环调节管路17的供水的水量，以进行水量控制和降低能耗。

在一实施例中，锅炉供热系统1还包括温湿度感测器101，温湿度感测器101设于锅炉10的本体，用于侦测外气的温度和湿度。根据温湿度感测器101侦测的外气温度和湿度，以更好的控制锅炉系统的运行，来进一步满足供求目标18的温度需求值。

出水管13上设有第一温度感测器131，第一温度感测器131用于侦测锅炉10的出水温度T_出。基于第一温度感测器131感测的出水温度T_出，通过集散控制系统(DCS)，也可以是编程控制系统(PLC)，或者PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)控制系统控制锅炉10停炉或启炉。

具体地，锅炉设有停炉温度和启炉温度。锅炉供热系统1获取第一温度感测器131感测的出水温度T_出，基于出水温度T_出大于停炉温度，控制锅炉10停炉。基于出水温度T_出大于启炉温度，且小于停炉温度，锅炉供热系统1控制锅炉10继续工作，启炉工作。若出水温度T_出小于启炉温度，锅炉供热系统1控制锅炉10继续工作，即在锅炉10开启的状态下，继续工作。这里需要说明的是，可通过判断锅炉出水温度T_出是否大于停炉温度，以及判断锅炉出水温度T_出是否大于启炉温度，来对锅炉10的停炉、启炉或是否继续工作进行调节控制。

需要说明的是，若出水温度T_出大于停炉温度，说明出水温度T_出过高，为保障锅炉10的稳定性，控制锅炉10停炉。在停炉的过程中，锅炉10逐渐降低供热量，停止供应燃料，使用原有燃料继续供热，水泵11继续工作。若出水温度T_出因停炉而降低至大于启炉温度，且小于停炉温度，说明出水温度T_出已降低至安全温度，锅炉10继续工作，启炉工作。若出水温度T_出小于启炉温度，说明出水温度T_出较低，锅炉10继续工作。

供水管14上设有第二温度感测器141，第二温度感测器141用于侦测锅炉10的末端实际供水温度T_供。第二温度感测器141可以邻近供求目标18设置，以更加准确的测量末端实际供水温度T_供。由第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T_供，判断末端实际供水温度T_供是否符合供求目标18的温度需求值，这里需要说明的是判断可以通过DCS系统或PLC控制系统或PID控制系统进行判断。锅炉供热系统1实时获取第二温度感测器141感测的末端实际供水温度T_供，并基于末端实际供水温度T_供对第一水循环调节管路16的第一旁通阀161以及第二水循环调节管路17的第二旁通阀171进行控制，以实现末端实际供水温度T_供的监控和调节。

回水管15上设有第三温度感测器151，用于侦测锅炉10的回水温度T_回。锅炉供热系统1获取第三温度感测器151感测的回水温度T_回，并判断末端实际供水温度T_供与回水温度T_回之间的温差是否大于预设温差，避免锅炉供水管14和回水管15的温差较大，使得锅炉10正常工作。

在其他实施例中，可以通过人工对第一旁通阀161和第二旁通阀171进行开关或开度调节，也可以通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制对第一旁通阀161和第二旁通阀171进行开关或开度调节。

本申请的锅炉供热系统基于锅炉的出水温度对锅炉的停炉和启炉进行控制，维持锅炉的稳定性，还可基于末端压差对水泵的开启频率和开启数量进行调节，保障回水经由回水管15进入锅炉，维持系统的水循环，同时通过第一水循环调节管路16对末端实际供水温度T_供进行调节，使得末端实际供水符合供求目标18的温度需求值，避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，通过第二水循环调节管路17对末端实际供水温度T_供和回水温度T_回进行调节，减少末端实际供水温度T_供和回水温度T_回之间的温差，维持系统的稳定性。基于以上系统设置，本申请的锅炉供热系统可以减少能源消耗、提高能效，利于节能环保，符合碳中和、碳达峰理念，同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种锅炉供热系统，其特征在于，包括：

出水管，所述出水管连接于锅炉的一端；

供水管，所述供水管的一端连接于所述出水管，所述供水管的另一端连接于所述锅炉外接的供求目标，用于将所述锅炉输出的热水供应至所述供求目标；

进水管，所述进水管的一端连接于所述锅炉的另一端；

回水管，所述回水管的一端连接于所述进水管，所述回水管的另一端连接于所述供求目标，用于将从所述供求目标回流的水回送至所述锅炉；

第一水循环调节管路，所述第一水循环调节管路设置于所述进水管和所述出水管之间，并与所述锅炉并联设置。

2.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于，还包括：

水泵，所述水泵设于所述回水管，用于驱动所述回水管中的水回送至所述锅炉。

3.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于：所述第一水循环调节管路上设有第一旁通阀。

4.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于，还包括：

第二水循环调节管路，所述第二水循环调节管路设置于所述锅炉的供水管和所述回水管之间，并与所述锅炉并联设置。

5.如权利要求4所述的锅炉供热系统，其特征在于：所述第二水循环调节管路上设有第二旁通阀，所述第二旁通阀为可开关或可调节开度的旁通阀。

6.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于，还包括：

温湿度感测器，所述温湿度感测器设于所述锅炉的本体，用于侦测外气的温度和湿度。

7.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于：所述出水管上设有第一温度感测器，用于侦测所述锅炉的出水温度。

8.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于：所述供水管上设有第二温度感测器，用于侦测所述锅炉的末端实际供水温度。

9.如权利要求1所述的锅炉供热系统，其特征在于：所述回水管上设有第三温度感测器，用于侦测所述锅炉的回水温度。

10.如权利要求2所述的锅炉供热系统，其特征在于，所述水泵的数量为多个，多个水泵相互并联设置。

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