CN2509485Y - 高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高层建筑以热水为热媒的集中供暖,具体地说是高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器。其特征在于上置器和下置器之间设有液相导流管和气相衡压管相连通,热媒在上置器进流管的上部切向进入沿带有气孔的圆柱形旋流柱旋下并气液分离,在下部进入导流管,导流管中的热媒再以切线方向进入中置器和下置器,在下置器中旋下,气液分离后进入系统回水管,衡压管保持上置器和下置器气空间的压力一致,热媒从上置器到下置器靠自身重力作用流动,消除了由于充水高度引起的静压向下传递。隔断器上设有调压阀和水封用以调整工作压力和保持系统密闭。隔断器具有适用性强,不占建筑面积,初投资小,运行费用少,节能,运行安全的特点。

Description

高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器

(一)技术领域：

本实用新型涉及高层建筑以热水为热媒的集中供暖，具体地说是以低温水(＜100℃)为热媒的高层建筑高层部分的供暖系统与低层部分的供暖系统相互连通，系统中热媒不与大气相通的一种消除高层部分静压向低层传递的高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器。

(二)背景技术：

热水供暖是一个水的循环流动系统，在系统中设有循环水泵和补水泵，系统中热媒的压力分布由循环水泵和补水泵及系统的阻力特性决定。循环水泵的扬程用来克服系统中热媒流动的阻力，补给水泵通常是通过补水来控制系统中某一点的压力，从而控制整个系统各处的压力。如果这样的系统包括高层建筑的供暖，将使系统的充水高度增加很多，而系统中散热器的承压能力是有限的。低层的散热器会由于系统静压力的作用导致损坏。目前的工程设计中通常把高层建筑按高度划分为高、低若干个区，其中低区与热源直接连接供暖，高区设置独立的连接系统与单独设置的热源连接或通过换热器与低区的系统连接，其目的是将高、低区的热媒隔绝，只有热量交换没有压力传递。由于高层的供暖需求，设置了独立的供暖系统，甚至设置了独立的热源，使系统的初投资和运行费用大大增加；对于与低区系统通过换热器连接的高区系统，其热媒的设计温度参数比低区系统降低10℃，导致高层部分的散热器增加，系统水流量增大，管道加粗，且供暖质量降低。高层供暖系统单独设热源或采用与低区系统换热间接连接的做法是不经济的。把高、低区设为同一个供暖系统会使经济性大大提高，技术的关键是，低区的热媒工作压力不因与高区供暖设在同一个系统内而提高。换句话说，由于高层系统内充水所产生的静压力不会由于系统连通而传递给低层系统。双水箱系统虽然解决了这个技术问题，但该系统本身存在其它的缺点，如：两个水箱占用建筑面积较大，热损失大，把系统变为开式系统增加氧腐蚀，系统水容量变化大，要求回水为非满管流等，所以很少应用。

(三)发明内容：

本实用新型的目的是针对上述工程应用技术现状，提出一种高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器，使高层供暖与低层供暖成为同一热源，热媒连通，高层水静压不向低层传递的闭式供暖系统。系统的工作流程如下：系统低区的供暖与通常供暖系统相同，由系统的循环水泵和补给水泵保证正常运行的水力工况，但在管路设计时已考虑了高区供暖热负荷所需的设计流量。系统高区的热媒工作过程如下：在低于低区运行的动水压线和静水压线的高区供水管路上安装加压水泵，热媒经系统管路及散热器散热后进入回水静压传递隔断器的上置器、导流管、中置器、下置器到系统回水管路，与低区供暖热媒同管回到热源完成下一次循环过程。回水静压传递隔断器是用来消除加压水泵使系统增加充水高度所产生的势能的装置。在该装置的上置器和下置器之间设有热媒流通的导流管和气体连通的衡压管。由于衡压管将上置器与下置器的上部气空间连通，使上置器与下置器的热媒表面压力相同，在连通管内热媒流动的动力来自于其自身的重力，即热媒的势能。这部分势能除克服在导流管中流动的阻力外，其余能量将转化为热能被热媒吸收。对于低层系统，其水压线没有因为高层热媒流回而发生改变。本实用新型可以适用于各种高层建筑系统。比如垂直式顺流(上供下回)系统，垂直式倒流(下供上回)系统，水平式系统，以及由上述系统变化的许多系统如垂直式单管系统、垂直式双管系统、水平式单管系统、水平式双管系统、中供式单、双管系统、同程式系统、异程式系统等都可以使用。当系统的供水管动压线较高时，甚至可以取消系统中的加压水泵。回水静压传递隔断器在工程中应用具有如下优点：

1.节省建筑费用。设备体积小，可设在管道井内，节省设

  置双水箱或换热器及水处理设备和补水泵的建筑面积，

  节省建筑构造的费用。

2.节省系统初投资。热媒温度参数与低层系统相同，节省

  散热器的用量和管路系统的造价。取消两个大水箱或两

  个以上换热器，取消一套水处理设备，取消补水泵的初

  投资。

3.节省能源和年运行费用。由于没有水箱和换热器运行的

  热损失及维护费，补水泵的运行的电费，降低加压水泵

  的运行费用，可以节省年运行费用。

4.没有氧腐蚀。由于回水静压传递隔断器的密闭性及补气、

  排气设计，完全没有氧腐蚀，并且可以代替系统的除氧

  器，为系统除氧。

5.适用性强，可用于各种形式的高层建筑热水供暖系统，

  对于旧系统改造简单易行。

6.设计选用方法简单，易于工程技术人员掌握。

7.运行管理简单方便。

(四)附图说明：

图1是高层建筑供暖采用回水静压传递隔断器与低层供暖系统直接连接的系统图。

图2是高层建筑供暖系统回水静压传递隔断器的示意图。

图3是不设中置器的高层建筑供暖系统回水静压传递隔断器的示意图。

图4是回水静压传递隔断器的正视图。

图5是回水静压传递隔断器的俯视图。

图6是回水静压传递隔断器的A-A剖面图。

图7是回水静压传递隔断器的B-B剖面图。

图8是回水静压传递隔断器用于高层建筑垂直式倒流系统原理图。

图9是回水静压传递隔断器用于高层建筑水平式系统原理图。

(五)具体实施方式：

图1是高层建筑供暖采用回水静压传递隔断器与低层供暖系统直接连接的系统图，供水管(16)的热媒由加压水泵(12)加压经止回阀(14)、调节阀(13)送入高层供暖系统，经散热器(15)放热后在系统高处进入回水静压传递隔断器上置器(1)，经导流管(4)进入中置器(2)、下置器(3)、出水管(11)回到系统回水管(17)。导流管(4)与上置器(1)的下部连接，与中置器(2)和下置器(3)的上部连接切向进入圆锥形外壳(22)，中置器(2)下部连接的导流管(4)接入下置器进口；衡压管(5)与上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)的上部连接。图2是高层建筑供暖系统回水静压传递隔断器的示意图，在隔断器上置器(1)和中置器(2)、下置器(3)之间设有导流管(4)和衡压管(5)。图4、图5、图6、图7表示了上置器、中置器、下置器的结构。以上置器为例，它是由上盖(21)、圆锥形外壳(22)、旋流柱(23)、进流管(24)、衡压管接口(25)和充气管接口(26)(对于中置器和下置器来说是排气管接口)等组成的。在旋流柱上设有许多小孔。进流管(24)与圆锥形外壳(22)切向连接，当热媒由进流管(24)进入上置器壳体后在上置器内绕旋流柱(23)产生旋流向下运动，使进入上置器的动能消失。在旋流过程中，由于离心力的作用使热媒中的气体向旋流室(27)中心集中，并通过旋流柱(23)上的小孔进入旋流柱(23)内部，由于柱内的流速很低，气体上升到气空间，热媒向下运动流出壳体。图中28为热媒进口，29为热媒出口，图中30为充气管接口(26)的挡水板。衡压管内的气体压力与系统低区回水管的压力相同(下置器(3)出水口的高度与系统回水管动压线相同)，由于气体的连通作用，使上置器(1)、中置器(2)和下置器(3)内的气空间压力一致。热媒在进入上置器(1)前，其压力稍高于衡压管(5)的压力，热媒靠这个富余压力进入上置器(1)。热媒在导流管(4)中的流动是靠其自身的重力完成的，多余的势能转化为热能由热媒吸收。导流管(4)中的流态可是满管流，也可以是非满管流。在下置器(3)中热媒由出水管(11)进入回水管(16)。当系统的回水管(16)压力波动时(比如间歇补水定压或动态调节的系统)，下置器(3)不能保证有空气间，但中置器仍然可以正常工作。设计时将中置器(2)出水管的高度设在回水波动的上限位，下置器(3)出水口高度设在回水管压力波动的下限位。当压力和水位波动时，气体空间发生变化，为了调节气量，在衡压管(5)上设有双向水封(7)或气囊接口阀用来出气、补气并保证衡压管(5)的压力稳定。图3所示为不设中置器(2)的回水静压传递隔断器。对于压力稳定的系统，可以不设中置器(2)。

当系统启动时，首先确定低区系统工作正常，然后开启调压阀(6)、关闭调节阀(13)；启动加压水泵(12)；将调节阀逐渐开大到系统设计流量，同时监视静压传递隔断器是否工作正常，要求下置器(3)水位稳定，衡压管中无热媒。待流量稳定后，关闭调压阀(6)，这时系统内的热媒和气体压力状况就稳定正常了。惰性气体充气气阀(8)和排气阀(9)的用途：为了使系统减少氧腐蚀，当系统水力工况稳定后，关闭调压阀(6)，打开充气阀(8)和排气阀(9)将惰性气体充入同时排出空气，空气排空后将充气阀(8)和排气阀(9)关闭。当需要连续补气时，将充气装置接入充气口并在充气口上设有止回阀。由于水位的波动时气空间压力发生变化，当压力升高时气体通过水封(7)排出，当气体压力降低时由充气装置补气。当加压水泵(12)停止运行时，由于系统出口装有止回阀(14)，系统不会产生倒空。在衡压管(5)上设有除氧旁通阀(20)，它的两端设有两个除氧接口阀(10)，这三个阀门和接管是本装置兼做系统除氧器时使用的。使用时，将除氧接口阀(19)开启并连接到去除氧气的设备上，关闭除氧旁通阀(20)，将导流管(4)中的流态设计为非满管流，这时由于水流动的作用会形成一个气体经上置器(1)、导流管(4)、下置器(3)、衡压管(5)，再回到上置器(1)的循环流动过程，气体在一次循环过程中完成一次吸氧、除氧的过程，达到去除热媒中氧气的目的。图1中的18是供暖系统的集气罐图8是回水静压传递隔断器用于高层建筑垂直式倒流系统原理图，图9是回水静压传递隔断器于高层建筑水平式系统原理图。

Claims (4)

1.一种高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器，由上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)、导流管(4)、衡压管(5)、调压阀(6)、水封(7)、充气阀(8)、排气阀(9)、除氧接口阀(19)、除氧旁通阀(20)等组成，其特征在于上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)之间由导流管(4)和衡压管(5)连接，衡压管(5)连接在上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)的上部，在衡压管(5)上装有调压阀(6)、水封(7)，在上置器(1)上部设有充气阀(8)，在中置器(2)和下置器(3)的上部设有排气阀(9)。

2.根据权利要求1所述的高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器，其特征在于上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)由上盖(21)、圆锥形外壳(22)、进流管(24)、旋流柱(23)、衡压管接口(25)和充气、排气管接口(26)等组成，圆锥形外壳(22)下部有热媒出口(29)，进流管(24)由圆锥形外壳(22)上部沿切线方向接入，在圆锥形外壳(22)中央有旋流柱(23)，旋流柱(23)为空心圆柱，上面布有许多小孔，上盖(21)上设有衡压管接口(25)和充气、排气管接口(26)，在接口下方有挡水板(30)。

3.根据权利要求1所述的高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器，其特征在于导流管(4)与上置器(1)的下部连接，与中置器(2)和下置器(3)的上部连接，切向进入圆锥形外壳(22)，衡压管(5)与上置器(1)、中置器(2)、下置器(3)均为上部连接。

4.根据权利要求1所述的高层建筑热水供暖系统回水静压传递隔断器，其特征在于衡压管(5)上装有调压阀(6)、水封(7)、除氧接口阀(19)、除氧旁通阀(20)。

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