CN2878988Y - 家庭用组合式热交换器 - Google Patents

Abstract

一种家庭用组合式热交换器，其特征在于：它包括设置在住户内的换热器，所述换热器的一次侧分别通过控制阀和连接管路与一次供热管网相连接；换热器二次侧的出水管口通过控制阀接入二次家庭供热管网，换热器二次侧的进水管口通过控制阀、采暖循环水泵与家庭供热二次回水管、住户自来水管相连接。本实用新型通过家庭用组合式热交换器把目前区域集中热交换系统改变为家庭用户分散交换，解决了目前集中供热系统存在的问题，不仅给予用户对采暖系统更大的调节权限，满足用户对采暖的多样化、个性化要求，还可以满足用户对生活热水的需求，系统更加安全可靠。本实用新型均选择微型设备，一体化组合，体积小，安装方便。

Description

家庭用组合式热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种家庭用组合热交换装置，本交换装置特别适用于集中供热分户计量收费系统。

技术背景

目前集中供热沿用的系统是热源生产的热由蒸汽或高温水携带经过城市一次供热管网(简称一次网)输送到各区域热交换站(交换站以后的管网简称二次网)，将二次水加热，再经过二次供热管网进入楼宇采暖系统，供家庭用户采暖需求，过去几十年内，楼宇采暖系统未按分户形式设计，因此家庭用户没有采暖的调节控制权，用与不用，用多用少全由供热方统一控制。随着市场经济的发展和住房改革，统一控制的采暖系统已不再适用，近年来，国家大力推广分户计量收费系统，楼宇采暖系统也由以楼栋为一个循环单元，变成以家庭用户为循环单元，做到分户控制，计量收费。但由于原来的集中热交换、区域内二次网互连互通的系统未做改变，故目前的供热系统仍存在以下问题：

1、家庭用户自主调节权限有限：区域交换站集中换热，供到每一个家庭用户的二次供水温度相同，家庭用户只能调节采暖循环水流量，不能按自己的意愿调节供水温度。

2、不能满足用户采暖以外的其他热需求，例如生活热水。

3、不能满足用户对采暖形式多样化、个性化的要求：采暖形式很多，如地板采暖，暖风系统，传统的散热器等，散热器的形式更是多种多样，每一种形式对供热参数特别是温度都有不同的要求，由区域交换站供到每一个家庭用户的参数基本相同，不能为用户的个性化要求提供充分的条件，并且在用户采暖系统互相连通的情况下，户内采暖形式的多样化会影响整个二次网的水力工况，因此，在目前系统下用户对采暖形式多样化、个性化的要求难以实现。

4、安全性差，区域交换站集中换热，统一向区域内用户供热，二次网供热范围大，系统压力高。正常情况下，散热器等室内设施承压能力较低，在较高压力下工作容易损坏。压力过高时，例如高层系统还需要高低分区，但跑冒滴漏等事故仍然在所难免，户内采暖设施在较高压力下工作，使用寿命也会降低。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而研制一种家庭用组合热交换装置。该装置不仅能满足用户采暖和生活用热水的需求，赋予家庭用户最大调节权限——即流量可按需调节，又能调节采暖供水温度，同时还可满足家庭用户对采暖方式多样化、个性化要求，并使系统安全性和可靠性得以提高。

本实用新型的技术要点是，研制家庭用组合式热交换器，使热交换进入用户家庭，把原来的区域集中热交换变为分散的家庭式热交换，在这种家庭用组合式热交换器中，采暖是基本功能，生活热水供应是附加功能，调节可选择手动或自动两种方式，通过功能和调节方式的组合，为家庭用户提供采暖和生活热水供应，满足不同用户的需要。用户可通过调节获得采暖及生活热水需要的温度及流量，为各种采暖方式提供了可能性，同时热交换入户还使家庭供热系统与外部管网隔绝，可任意选择采暖方式而不会影响一次网水力工况；二次网供热范围缩小至每一个家庭的户内，可以在不超过100kPa压力下工作，大大低于各种采暖设施的承压能力，因此用户室内系统不仅安全性能大大增加，而且使用寿命大大延长；承压能力高的一次高温水网延伸进入进入楼宇内部后，即便是高层建筑也无需分区供热。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的家庭用组合式热交换器包括设置在住户内的换热器，所述换热器的一次侧(热源腔)分别通过控制阀和连接管路与一次供热管网相连接；换热器二次侧(被加热腔)的出水管口通过控制阀接入家庭二次供热管网，换热器二次侧的进水管口通过控制阀、采暖循环水泵与家庭供热二次回水管、住户自来水管相连接。

本实用新型中所述换热器包括采暖用换热器和生活热水用换热器，所述采暖用换热器和生活热水用换热器的一次侧分别通过控制阀和连接管路与一次供热管网相连接；采暖用换热器二次侧的出水管口通过控制阀接入采暖二次供水管，采暖用换热器二次侧的进水管口通过控制阀、采暖循环水泵与采暖二次回水管、住户自来水管相连接；生活热水用换热器二次侧的进、出水管口分别通过控制阀与住户自来水管、生活用热水供水管相连接。

所述换热器最好采用微型板式换热器。

为了保证一次供热管网的安全，和方便住户对室内温度和生活用热水温度调控，本实用新型在一次供热的回水管网和二次供热管网以及生活用热水供水管网上分别安装有水温度控制器和室内温度控制器。

本实用新型的家庭用组合式热交换器的基本配置由采暖用微型板式换热器和微型循环泵组成，根据用户需要，可增加生活热水用微型板式换热器。微型循环泵可选择定速泵，也可选择扬程、流量可调节范围较大的变速泵。附件由一次供回水管、二次供回水管、自来水、生活热水管连接，并附有阀门和相应控制器、仪表。调节可选择手动或自动控制。

本实用新型的工作原理如下：

a、采暖系统：采暖系统是闭式系统，自来水注满后即关闭注水阀，循环泵为采暖系统的水循环提供动力，采暖回水由循环泵送入采暖用换热器，吸收一次高温水释放的热量，升高温度供入室内采暖系统散热后，再由循环泵送入换热器吸热升温，如此循环完成向室内供热过程，用户可通过调节一次侧阀门来控制采暖供水温度，采暖循环水的流量可通过改变循环泵的档位进行调节。由于采暖供水温度和流量都可以调节，因此，本组合式热交换器的采暖供回水接口可与任何方式的室内采暖系统连接。

b、生活热水系统：生活热水系统是开式系统。自来水直接进入生活热水用板式换热器，吸收一次高温水释放的热量，升高温度后供洗浴使用，用户可通过调节一次侧阀门来控制供水温度。

c、控制系统：为保证一次供热管网安全，在一次回水管网上设置温度控制器，控制一次回水温度不超过设计值。采暖系统压力由安全阀控制不超出限定值。供热调节可通过人工调节相应的一次回水阀门进行，同时可配备设定室内温度和出水温度调节一次回水阀门的自动调节系统供用户选择。

本实用新型通过家庭用组合式热交换器把目前区域集中热交换系统改变为家庭用户分散交换，解决了目前集中供热系统存在的问题，不仅给予用户对采暖系统更大的调节权限，满足用户对采暖的多样化、个性化要求，还可以满足用户对生活热水的需求，系统更加安全可靠。本实用新型均选择微型设备，一体化组合，体积小，安装方便。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的一种实施方案(手动调节型)。

图3是本实用新型的第二种实施方案(自动调节型)。

图4是本实用新型的第三种实施方案(手动调节两用型)。

图5是本实用新型的第四种实施方案(自动调节两用型)。

图中1.采暖用微型板式换热器，2.生活热水用微型板式换热器，3.采暖循环水泵，4.一次回水总阀门，5.采暖一次供水阀门，6.采暖一次回水阀门，7.采暖二次供水阀门，8.采暖二次回水阀门，9.生活热水一次供水阀门，10.生活热水一次回水阀门，11.自来水生活热水支路阀门，12.生活热水供水阀门，13.自来水补水阀门，14.安全阀，15.一次总回水温度控制器，16.室内温度控制器，17.采暖供水温度控制器，18.生活热水温度控制器，19.集中调节箱。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图1所示，本实用新型包括设置在住户内的采暖用换热器1和生活热水用换热器2，所述采暖用换热器1和生活热水用换热器2的一次侧(热源腔)分别通过控制阀4、5、6、9、10和连接管路与一次供热管网相连接；采暖用换热器1二次侧(被加热腔)的出水管口通过采暖二次供水阀门7接入采暖二次供水管，采暖用换热器1二次侧的进水管口通过采暖二次回水阀门8、采暖循环水泵3以及自来水补水阀门13、安全阀14分别与采暖二次回水管、住户自来水管相连接；生活热水用换热器2二次侧的进、出水管口分别通过控制阀11、12与住户自来水管、生活用热水供水管相连接；在一次供热管网的回水管上、二次供热管网以及生活用热水供水管网上分别安装有水温度控制器15、17、18和室内温度控制器16。

工作原理如下：

1.一次供回水流程：外部管网的一次高温热水分成两支，其中一支通过采暖一次供水阀门5进入采暖用微型板式换热器1，另一支通过生活热水一次供水阀门9进入生活热水用微型板式换热器2，在换热器中分别与采暖循环水和自来水进行热量交换，释放热量后水温降低，通过阀门6和10后会合，再经由一次回水总阀门4返回一次回水管网。

2.采暖系统流程：采暖统启动前要通过自来水补水阀门13将自来水充满采暖系统后关闭，循环水泵3给系统循环提供动力，将采暖回水送入换热器1吸收一次高温水的热量，升高温度后供入采暖系统。用户可通过调节一次回水阀门6的开度来调节供热量，改变采暖供水温度，通过调整循环泵的档位改变采暖循环水的流量，以适应各种采暖方式对供热参数的要求，并达到调节室内温度的目的。

3.生活热水流程：自来水可通过自来水生活热水支路阀门11直接进入生活热水用微型板式换热器2吸收一次高温水热量，温度升高后供洗浴等用途，用户可调节一次回水阀门10的开度，获得想要的热水温度。本流程根据用户需要取舍。

4.控制系统

a、压力方面：如果采暖系统运行中压力超出限定值，由安全阀14自动泄水降压。

b、采暖系统流量：改变循环泵3档位，获得所需流量。

c、一次回水温度；一次回水温度应低于设计允许值，在一次回水管上设置温度控制器15，当回水温度超过设计允许值时，阀门4自动关小，减少一次流量，降低回水温度。

d、供热调节方面：可通过人工调节相应的一次回水阀门进行，也可选择自动调节：通过室内温度控制器16设定室温，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，改变采暖供水温度，达到设定的室内温度；在采暖供水管上设置温度控制器17，设定供水温度上限值，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，控制采暖供水温度不超过选定的采暖方式的规定上限；在生活热水供水管上设置温度控制器18，设定供水温度，自动调节一次回水阀门10的开度，调节进入交换器2的热量，获得想要的供水温度。

控制方面，a、c项是换热组合内必须设置的，b和d中的三项为用户选择项目，当温度控制器16和温度控制器17调节冲突时，温度控制器17调节优先执行。

实施例1

如图2所示，它包括设置在住户内的采暖用微型板式换热器1，所述换热器的一次侧分别通过一次回水总阀门4和温度控制器15与一次供热管网相连接；换热器二次侧的出水管口通过采暖二次供水阀门7接入二次家庭供热管网，换热器二次侧的进水管口通过采暖二次回水阀门8、采暖循环水泵3以及自来水补水阀门、安全阀14分别与家庭供热二次回水管、住户自来水管相连接。

工作原理如下：外部管网的一次高温热水进入微型板式换热器1，在换热器中分别与采暖循环水进行热量交换，释放热量后水温降低，再经由一次回水总阀门4返回一次回水管网。采暖系统启动前要通过自来水补水阀门将自来水充满采暖系统后关闭，循环水泵3给系统循环提供动力，将采暖回水送入换热器1吸收一次高温水的热量，升高温度后供入采暖系统散热。由安全阀14执行压力控制。温度控制器15，控制回水温度不超过设计允许值。若采用变速泵，改变循环泵3档位，获得所需流量。用户可通过手动调节一次回水总阀门4的开度来改变采暖供水温度，并达到调节室内温度的目的。

实施例2

如图3所示，它包括设置在住户内的采暖用微型板式换热器1，所述换热器的一次侧分别通过一次回水总阀门4、温度控制器15和16以及采暖一次回水阀门6与一次供热管网相连接；换热器二次侧的出水管口通过温度控制器17、控制阀7接入二次家庭供热管网，换热器二次侧的进水管口通过采暖二次回水阀门8、采暖循环水泵3以及自来水补水阀门、安全阀14分别与家庭供热二次回水管、住户自来水管相连接。

工作原理如下：外部管网的一次高温热水进入微型板式换热器1，在换热器中分别与采暖循环水进行热量交换，释放热量后水温降低，再经由一次回水总阀门4返回一次回水管网。采暖系统启动前要通过自来水补水阀门将自来水充满采暖系统后关闭，循环水泵3给系统循环提供动力，将采暖回水送入换热器1吸收一次高温水的热量，升高温度后供入采暖系统散热。系统中由安全阀14控制采暖系统压力不超过允许值；采暖系统流量控制若采用变速泵，可通过改变循环泵3档位，获得所需流量；温度控制器15用来控制回水温度不超过设计允许值。室内温度可通过通过室内温度控制器16设定室温，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，改变采暖供水温度，达到设定的室内温度。设置在采暖供水管上温度控制器17用来设定供水温度上限值，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，控制采暖供水温度不超过选定的采暖方式的规定上限。本实用新型中用于进行自动控制的温度控制器15、室内温度控制器16和温度控制器17的三个自动调节装置集成在控制箱19内，当室内温度控制器16和温度控制器17的调节冲突时，温度控制器17的调节优先执行。

实施例3

如图4所示，本实施例包括设置在住户内的采暖用微型板式换热器1和生活热水用微型板式换热器2，所述采暖用换热器1和生活热水用换热器2的一次侧分别通过控制阀4、5、6、9、10和连接管路与一次供热管网相连接；采暖用换热器1二次侧的出水管口通过采暖二次供水阀门7接入采暖二次供水管，采暖用换热器1二次侧的进水管口通过采暖二次回水阀门8、采暖循环水泵3以及自来水补水阀门13、安全阀14分别与采暖二次回水管、住户自来水管相连接；生活热水用换热器2二次侧的进、出水管口分别通过控制阀11、12与住户自来水管、生活用热水供水管相连接；在一次供热管网的回水管上安装有水温度控制器15。

工作原理如下：

外部供热：外部管网的一次高温热水分成两支，其中一支通过采暖一次供水阀门5进入采暖用微型板式换热器1，另一支通过生活热水一次供水阀门9进入生活热水用微型板式换热器2，在换热器内分别与采暖循环水和自来水进行热量交换，释放热量后水温降低，通过阀门6和10后会合，再经由一次回水总阀门4返回一次回水管网。

采暖供热：采暖系统启动前通过自来水补水阀门13将自来水充满采暖系统后关闭，循环水泵3给系统循环提供动力，将采暖回水送入换热器1吸收一次高温水的热量，升高温度后供入采暖系统散热。用户可通过手动调节一次回水阀门6的开度来改变采暖供水温度，若采用变速泵，通过调整循环泵的档位改变采暖循环水的流量。安全阀14在采暖系统运行中压力超出限定值时自动泄水降压。

生活热水：生活热水是开式系统，自来水可通过自来水生活热水支路阀门11直接进入生活热水用微型板式换热器2吸收一次高温水热量，温度升高后供洗浴等用途，用户可手动调节一次回水阀门10的开度，获得想要的热水温度。

温度控制器15，控制一次回水阀门4的开度，使回水温度不超过设计允许值。

实施例4

如图5所示，本实施例包括设置在住户内的采暖用微型板式换热器1和生活热水用微型板式换热器2，所述采暖用换热器1和生活热水用换热器2的一次侧分别通过控制阀4、5、6、9、10和连接管路与一次供热管网相连接；采暖用换热器1二次侧的出水管口通过采暖供水温度控制器17、采暖二次供水阀门7接入采暖二次供水管，采暖用换热器1二次侧的进水管口通过采暖二次回水阀门8、采暖循环水泵3以及自来水补水阀门13、安全阀14分别与采暖二次回水管、住户自来水管相连接；生活热水用换热器2二次侧的进、出水管口分别通过控制阀11、12与住户自来水管、生活用热水供水管相连接，在生活用热水供水管设置有生活热水温度控制器18；在一次供热管网的回水管上设置有一次总回水温度控制器15，采暖一次回水阀门6受室内温度控制器16和采暖供水温度控制器17的控制。

工作原理如下：

外部供热：外部管网的一次高温热水分成两支，其中一支通过采暖一次供水阀门5进入采暖用微型板式换热器1，另一支通过生活热水一次供水阀门9进入生活热水用微型板式换热器2，在换热器中分别与采暖循环水和自来水进行热量交换，释放热量后水温降低，通过阀门6和10后会合，再经由一次回水总阀门4返回一次回水管网。

室内采暖：采暖启动前通过自来水补水阀门13将自来水充满采暖系统后关闭，循环水泵3给系统循环提供动力，将采暖回水送入换热器1吸收一次高温水的热量，升高温度后供入采暖系统。

生活用热水：生活热水是开式系统，自来水通过自来水生活热水支路阀门11直接进入生活热水用微型板式换热器2吸收一次高温水热量，温度升高后供洗浴等用途。

控制系统

压力控制：如果采暖系统运行中压力超出限定值，由安全阀14自动泄水降压。

采暖流量：若采用变速泵，改变循环泵3档位，获得所需流量；

回水温度：通过一次回水温度控制器15，控制阀门4，使回水温度不超过设计允许值时。

供热调节方面

通过室内温度控制器16设定室温，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，改变采暖供水温度，达到设定的室内温度；在采暖供水管上设置温度控制器17，设定供水温度上限值，自动调节一次回水阀门6的开度，调节进入交换器1的热量，控制采暖供水温度不超过选定的采暖方式的规定上限。

在生活热水供水管上设置温度控制器18，设定供水温度，自动调节一次回水阀门10的开度，调节进入交换器2的热量，获得想要的供水温度。

本实用新型中用于进行自动控制的温度控制器15、室内温度控制器16、温度控制器17和温度控制器18的四个自动调节装置集成在控制箱内，当室内温度控制器16和温度控制器17的调节冲突时，温度控制器17的调节优先执行。

Claims (3)

1、一种家庭用组合式热交换器，其特征在于：它包括设置在住户内的换热器，所述换热器的一次侧分别通过控制阀和连接管路与一次供热管网相连接；换热器二次侧的出水管口通过控制阀接入二次家庭供热管网，换热器二次侧的进水管口通过控制阀、采暖循环水泵与家庭供热二次回水管、住户自来水管相连接。

2、根据权利要求1所述的家庭用组合式热交换器，其特征在于：所述换热器包括采暖用换热器(1)和生活热水用换热器(2)，所述采暖用换热器(1)和生活热水用换热器(2)的一次侧分别通过控制阀和连接管路与一次供热管网相连接；采暖用换热器(1)二次侧的出水管口通过控制阀接入采暖二次供水管，采暖用换热器(1)二次侧的进水管口通过控制阀、采暖循环水泵(3)与采暖二次回水管、住户自来水管相连接；生活热水用换热器(2)二次侧的进、出水管口分别通过控制阀与住户自来水管、生活用热水供水管相连接。

3、根据权利要求2所述的家庭用组合式热交换器，其特征在于：在一次供热管网、二次供热管网以及生活用热水供水管网上分别安装有水温度控制器和室内温度控制器。

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