输配流量平衡控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及供热装置【技术领域】，是一种输配流量平衡控制装置，其中输配流量平衡控制装置包括热源段、输配段和控制器，输配段包括供水总管和回水总管，热源段包括第一支路、第二支路、第三支路、混能装置和燃气锅炉，回水总管上安装有压力传感器，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与外网循环泵的控制端电连接。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，外网循环泵的功率能够根据回水压力的变化，进行实时调整，自行控制供水压力与热能输出量，取代了传统供热模式依靠手工进行调节的作业方法。
【专利说明】输配流量平衡控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及供热装置控制装置【技术领域】，是一种输配流量平衡控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，城市的集中供热过程中，供热量的调节分为两种方法，一种是调节锅炉的燃烧功率，即循环流量不变，只改变水体的温度，这就需要人工进行不间断地调节锅炉的燃烧功率；另一种是调节循环流量，即调整供热管道内的水体循环速度，即调节循环泵的转速，而不改变水体的温度，这种方式也需要人工不间断地调节循环泵的流量。用上述两种方法调节供热量，需要的工人多，用工成本高，工人的劳动强度大，工作效率低，因此，亟需一种自动调节供热过程中的供热量的装置。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种输配流量平衡控制装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有供热作业中调节供热量时存在的需要的工人多，用工成本高，工人的劳动强度大，工作效率低的问题。
[0004]本实用新型的第一种技术方案是通过以下措施来实现的:一种输配流量平衡控制装置，包括热源段、输配段和控制器，其中，输配段包括供水总管和回水总管，热源段包括第一支路、第二支路、第三支路、混能装置和燃气锅炉，第一支路和第二支路之间通过燃气锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安装有锅炉循环泵，第三支路的出水口与混能装置的第一进水口连通，回水总管的末端分别与第三支路的进水口、第一支路的进水口连通，第二支路的出水口与混能装置的第二进水口连通，混能装置的出水口通过外网循环泵与供水总管连通；回水总管上安装有压力传感器，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与外网循环泵的控制端电连接。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述燃气锅炉为至少两个并并联在第一支路和第二支路之间。
[0007]上述燃气锅炉包括并联的第一燃气锅炉和第二燃气锅炉，第一燃气锅炉的进水口上安装有第一锅炉循环泵，第二燃气锅炉的进水口上安装有第二锅炉循环泵。
[0008]上述外网循环泵包括并联的第一外网循环泵和第二外网循环泵，控制器的指令输出端包括第一指令输出端和第二指令输出端，第一指令输出端与第一外网循环泵的控制端电连接，第二指令输出端与第二外网循环泵的控制端电连接。
[0009]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，外网循环泵的功率能够根据回水压力的变化，进行实时调整，自行控制供水压力与热能输出量，取代了传统供热模式依靠手工进行调节的作业方法；节能效果明显，利用外网循环泵的变频工作，比传统的供热模式节电10%左右；操作程序简便易行，提高了工作效率，与传统的供热操作方式相比，降低用工成本约50%;依据使用需求设定管道压力安全值，使供热系统运行安全系数提高，可以实现自动报警、自动关停、自动开启的目标；管道压力误差控制在0.0lMPa以内，精确度比传统模式提高10倍，具有安全、省力、简便、高效的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图1为本实用新型实施例一的液压原理示意图。
[0011]附图2为本实用新型实施例二的操作流程示意图。
[0012]附图3为本实用新型实施例三的操作流程示意图。
[0013]附图4为本实用新型实施例四的操作流程示意图。
[0014]附图5为本实用新型实施例五的操作流程示意图。
[0015]附图中的编码分别为:1为供水总管，2为回水总管,3为第一支路,4为第二支路,5为第三支路，6为混能装置，7为第一外网循环泵，8为第一燃气锅炉，9为第二燃气锅炉，10为第一锅炉循环泵，11为第二锅炉循环泵，12为补水管路，13为第二外网循环泵。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0017]在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0018]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0019]实施例一:如附图1所示，该输配流量平衡控制装置，包括热源段、输配段和控制器，其中，输配段包括供水总管I和回水总管2，热源段包括第一支路3、第二支路4、第三支路5、混能装置6和燃气锅炉，第一支路3和第二支路4之间通过燃气锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安装有锅炉循环泵，第三支路5的出水口与混能装置6的第一进水口连通，回水总管2的末端分别与第三支路5的进水口、第一支路3的进水口连通，第二支路4的出水口与混能装置6的第二进水口连通，混能装置6的出水口通过外网循环泵与供水总管I连通；回水总管2上安装有压力传感器，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与外网循环泵的控制端电连接。
[0020]该输配流量平衡控制装置通过采集回水总管2内的回水压力，并将回水压力与设定的回水压力目标值做比较，在回水压力低于回水压力目标值时，调高外网循环泵的功率；在回水压力高于回水压力目标值时，降低外网循环泵的功率，使回水压力及热能输出量处于动平衡状态，满足不同的供热需求，同时节约了外网循环泵的用电量，节约用电量达到10%，降低供热成本。
[0021]可根据实际需要，对上述多段循环供热装置作进一步优化或/和改进:
[0022]上述燃气锅炉为至少两个并并联在第一支路和第二支路之间。
[0023]作为优选实施例，如附图1所示，上述燃气锅炉包括并联的第一燃气锅炉8和第二燃气锅炉9，第一燃气锅炉8的进水口上安装有第一锅炉循环泵10，第二燃气锅炉9的进水口上安装有第二锅炉循环泵11。这样，第二燃气锅炉9可以作为第一燃气锅炉8的备用锅炉，当第一燃气锅炉8出现故障时，可以启动第二燃气锅炉9，避免出现停止供热的情况，提高供热稳定性；另外，第一燃气锅炉8和第二燃气锅炉9可以同时工作，也可以只有一台燃气锅炉进行供热，供热更加灵活，能够满足不同的用热需求。
[0024]如附图1所示，上述外网循环泵包括并联的第一外网循环泵7和第二外网循环泵13，控制器的指令输出端包括第一指令输出端和第二指令输出端，第一指令输出端与第一外网循环泵7的控制端电连接，第二指令输出端与第二外网循环泵13的控制端电连接。这样，第二外网循环泵13可以作为第一外网循环泵7的备用循环泵，当第一外网循环泵7出现故障时，可以启动第二外网循环泵13，避免出现停止供热的情况，提高供热稳定性；另夕卜，第一外网循环泵7和第二外网循环泵13可以同时工作，也可以只有一台外网循环泵工作，可以灵活调节热能输出量，能够满足不同的用热需求。
[0025]如附图1、2所示，一种上述输配流量平衡控制装置的使用方法，按下述步骤进行:
[0026]第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵和外网循环泵；
[0027]第二步，时间间隔t后，通过压力传感器采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器；
[0028]第三步，将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值P。进行比较；
[0029]当P < Ptl时，则将外网循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步；
[0030]当P = P。时，重复第二步和第三步；
[0031]当P > Ptl时，则将外网循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0032]如附图1、3所示，一种上述输配流量平衡控制装置的使用方法，按下述步骤进行:
[0033]第一步，启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9、第二锅炉循环泵11和外网循环泵；
[0034]第一步，时间间隔t后，通过压力传感器采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器；
[0035]第二步，将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值P。进行比较；
[0036]当P < Ptl时，则将外网循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步；
[0037]当P = P。时，重复第二步和第三步；
[0038]当P > Ptl时，则将外网循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0039]如附图1、4所示，一种上述输配流量平衡控制装置的使用方法，按下述步骤进行:
[0040]第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵和第一外网循环泵7 ；
[0041]第二步，时间间隔t后，通过压力传感器采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器；
[0042]第二步，将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值P。进行比较；
[0043]当P < Ptl时，则将第一外网循环泵7的功率调高一档，并重复第二步和第三步；若第一外网循环泵7的功率已调至最高档位，则启动第二外网循环泵13，并重复第二步和第三步；若第二外网循环泵13已启动，则将第二外网循环泵13的功率调高一档，并重复第二步和第三步；
[0044]当P = P。时，则重复第二步和第三步；
[0045]当P > Ptl时，则将第二外网循环泵13的功率调低一档，并重复第二步和第三步；
若第二外网循环泵13已关机，则将第一外网循环泵7的功率调低一档，并重复第二步和第
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[0046]如附图1、5所示，一种上述输配流量平衡控制装置的使用方法，按下述步骤进行:
[0047]第一步，启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9、第二锅炉循环泵11、第一外网循环泵7 ；
[0048]第二步，时间间隔t后，通过压力传感器采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器；
[0049]第二步，将采集到的回水压力P与设定的回水温度目标值Ptl进行比较；
[0050]当P < Ptl时，则将第一外网循环泵7的功率调高一档，并重复第二步和第三步；若第一外网循环泵7的功率已调至最高档位，则启动第二外网循环泵13，并重复第二步和第三步；若第二外网循环泵13已启动，则将第二外网循环泵13的档位调高一档，并重复第二步和第三步；
[0051]当P = Ptl时，则重复第二步和第三步；
[0052]当P > Ptl时，则将第二外网循环泵13的功率调低一档，并重复第二步和第三步；
若第二外网循环泵13已关机，则将第一外网循环泵7的功率调低一档，并重复第二步和第
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[0053]以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
[0054]本实用新型最佳实施例的使用过程:
[0055]每一台外网循环泵均设有功率递增的第一功率档位、第二功率档位和第三功率档位，设定回水压力目标值为5MPa。供热开始，通过补水管路12进行注水。然后启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10和第一外网循环泵7，使第一外网循环泵7处于第一功率档位。考虑到系统的延迟，压力传感器两次采集的时间间隔设定为5分钟，第一外网循环泵7和第二外网循环泵13均为变频泵，下文所述的外网循环泵的变频器即是外网循环泵的控制端。
[0056]首先，通过压力传感器采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器。
[0057]接着，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为3MPa，采集到的回水压力P低于回水压力目标值Ptl，控制器的第一指令输出端就会向第一外网循环泵7的变频器发送指令，将第一外网循环泵7调至第二功率档位。
[0058]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为4MPa，采集到的回水压力P低于回水压力目标值Ptl，控制器的第一指令输出端就会向第一外网循环泵7的变频器发送指令，将第一外网循环泵7调至第三功率档位。
[0059]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为4.5MPa，采集到的回水压力P低于回水压力目标值Ptl，控制器的第二指令输出端就会向第二外网循环泵13的变频器发送指令，启动第二外网循环泵13，此时第二外网循环泵13处于第一功率档位。
[0060]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力为5MPa，采集到的回水压力P等于回水压力目标值Ptl，则维持第一外网循环泵7的功率档位和第二外网循环泵13的功率档位；
[0061]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为5.5MPa，采集到的回水压力P大于回水压力目标值Ptl，控制器的第二指令输出端向第二外网循环泵13的变频器发送指令，将第二外网循环泵13从第一功率档位降至关闭状态；
[0062]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为5.3MPa，采集到的回水压力P大于回水压力目标值Ptl，控制器的第一指令输出端向第一外网循环泵7的变频器发送指令，将第一外网循环泵7调至第二功率档位；
[0063]5分钟后，压力传感器再次采集回水总管2内的回水压力P，并将采集到的回水压力P输送至控制器，控制器将采集到的回水压力P与设定的回水压力目标值Ptl进行比较，如果采集到的回水压力P为5MPa，采集到的回水压力P等于回水压力目标值Ptl，则维持第一外网循环泵7的功率档位和第二外网循环泵13的功率档位。
[0064]当然，也可以在刚开始供热的时候就将第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9和第二锅炉循环泵11全部开启，第一外网循环泵7和第二外网循环泵13的调节与上述方法相同。
[0065]在这种供热方式中，出水温度设定为固定值，决定热能输出量的是外网循环泵的输出流量。在供热的过程中，如果压力传感器采集到的回水压力P小于回水压力目标值P。，则说明部分用户调高了进入自家供热水管的热水流量，即有部分用户开大阀门以获得更多的供热量，这就导致回水端的水压降低，说明现有的热能输出量已不能满足用户的供热需求，通过调高外网循环泵的功率，增加外网循环流量，进而增加热能输出量，以满足用户的供热需求；如果压力传感器采集到的回水压力P大于回水压力目标值Ptl，则说明部分用户调低了进入自家供热水管的热水流量，即有部分用户关小阀门以降低室内温度，这就导致回水端的水压上升，说明目前的热能输出量已超出了用户的供热需求，处于供热富余状态，通过调低外网循环泵的功率，减小外网循环流量，进而减少热能输出量，以达到节能的目的；如果压力传感器采集到的回水压力P等于回水压力目标值Ptl，则说明用户对目前的供热状态很满意，没有进行阀门的调节，这时候就不必调节热能输出量，维持外网循环泵的功率状态即可。根据不断变化的供热需求来调节外网循环泵的功率，相对于传统供热模式中的定功率循环泵来说，供热更加灵活，节约了外网循环泵的耗电量，节能环保。
[0066]采用该输配流量平衡控制装置后与现有供热模式的能耗对比及节能效果见表I和表2。
[0067]如表I所示，在同一供热期，为单位面积(I Hf)建筑物供热时，采用现有供热模式，供热管网及换热站系统耗煤量为2.81Kg，热效率只能达到85%，锅炉耗煤量为15.3Kg，热效率只能达到55% ;采用该输配流量平衡控制装置供热时，供热管网及换热站天然气耗量折合标准煤为0.92Kg，而热效率可达93%，燃气锅炉天然气耗量折合标准煤为1.46Kg，热效率可达90%。
[0068]如表2所示，12个供热站的总供热面积为113.2万m2，使用现有供热系统，在一个供热期内，总共使用天然气量1871.78万Nm3，总耗电量449.04Kw.h ;采用该输配流量平衡控制装置后，在一个供热期内，总共使用天然气量1408.12万m3，总耗电量397.56万Kw.h。因此，在一个供热期内的节能量为:天然气量463.66万Nm3，节约折合标准煤5630.22吨，节约用电51.48万Kw.h，折合标准煤63.32吨，合计年度节能折合标准煤5693.54吨，即产生的节约价值约170.81万元。
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【权利要求】
1.一种输配流量平衡控制装置，其特征在于包括热源段、输配段和控制器，其中，输配段包括供水总管和回水总管，热源段包括第一支路、第二支路、第三支路、混能装置和燃气锅炉，第一支路和第二支路之间通过燃气锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安装有锅炉循环泵，第三支路的出水口与混能装置的第一进水口连通，回水总管的末端分别与第三支路的进水口、第一支路的进水口连通，第二支路的出水口与混能装置的第二进水口连通，混能装置的出水口通过外网循环泵与供水总管连通；回水总管上安装有压力传感器，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与外网循环泵的控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的输配流量平衡控制装置，其特征在于燃气锅炉为至少两个并并联在第一支路和第二支路之间。
3.根据权利要求2所述的输配流量平衡控制装置，其特征在于燃气锅炉包括并联的第一燃气锅炉和第二燃气锅炉，第一燃气锅炉的进水口上安装有第一锅炉循环泵，第二燃气锅炉的进水口上安装有第二锅炉循环泵。
4.根据权利要求1所述的输配流量平衡控制装置，其特征在于外网循环泵包括并联的第一外网循环泵和第二外网循环泵，控制器的指令输出端包括第一指令输出端和第二指令输出端，第一指令输出端与第一外网循环泵的控制端电连接，第二指令输出端与第二外网循环泵的控制端电连接。
5.根据权利要求3所述的输配流量平衡控制装置，其特征在于外网循环泵包括第一外网循环泵和第二外网循环泵，控制器的指令输出端包括第一指令输出端和第二指令输出端，第一指令输出端与第一外网循环泵的控制端电连接，第二指令输出端与第二外网循环泵的控制端电连接。
【文档编号】F24D19/10GK203980438SQ201420299142
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】何宗衡 申请人:何宗衡