热网分支平衡调节装置及其使用方法与流程

本发明涉及供热装置技术领域，是一种热网分支平衡调节装置及其使用方法。

背景技术：

目前，直供式小锅炉房或供热面积较大的换热站的热量输送模式，如附图1所示，一般采用利用大功率循环泵1将热量通过主供水管2输送到分水缸3上，通过分水缸将热量输送到连接的各分支管4，通过分支管网输送热量给用户管网5，再用集水缸6将各分支管的回水汇集到一起通过主回水管7输送到热源（包括锅炉或换热站22）加热。受各分支管管径、供热面积、循环半径大小不一等因素的影响，供热区域会出现冷热不均现象，由于没有可操控的调节手段，供热公司只能采取在分水缸调节阀门开度或对供热系统整体升温及更换高扬程、大流量的循环泵来解决，造成能耗高，但问题并没有得到妥善解决。

技术实现要素：

本发明提供了一种热网分支平衡调节装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有热量输送模式中存在的受各分支管管径、供热面积、循环半径不同，供热区域出现冷热不均现象，传统调节方式造成能耗高的问题。

本发明的第一种技术方案是通过以下措施来实现的：一种热网分支平衡调节装置，包括热源、二次供水管、分水缸、分支管、集水缸、二次回水管、温度控制器，热源的出口与二次供水管的进口连通，二次供水管的出口与分水缸的进口连通，分水缸的出口上连接有至少两个分支管，每一个分支管的出口分别与集水缸的进口连通，每一个分支管上分别串接有一个用户管网，集水缸的出口与二次回水管的进口连通，二次回水管的出口与热源的进口连通；分水缸与用户管网之间的每一个分支管上分别串接有一个分支平衡循环水泵，用户管网与集水缸之间的每一个分支管上分别串接一个温度传感器，每一个温度传感器的信号输出端分别与温度控制器的信号输入端电连接，温度控制器的指令输出端分别与每一个分支平衡循环水泵的控制端电连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述热源包括一次供水总管、换热站和一次回水总管，一次供水总管的出口与换热站的第一进口连通，换热站的第一出口与一次回水总管的进口连通，二次回水管与换热站的第二进口连通，换热站的第二出口与二次供水管的进口连通。

上述热源为锅炉。

上述用户管网与集水缸之间的每一个分支管上分别串接有一个除污器。

上述温度传感器位于除污器与集水缸之间。

上述温度控制器为变频控制器。

本发明的第二种技术方案是通过以下措施来实现的：一种上述技术方案中所述的热网分支平衡调节装置的使用方法，按照下述步骤进行：

步骤一，采集每一个用户管网的回水温度并将发送至温度控制器；

步骤二，将采集到的每一个用户管网的回水温度进行比较，若每一个用户管网的回水温度均相同，则停止；若每一个用户管网的回水温度不相同，则进行步骤三；

步骤三，发送控制指令控制各个分支平衡循环水泵的流量；

步骤四，重复步骤一。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其将现有的一台大功率循环泵分解成若干小功率的分支平衡循环水泵，包括第一分支平衡循环水泵、第二分支平衡循环水泵和第三分支平衡循环水泵，每一个分支平衡循环水泵上均安装有变频器启动装置，小功率的分支平衡循环水泵由其所在的分支管的面积及循环半径，确定流量、扬程，最后确定其功率；在集水缸与用户管网之间的各分支管上分别安装一个温度传感器，用于采集各个分支管的回水温度；温度控制器将采集到的各分支管的回水温度信号进行分析比较、加权后取平均数，以此为标准，通过调整各分支管上的分支平衡循环水泵的频率，达到改变分支平衡循环水泵流量的目的，通过反复比对，不断细调，实现各分支管回水温度相同（误差控制在1℃以内），从而达到整个热网热量平衡的目的，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为现有相关技术中二次热网调节装置的结构示意图。

附图2为本发明实施例一的结构示意图。

附图3为本发明实施例二的结构示意图。

附图中的编码分别为：1为大功率循环泵，2为主供水管，3为分水缸，4为分支管，5为用户管网，6为集水缸，7为主回水管，8为锅炉，9为二次供水管，10为二次回水管，11为温度控制器，12为第一用户管网，13为第二用户管网，14为第三用户管网，15为第一温度传感器，16为第二温度传感器，17为第三温度传感器，18为第一分支平衡循环水泵，19为第二分支平衡循环水泵，20为第三分支平衡循环水泵，21为一次供水总管，22为换热站，23为一次回水总管，24为除污器，25为第一分支管，26为第二分支管，27为第三分支管。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，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2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的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图2、3所示，该热网分支平衡调节装置包括热源、二次供水管9、分水缸3、分支管4、集水缸6、二次回水管10、温度控制器11，热源的出口与二次供水管9的进口连通，二次供水管9的出口与分水缸3的进口连通，分水缸3的出口上连接有至少两个分支管，每一个分支管的出口分别与集水缸6的进口连通，每一个分支管上分别串接有一个用户管网，集水缸6的出口与二次回水管10的进口连通，二次回水管10的出口与热源的进口连通；分水缸3与用户管网之间的每一个分支管上分别串接有一个分支平衡循环水泵，用户管网与集水缸6之间的每一个分支管上分别串接一个温度传感器，每一个温度传感器的信号输出端分别与温度控制器11的信号输入端电连接，温度控制器11的指令输出端分别与每一个分支平衡循环水泵的控制端电连接。用户管网包括第一用户管网12、第二用户管网13、第三用户管网14，温度传感器包括与第一用户管网12相对应的第一温度传感器15、与第二用户管网13相对应的第二温度传感器16、与第二用户管网13相对应的第三温度传感器17，分支平衡循环水泵包括与第一温度传感器15相对应的第一分支平衡循环水泵18、与第二温度传感器16相对应的第二分支平衡循环水泵19、与第三温度传感器17对应的第三分支平衡循环水泵20。本发明采用如下技术方案解决现有技术中存在的问题：将现有的一台大功率循环泵分解成若干小功率的分支平衡循环水泵，包括第一分支平衡循环水泵18、第二分支平衡循环水泵19和第三分支平衡循环水泵20，每一个分支平衡循环水泵上均安装有变频器启动装置，小功率的分支平衡循环水泵由其所在的分支管的面积及循环半径，确定流量、扬程，最后确定其功率；在集水缸6与用户管网之间的各分支管上分别安装一个温度传感器，用于采集各个分支管的回水温度；温度控制器11将采集到的各分支管的回水温度信号进行分析比较、加权后取平均数，以此为标准，通过调整各分支管上的分支平衡循环水泵的频率，达到改变分支平衡循环水泵流量的目的，通过反复比对，不断细调，实现各分支管回水温度相同（误差控制在1℃以内），从而达到整个热网热量平衡的目的。具体操作如下：供水开始后，分水缸3出水口分出三支分支管，第一分支管25、第二分支管26、第三分支管27上分别安装第一分支平衡循环水泵18、第二分支平衡循环水泵19、第三分支平衡循环水泵20，第一分支平衡循环水泵18、第二分支平衡循环水泵19、第三分支平衡循环水泵20分别向第一用户管网12、第二用户管网13、第三用户管网14输送热量，集水缸6前的第一温度传感器15、第二温度传感器16、第三温度传感器17分别采集各分支管的回水温度，并将回水温度信号发送给温度控制器11，温度控制器11将采集到的三个分支管上的回水温度值进行比对，若第一分支管25的回水温度高于第二分支管26、第三分支管27的回水温度，则温度控制器11发送控制指令给第一分支平衡循环水泵18，降低第一分支平衡循环水泵18的频率，从而降低第一分支平衡循环水泵18的流量，进而降低第一分支管25的回水温度，逐步调节，使第一分支管25、第二分支管26、第三分支管27的回水温度相同。

实施例二：本实施例是对实施例一的进一步细化，如附图2所示，上述热源包括一次供水总管21、换热站22和一次回水总管23，一次供水总管21的出口与换热站22的第一进口连通，换热站22的第一出口与一次回水总管23的进口连通，二次回水管10与换热站22的第二进口连通，换热站22的第二出口与二次供水管9的进口连通。换热站的供热面积较大，一次热源通过一次供水总管21将热量输送到换热站，并通过一次回水总管23回水，一次热源与二次热网在换热站完成热量交换。

实施例三：本实施例是对实施例一的进一步细化，如附图3所示，上述热源是锅炉8。这样，锅炉8作为热源可以对用热量较小的用户进行直接供暖，避免热量在换热站换热过程中被浪费，提高热效率，节约能源。

实施例四：本实施例是对上述实施例的进一步细化，如附图2、3所示，上述用户管网与集水缸6之间的每一个分支管上分别串接有一个除污器24。除污器24能够对从用户管网流出的介质进行过滤，提高介质的纯净度，避免换热站22被堵塞，延长换热站22的使用寿命，提高本发明的稳定性。

实施例五：本实施例是对实施例四的进一步细化，如附图2、3所示，上述温度传感器位于除污器24与集水缸6之间。这样，从用户管网流出的介质在进入集水缸6之前就被过滤，防止集水缸6被堵塞和损坏，延长集水缸6的使用寿命。

实施例六：本实施例是对上述实施例的进一步细化，如附图2、3所示，上述温度控制器11为变频控制器。变频控制器可以控制第一分支平衡循环水泵18、第二分支平衡循环水泵19、第三分支平衡循环水泵20上的变频器启动装置，进而控制各个分支平衡循环水泵的频率，从而控制分支平衡循环水泵的流量，进而控制分支管的回水温度，逐步调节，使各个分支管的回水温度相同。

实施例七：一种上述实施例中热网分支平衡调节装置的使用方法，按照下述步骤进行：

步骤一，采集每一个用户管网的回水温度并将发送至温度控制器；

步骤二，将采集到的每一个用户管网的回水温度进行比较，若每一个用户管网的回水温度均相同，则停止；若每一个用户管网的回水温度不相同，则进行步骤三；

步骤三，发送控制指令控制各个分支平衡循环水泵的流量；

步骤四，重复步骤一。

步骤三中，若每一个用户管网的回水温度不同，可以发送控制指令降低回水温度高的分支管上的分支平衡循环水泵的流量，也可以发送控制指令提高回水温度低的分支管上的分支平衡循环水泵的流量，也可以同时控制多个分支平衡循环水泵的流量。

以上技术特征构成了本发明的实施例，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。

本发明实施例使用过程：

本发明的技术方案实施后，整个热网调节操作简单可行，供热效果得到改善，节能效果（煤耗、电耗）比较明显。热网平衡后，司炉工只需根据传统室外温度与回水温度曲线进行煤炭焚火作业，不需进行大的调整，只需将精力放到原煤充分燃烧上即可。由于煤得到充分燃烧且不需再为个别区域用户室内温度不达标而提高整个系统用热量，使得用煤量下降。而传统大功率循环泵改为多分支小功率分支平衡循环水泵后，分支平衡循环水泵整体功率下降，节电效果明显。

某团场的集中供热锅炉房，安装7MW和14MW热水链条炉各一台，采用直供方式供热，供热面积约14.1万㎡，但供热范围较广，循环半径较大，三个分支管最远用户距离锅炉房约1.4km，最近的只有不到200m。设计循环泵三台（两用一备），功率110KW，扬程56m，流量540m³/H。由于循环半径较大，末端用户投诉较多，而距离锅炉房较近的用户却被迫开窗户。

采用本发明提供的技术方案后，在三个分支管安装分支平衡循环泵，功率分别为：45KW (供热面积7.6万㎡)、22KW（供热面积3.5万㎡）、15KW（供热面积3万㎡）。经过一个采暖季运行，供热效果得到明显改善，节电成效突出（按运行效率74%，供暖时间按180天计算）：{（110×2）-（45+22+15）}×24×180×74%=441158（KW.h），当地电价0.46元/ KW.h，节约电费441158KW.h×0.46元/ KW.h=202932元，煤耗由历年47kg/㎡降到44kg/㎡，节约原煤14.1万㎡×（47-44）kg/㎡=423（吨），当地煤价185元/吨，节约费用423吨×185元/吨=78255元。

本发明既可适用采暖方式相同的供暖系统（如散热器取暖或地暖方式），也适用混合采暖方式（散热器和地暖混合），只需将采用地暖供热的分支管回水温度比采用散热器供暖的分支管回水温度降低6℃即可。