本发明涉及高层建筑直连供暖领域，具体为一种高层建筑直连供暖节能系统。
背景技术：
在高层建筑供暖系统设计时，为了减小系统竖向水压力，通常将系统划分成几个区，每个区之间相互独立，以使高区的压力不传递给低区。在当前的高层建筑供暖系统中，通常有两种形式，一种是间接连接系统，另一种是后来才出现的直接连接系统。
所谓间接连接系统，就是指传统换热器系统，即每个区之间完全用换热器隔绝开来的系统，这种系统方式每个区之间都是物理隔绝，换热器一侧是外管网(一次水)，另一侧是热用户(二次水)，每个区各自有各自的循环泵和补水泵，属于完全的闭式系统。这种系统的主要缺点是：二次水通过一次换热器换热后，水温度降低，在热网水温过低场合不适用。另外，还有每年换热器清洗维护维修量大等问题。正是为了克服这些缺点，才出现了后来的直接连接系统。
所谓直接连接系统，就是相对间接连接系统而言的直接连接系统，简称直连系统，主要是为了克服间接连接系统的水温过低而研发的，可参考以下专利文献：
1、发明专利，高层建筑无水箱直连供暖系统，专利号97122037.9(公开号CN1220374A)；
2、发明专利，一种高层直连供暖系统，专利号200610046314.0(公开号CN1828151A)；
3、发明专利，阻断器，专利号200610046214.8(公开号CN1831407A)；
4、发明专利，断压装置，专利号200710158993.5(公开号CN101220881A)。
间接连接系统有间连的缺点，直接连接也有直连的毛病。直接连接系统的主要缺点是能耗高，理论上通常比间接连接系统还要高。
近年来，为了探索高层直连供暖系统节能，利用高区回水余压，业内专家、学者可谓煞费苦心，诸如：利用余压发电、利用余压引射增压、利用余压推动水轮机助推水泵转动即所谓的双水泵，等等，都是因为存在机械能再转换、余压利用效率过低而前功尽弃。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高层建筑直连供暖节能系统，使得高区回水余压利用效率得以提升，大大降低了水泵配置功率和运行功耗。
本发明的技术方案是：
一种高层建筑直连供暖节能系统，高层建筑直连供暖系统为一个供暖系统，或者划分两个以上区域的供暖系统；每个供暖系统分别设有散热器、加压泵、循环泵、减压关断装置、止回阀，外管网供水管通过管路与散热器连接，在外管网供水管与散热器连接的进水管路上设置加压泵、止回阀，散热器的进水管路与散热器的出水管路通过混水管路连接，在所述混水管路上设置混水循环泵、混水止回阀，所述混水管路与散热器的进水管路连接处位于止回阀的出口，散热器的出水管路上设置减压关断装置。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，散热器进水管路上的加压泵、止回阀，止回阀位于加压泵的出口处。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，散热器混水管路上的循环泵、混水止回阀，混水止回阀位于循环泵的出口处。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，阻断器与加压泵联动，加压泵开则阻断器开，加压泵关则阻断器关。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，减压关断装置为具有减压与关断功能的阻断器；或者，减压关断装置采用减压阀+电动阀的配套组合结构。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，高层建筑直连供暖系统划分为高、中、低三个区域时，该系统包括：高区加压泵、混水循环泵一、中区加压泵、混水循环泵二、阻断器一、阻断器二、高区止回阀、中区止回阀、高区散热器、中区散热器、低区散热器、混水止回阀一、混水止回阀二、阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、外管网供水管、外管网回水管，具体结构如下：
外管网供水管分别通过管路与高区散热器、中区散热器、低区散热器连接，在外管网供水管与高区散热器连接的进水管路上设置高区加压泵、高区止回阀，在外管网供水管与中区散热器连接的进水管路上设置中区加压泵、中区止回阀，在外管网供水管与低区散热器连接的进水管路上设置阀门三；
相邻两个区域之间通过管路连接，高区散热器的出水管路与中区散热器的进水管路连接，高区散热器的出水管路上设置阻断器一；中区散热器的出水管路与低区散热器的进水管路相连，中区散热器的出水管路上设置阻断器二、阀门一；
高区散热器的进水管路与高区散热器的出水管路通过混水管路连接，在所述混水管路上设置混水循环泵一、混水止回阀一，所述混水管路与高区散热器的进水管路连接处位于高区止回阀的出口；
中区散热器的进水管路与中区散热器的出水管路通过混水管路连接，在所述混水管路上设置混水循环泵二、混水止回阀二，所述混水管路与中区散热器的进水管路连接处位于中区止回阀的出口；
低区散热器的出水管路与外管网回水管连接，低区散热器的出水管路上设置阀门四。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，中区散热器的出水管路还与外管网回水管之间通过回水管路连接，所述回水管路与中区散热器的出水管路连接处位于阻断器二、阀门一之间，所述回水管路上设置阀门二。
所述的高层建筑直连供暖节能系统，高区加压泵启动，阻断器一打开，将外管网供水管的供水输送到高区散热器，放热后，回水部分经由混水循环泵一输入高区系统再循环，部分给中区系统的中区加压泵供水混水送入中区散热器，放热后，回水部分经由混水循环泵二输入中区系统再循环，部分给低区系统供水混水送入低区散热器，放热后，回水返回外管网回水管。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明从系统流程入手，打破传统思维模式，通过改变系统设备配置逻辑，从根本上改变了流体输送方式，使闭合环路形成了一个新的流程集合，使高区回水再循环，不仅直接利用了“余压”，还直接利用了“余热”。如此，直接利用高区回水余压作循环动力，就没有机械能再转换问题，直接将余压动力作为混水泵的扬程，使得余压利用效率得以提升，大大降低了水泵配置功率和运行功耗。与现有直连系统相比，采用本发明可以节约电能30-50％。
2、本发明主要流程是：高区加压泵启动，阻断器打开，将外管网供水输送到高区散热器；放热后，回水部分经由混水循环泵输入高区系统再循环，部分给中区供水混水送入中区散热器；放热后，回水部分经由混水循环泵输入中区系统再循环，部分给低区供水混水送入散热器；放热后，回水返回外管网回水管。从而，在高层直连供暖系统基础之上，利用高区系统回水余压作动力循环，实现节能供暖。在工程设计中采用本发明，可以减小水系统水泵功率配置，是高层建筑直连供暖技术的升级换代产品。
附图说明
图1为本发明高层建筑直连供暖节能系统的一个实施例示意图。图中，1高区加压泵；2混水循环泵一；3中区加压泵；4混水循环泵二；5阻断器一；6阻断器二；7高区止回阀；8中区止回阀；9高区散热器；10中区散热器；11低区散热器；12混水止回阀一；13混水止回阀二；14阀门一；15阀门二；16阀门三；17阀门四；18外管网供水管；19外管网回水管；20回水管路。
具体实施方式
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例
如图1所示，高层建筑直连供暖系统为一个供暖系统，也可划分两个以上区域(本实施例划分为高、中、低三个区域)，各区域分别设有散热器、加压泵、循环泵、阻断器、止回阀等。本实施例中，高、中、低三个区域为相对而言，高区的高度为100m，中区的高度为60m，低区的高度为20m。该系统主要包括：高区加压泵1、混水循环泵一2、中区加压泵3、混水循环泵二4、阻断器一5、阻断器二6、高区止回阀7、中区止回阀8、高区散热器9、中区散热器10、低区散热器11、混水止回阀一12、混水止回阀二13、阀门一14、阀门二15、阀门三16、阀门四17、外管网供水管18、外管网回水管19、回水管路20等，具体结构如下：
外管网供水管18分别通过管路与高区散热器9、中区散热器10、低区散热器11连接，在外管网供水管18与高区散热器9连接的进水管路上设置高区加压泵1、高区止回阀7，在外管网供水管18与中区散热器10连接的进水管路上设置中区加压泵3、中区止回阀8，在外管网供水管18与低区散热器11连接的进水管路上设置阀门三16。
相邻两个区域之间通过管路连接，高区散热器9的出水管路与中区散热器10的进水管路连接，高区散热器9的出水管路上设置阻断器一5；中区散热器10的出水管路与低区散热器11的进水管路相连，中区散热器10的出水管路上设置阻断器二6、阀门一14。
高区散热器9的进水管路与高区散热器9的出水管路通过混水管路连接，在所述混水管路上设置混水循环泵一2、混水止回阀一12，所述混水管路与高区散热器9的进水管路连接处位于高区止回阀7的出口(而非高区加压泵1的进口)。
中区散热器10的进水管路与中区散热器10的出水管路通过混水管路连接，在所述混水管路上设置混水循环泵二4、混水止回阀二13，所述混水管路与中区散热器10的进水管路连接处位于中区止回阀8的出口(而非中区加压泵3的进口)。
中区散热器10的出水管路还与外管网回水管19之间通过回水管路20连接，所述回水管路20与中区散热器10的出水管路连接处位于阻断器二6、阀门一14之间，所述回水管路20上设置阀门二15；当阀门二15开启、阀门一14关闭时，中区散热器10的出水管路经阻断器二6连至回水管路20，再经回水管路20连至外管网回水管19；低区散热器11的出水管路与外管网回水管19连接，低区散热器11的出水管路上设置阀门四17。
本实施例中，高层建筑直连供暖系统的使用方法和工作过程如下：
当系统充满水时，阀门一14、阀门三16、阀门四17开启，阀门二15关闭。低区系统依靠外管网供水管18、外管网回水管19的压差正常运行后，中区系统混水循环泵二4启动。然后，中区加压泵3启动，同时阻断器二6打开，适度减压节流调节，中区系统开始循环运行。此时，中区系统供水送至中区散热器10放热后，回水一部分由混水循环泵二4给力再循环，另一部分则靠中区系统的余压输送给低区系统的供水作为混水补充热量。
中、低区运行平稳后，再启动高区。高区系统的高区加压泵1和混水循环泵一2启动，阻断器一5自动开启，适度减压节流调节后，高区系统开始循环运行。此时，高区系统供水送至高区散热器9放热后，回水一部分由混水循环泵一2给力参与再循环，另一部分则利用高区系统的余压输送给中区系统的供水作为混水补充热量。
如此顺序，来自外管网供水管18的高温供水不断地与高区系统回水混合，送至高区系统房间的高区散热器9供暖，放热后，高区系统的回水余压、余温再给中区系统的中区加压泵3供水混水，再升温，再送入中区散热器10放热，中区系统的回水余压、余温再给低区系统的供水混水，再升温，再送入低区散热器11放热……如此，周而复始，整个大楼的供暖系统就进入正常运行。
当系统停止运行时，高区加压泵1和混水循环泵一2停止，高区加压泵1出口的高区止回阀7逆止单向关闭，混水循环泵一2出口的混水止回阀一12逆止单向关闭，阻断器一5也随高区加压泵1和混水循环泵一2的停止而关闭。同样，系统停止运行时，中区加压泵3和混水循环泵二4停止，中区加压泵3出口的中区止回阀8逆止单向关闭，混水循环泵二4出口的混水止回阀二13逆止单向关闭，阻断器二6也随中区加压泵3和混水循环泵二4的停止而关闭。
这样，高、中区系统的供水管路上设有加压泵(高区加压泵1、中区加压泵3)的出口止回阀(高区止回阀7、中区止回阀8)保证高、中区供水静压隔断，高、中区系统的回水管路上设有阻断器(阻断器一5、阻断器二6)保证高、中区回水静压隔断，从而就保证了整个高、中、低区系统压力各自相互隔绝，高区系统的压力不传递给中区系统和低区系统，中区系统的压力也不传递给低区系统。
高、中区系统的供水温度，由系统循环泵(混水循环泵一2、混水循环泵二4)及高区回水和加压泵(高区加压泵1、中区加压泵3)混水控制。低区系统的供水温度由中区回水及低区系统供水混水控制。混水比例不同供水温度也不同，随心所欲，按需调配。
根据不同需要，加压泵(高区加压泵1、中区加压泵3)还可以配置为功率大、小不同的加压泵，根据天气变化自动切换，可进一步节省运行功耗。
阻断器(阻断器一5、阻断器二6)是利用水压力驱动的一个设备(如：前述专利阻断器，专利号200610046214.8)，它与加压泵(高区加压泵1、中区加压泵3)联动，加压泵开则阻断器开，加压泵关则阻断器关，其主要功能是减压和关断。这里的阻断器(阻断器一5、阻断器二6)，也可以用减压阀+电动阀的配套组合替代。
本发明的系统运行调节方式，可以是多样性的，例如：加压泵(高区加压泵1、中区加压泵3)和循环泵(混水循环泵一2、混水循环泵二4)可以分别采用变频调节，也可以分别采用功率大、小不同的泵(加压泵、循环泵)切换调节。高区系统事故临时停机，中区系统也可开启备用泵、短时间双泵并联运行，能确保下游系统维持供暖运行。
总之，整个系统配合温控器、气候补偿仪及其它仪器仪表，高、中、低区混水量和循环量可以随意调节，各系统即独立又联合，高、中、低区自成体系又有序整合为一体。