基于分布式变频混水技术的节能供热系统的制作方法

1.本实用新型属于智能供热技术领域，尤其涉及一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统。


背景技术：

2.在目前社会各项能耗中，建筑能耗占总能耗的30％左右，而其中供暖能耗占比最大，北方寒冷地区采暖季供热手段主要依靠集中供热系统，随着“碳达峰、碳中和”政策以及经济发展与能源之间的矛盾凸显，提倡节能减排的采暖技术路线是大势所趋。现状集中供热系统中，输送能耗占比较大，同时末端用户冷热不均的问题导致为了满足室温最低用户达标而使其他用户供热量上升，导致的热量严重浪费，以上是目前集中供热系统节能减排发展过程中面临的首要问题。分布式变频混水泵经过近年的研究与发展已具备良好应用条件，其显著的节能效果已获得肯定，如何利用分布式变频混水泵建立一种高效节能的供热系统，是供热行业发展的一个重要突破点。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的问题：如何利用分布式变频混水泵建立高效供热系统，本实用新型提供一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统，在每个楼宇内设置混水旁路，混水旁路设有分布式变频混水泵与逆止阀，同时旁路前后设有压力变送器、温度传感器与流量计，同时楼宇内热用户室内加装室内温度监测计，根据压力、流量、温度反馈数据对分布式变频混水泵和二网循环水泵进行联调，降低供热系统热耗与电耗，实现精准供热、节能减排。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统，包括换热站和楼宇分布式混水式供热系统；
6.所述换热站包括：换热器，所述换热器的一网侧分别连接有一网供水管和一网回水管，换热器的二网侧分别连接有二网供水母管和二网回水母管；
7.所述二网供水母管上设有供水母管温度传感器；二网供水母管的末端连接有多条二网供水支管；
8.所述二网回水母管上设有二网循环水泵；二网回水母管的末端连接有多条二网回水支管；
9.楼宇分布式混水式供热系统包括：热用户，所述热用户的供水端与二网供水支管相连，热用户的回水端与二网回水支管相连；
10.所述二网供水支管上设有流量计、供水压力变送器、供水温度传感器；
11.所述二网回水支管上设有回水压力变送器、回水温度传感器；
12.所述二网回水支管末端分为两条支路，其中，第一支路与二网回水母管相连；第二支路为混水旁路，与二网供水支管相连，且二网供水先后流经流量计，混水旁路与二网供水
支管的连通处，供水压力变送器和供水温度传感器；
13.所述混水旁路上设有分布式变频混水泵和逆止阀。
14.进一步地，还包括控制系统，所述控制系统分别与供水母管温度传感器、二网循环水泵、流量计、供水压力变送器、供水温度传感器、回水压力变送器、回水温度传感器相连。
15.进一步地，所述第一支路上设有流量调节阀。
16.进一步地，所述流量调节阀为电动流量调节阀。
17.进一步地，所述电动流量调节阀与控制系统相连。
18.进一步地，所述热用户的室内设有室温监测计，用于统计各用户采暖平均室温。
19.进一步地，所述二网循环水泵为变频式水泵。
20.进一步地，所述流量计为容积式流量计。
21.进一步地，所述热用户为楼宇用户。
22.进一步地，所述换热器为板式换热器。
23.相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
24.一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统，其优点有：
25.(1)通过设置分布式变频混水泵增大换热站至楼宇的二网供回水温差，缩小流量，降低站内二网循环水泵流量，降低热网输送能耗，且变频混水泵可精准调控楼宇供水温度，提高供热舒适性。
26.(2)在用户末端设置室温监测表与流量调节阀，达到末端精准供热的目的，避免各用户冷热不均及热量浪费，提高供热系统能效。
27.(3)通过在混水支路前后设置压力温度测点以及流量计，根据实时运行参数对变频混水泵进行初调节和细调节两步进行，提高对用户负荷变化的响应速率，还提高了对热网变工况运行的调节能力，提高调节精度。
28.(4)本系统可实现“站-网-户”协同优化运行，实现用户精准供热的同时降低管网投资，充分深挖供热系统节能降耗空间，最大程度降低了热网系统的运行成本和碳排放量。进一步地，本实用新型在用户房间加装室温监测表及流量调节阀，用于根据用户室内实时温度调节供热流量，避免热量浪费。
29.进一步地，本实用新型包含了控制系统，可以实现对供热系统的实时精准调控。
30.进一步地，本实用新型通过在二网回水的第一支路上设置电动流量调节阀，可以通过控制系统对二网回水流量进行实时调控，方便控制用户室内温度。
31.进一步地，本实用新型的二网循环水泵采用变频式水泵，大大提高设备的可操作性，同时也提高了对实时数据的采集速度。
32.进一步地，本实用新型的流量计采用容积式流量计，极大提高了流量数据的精度。
33.进一步地，本实用新型热用户为楼宇用户，使得供热系统实施的供热效果更为明显。
34.进一步地，本实用新型的换热器采用板式换热器，极大提高了换热效率。
附图说明
35.图1是本实用新型一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统的结构示意图。
36.附图标记：
37.1-板式换热器；2-二网循环水泵；3-供水母管温度传感器；4-第一流量计；5-第一供水压力变送器；6-第一供水温度传感器；7-第一分布式变频混水泵；8-第一逆止阀；9-第一回水压力变送器；10-第一回水温度传感器；11-第一室温监测计；12-第二流量计；13-第二供水压力变送器；14-第二供水温度传感器；15-第二分布式变频混水泵；16-第二回水逆止阀；17-第二回水压力变送器；18-第二温度传感器；19-第二室温监测计；20-第三流量计；21-第三供水压力变送器；22-第三供水温度传感器；23-第三分布式变频混水泵；24-第三逆止阀；25-第三回水压力变送器；26-第三回水温度传感器；27-第三室温监测计；28-第一流量调节阀；29-第二流量调节阀；30-第三流量调节阀。
具体实施方式
38.本实用新型提供一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统，包括换热站和楼宇分布式混水式供热系统；
39.所述换热站包括：换热器，所述换热器的一网侧分别连接有一网供水管和一网回水管，换热器的二网侧分别连接有二网供水母管和二网回水母管，换热器为板式换热器1；
40.所述二网供水母管上设有供水母管温度传感器3；二网供水母管的末端连接有多条二网供水支管；
41.所述二网回水母管上设有二网循环水泵2；二网回水母管的末端连接有多条二网回水支管；二网循环水泵2采用变频式水泵；
42.楼宇分布式混水式供热系统包括：热用户，所述热用户的供水端与二网供水支管相连，热用户的回水端与二网回水支管相连；热用户为楼宇用户；热用户室内设有用于统计楼宇采暖平均室温的温度监测计；
43.所述二网供水支管上设有流量计、供水压力变送器、供水温度传感器；采用的流量计为容积式流量计；
44.所述二网回水支管上设有回水压力变送器、回水温度传感器；
45.本实用新型提供的供热系统还包括控制系统，所述控制系统分别与供水母管温度传感器3、二网循环水泵2、流量计、供水压力变送器、供水温度传感器、回水压力变送器、回水温度传感器相连。
46.所述二网回水支管末端分为两条支路，其中，第一支路与二网回水母管相连；第二支路为混水旁路，与二网供水支管相连，且二网供水先后流经流量计，混水旁路与二网供水支管的连通处，供水压力变送器和供水温度传感器；第一支路上设有与控制系统相连的电动流量调节阀；
47.所述混水旁路上设有分布式变频混水泵和逆止阀；
48.实施例1
49.一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统运行时，一网水经一网供水管进入板式换热器1将热量传递给二网水，经一网回水管送回热源处；二网回水经母管上的二网循环水泵2升压后送入板式换热器1内吸收一网水的热量，然后经二网供水支管分别送至不同楼宇用户内，供水母管温度传感器3用于监测用户整体供水温度；以楼宇#1为例，二网供水经#1楼的供水支管通过第一流量计4，与经过第一分布式变频混水泵7升压经第一逆止阀8来的回水混合后供至#1楼的各用户房间内，逆止阀用于方式混水支路的热网循环水倒流，
第一供水压力变送器5和第一回水压力变送器9用于监测供回水压力，第一供水温度传感器6和第一回水温度传感器10用于监测供回水温度，楼宇#1的回水第一支管上设有第一流量调节阀28；所有楼宇的回水汇合至母管流回换热站的二网循环水泵处。具体运行方式为：根据供水母管温度传感器3监测的母管供水温度和第一回水温度传感器10监测的#1楼的第一支管回水温度监测供回水温差，根据该温差与第一流量计4监测流量计算出混水流量，然后根据第一供水压力变送器5和第一回水压力变送器9反馈的压差观察混水泵工作压差，根据混水泵的流量-扬程特性曲线寻找该压差与流量下对应的频率，启动第一分布式变频混水泵7并进行初调节，然后监测第一供水温度传感器6的数值，当该温度小于设定温度时证明混水泵频率过大，此时降低频率，当该温度大于设定温度时证明混水泵频率过小，此时提高频率，最后参考室内第一温度监测计11的数值，当室内温度大于设定值时说明供热量过高，此时调小第一流量调节阀28的开度，反之当室内温度小于设定值时说明供热量过低，此时调大第一流量调节阀28的开度，当存在某个楼宇室内温度低于设定值且流量调节阀全开时，证明换热站二网供热量不足，此时提高二网循环水泵频率，反之亦然。
50.实施例2
51.一种基于分布式变频混水技术的节能供热系统运行时，一网水经一网供水管进入板式换热器1将热量传递给二网水，经一网回水管送回热源处；二网回水经母管上的变频式水泵升压后送入板式换热器1内吸收一网水的热量，然后经二网供水支管分别送至不同楼宇用户内，供水母管温度传感器3用于监测用户整体供水温度；以楼宇#2为例，二网供水经#2楼的供水支管通过容积式流量计，与经过第二分布式变频混水泵15升压经第二逆止阀16来的回水混合后供至#2楼的各用户房间内，逆止阀用于方式混水支路的热网循环水倒流，第二供水压力变送器13和第二回水压力变送器17用于监测供回水压力，第二供水温度传感器14和第二回水温度传感器18用于监测供回水温度，楼宇#2的回水第一支管上设有电动流量调节阀；所有楼宇的回水汇合至母管流回换热站的变频式水泵处。具体运行方式为：根据供水母管温度传感器3监测的母管供水温度和第二回水温度传感器18监测的楼宇#2的第一支管回水温度监测供回水温差，根据该温差与容积式流量计监测流量计算出混水流量，然后根据第二供水压力变送器13和第二回水压力变送器17反馈的压差观察混水泵工作压差，根据混水泵的流量-扬程特性曲线寻找该压差与流量下对应的频率，启动第二分布式变频混水泵15并进行初调节，然后监测第二供水温度传感器14的数值，当该温度小于设定温度时证明混水泵频率过大，此时降低频率，当该温度大于设定温度时证明混水泵频率过小，此时提高频率，最后参考室内第二温度监测计19的数值，当室内温度大于设定值时说明供热量过高，此时通过控制系统调小电动流量调节阀的开度，反之当室内温度小于设定值时说明供热量过低，此时通过控制系统调大电动流量调节阀的开度，当存在某个楼宇室内温度低于设定值且流量调节阀全开时，证明换热站二网供热量不足，此时提高变频式水泵频率，反之亦然，在运行过程中，供水母管温度传感器3、变频式水泵、容积式流量计、第二供水压力变送器、第二供水温度传感器、第二回水压力变送器、第二回水温度传感器所采集得数据和调节控制均由控制系统来完成。
52.本实用新型通过在用户侧每个楼宇中设置混水支路，混水支路上设置分布式变频混水泵与逆止阀，各楼宇的供回水支管上分别设置压力变送器与温度传感器，混水支路前的供水支管上设置流量计，各楼宇的用户室内加装温度监测计；换热站内设置二网变频式
循环水泵，供水母管上设置监测二网供水温度的温度传感器。利用供回水支管上的压力变送器差值、流量计数据与母管供水温度与支管回水温度差值对分布式变频混水泵进行初步调节，根据供水支管温度变送器数据进行细水泵频率调节使楼宇供水温度首先达到设定值，然后根据室温检测计反馈数据对混水泵频率进行修正，以满足各楼宇用户的热负荷需求，将所有用户采暖季室温维持在设定温度，实现全网水力与热量平衡，避免热量浪费，实现节能减排，同时提高供热系统运行可靠性。
53.本实用新型通过每个楼宇的分布式混水系统与换热站二网循环水泵协同，同时配合室温监测计反馈联调，实现“大温差、小流量”供热，降低换热站到各楼宇间热网的输送流量，以分布式变频混水的手段降低供热系统运行电耗，同时配合室温监测计修正混水泵频率，避免常规系统过度供热造成的热量浪费问题，实现节能精准供热，降低供热系统运行成本和污染物排放。
54.尽管以上结合附图和实施例对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。