專利名稱：建筑增壓降溫供熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于暖通空調技術領域，主要涉及室外熱源壓力不足、且需低溫熱水 地面輻射供暖或降溫供熱時，局部供熱系統結構的改進。
背景技術：
公知在某供暖區域之內，若局部用戶要將主要以對流方式供暖的常規供暖 改變為，降溫供熱或低溫熱水地面輻射供暖的供熱模式，可以分別在局部供熱系 統的供回水管路的始末段，增設聯通供回管路的旁通回路、和使系統的部分回水 經該旁通回路混入系統供水管路的混水泵，以及在系統中增設相應的管路控制調 節部件，可以為需要較低水溫供熱的局部用戶，提供相應合格的低溫熱水地面輻 射供暖系統。該方案適應了在常規模式供熱環境中，局部改變降溫供熱模式的情 況。可以在室外系統基本不作改變的情況下，以較低的系統改造成本，滿足局部 用戶改善供熱模式的需求。這種辦法比換熱器改造方案經濟，深受有此需求用戶 的歡迎。
在工程實踐中，往往還會有室外常規供暖熱源壓力不足的情況。這時，對于 室外熱源壓力不足的外部環境，用戶常常難于或無力改變。因為，室外熱源壓力 的提高，要依靠供熱區域熱源設備的改造、整體的規劃與實施等外部條件的改變 或配合，而整體局面的改觀有時會落后于局部需求的增長。局部供熱系統要想在 這樣的條件下得到正常的熱源供應，就勢必需要自身提升熱媒的供給壓力，以滿 足局部供熱系統的壓力需求。
因為低溫熱水地面輻射供暖模式的供水溫度較低，其供水溫度一般為5(TC; 且供回水溫差較小， 一般為10。C，即回水溫度為4(TC。而常規的供暖模式是供 水為95或85°C,回水是70。C或60°C。要同樣滿足用戶的供熱要求，低溫熱水地面輻射供暖就需要增加系統的循環水量。在帶有回水旁通回路的低溫熱水地面 輻射供暖中，這部分增加的循環水量是來自系統的回水管路。
當局部用戶有以低溫熱水地面輻射供暖模式提供供暖的需求，又面臨室外常 規供熱熱源壓力不足時，其工作的情況就會有所變化。此時，在供水需要^t是升壓
力的同時；部分應該混入供水的回水，因為來自回水管路，同樣也會產生增加壓 力的需要。在這種情況下，需要增加壓力的水流量，就是室外的供水量，與需要 以回水方式混入供水的回水量，兩項相加之和的總量。在這種條件下的總量，一 般可以達到主要以對流方式提供熱量的常規供暖用水量的2. 5倍左右。
顯然，據此流量增加壓力所需要的動力消耗，隨系統高度的增加，就要迅速 增加，其供暖運行的費用將會大幅度提高，在這種情況下使用需要降溫供熱的低 溫熱水地面輻射供暖模式，就會給用戶帶來較大使用成本的負擔。
發明內容
本發明的目的是提供，在室外常規供熱熱源壓力不足、且室內系統需要采用 低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱時，可以較低成本運行的供熱裝置，要解決的 技術問題是提出建筑增壓降溫供熱裝置的技術方案。
本發明的具體內容是，建筑增壓降溫供熱裝置包括，與室外供回熱媒管路相 聯的室內供回熱媒總管；與室內供回熱媒總管分別相聯的室內供熱系統；供熱系 統含聯通室內供回熱媒總管的始末端的回熱媒旁通回路，與室內供回熱媒總管分 別相聯的低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱負荷終端，接于供熱系統之中、^是供 使旁通回路的回熱媒與供熱媒總管供熱媒混合、并使混入的回熱媒在供熱系統中 循環工作的動力的混熱d泉泵，以及接于供熱系統之中、相應熱i某供熱控制調節部 件。同時，還需要在室內供熱媒總管與供熱系統的供熱媒管路之間，串聯接入增 壓熱媒泵；在室內回熱媒總管與供熱系統的回熱媒管i l^間，串聯接入、可以維 持低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱供熱系統，在正常工作壓力的減壓管鴻J殳。 這樣，增壓熱媒泵補足了室外供熱媒總管壓力缺失的部分，使室內供熱媒的壓力 達到了位于系統所在位置正常工作的壓力；減壓管路段建立了系統與室外回熱媒總管的聯接；并以壓力隔斷的方式，維持了低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱系統內，已由增壓熱媒泵建立起來的室內系統工作壓力；從而使供熱系統成為在本 循環范圍內的有限封閉環路，維持了供熱系統處于正常工作壓力狀態。使混熱々某 泵僅承擔將部分回熱媒與進入供熱系統的供熱媒進行混合、并使混入回熱媒在供 熱系統中循環的任務。在這樣的工作模式下，原本配備在供熱系統中的混熱媒泵，只需要提供在供 熱工作壓力下，完成管路中部分回熱媒與供熱媒的混合，和混入的回熱媒在管路 中循環的兩項工作。減壓管路段既保持了，供熱系統中回熱々某回歸室外回熱士某管 的通道；又隔斷了供熱系統與室外回熱媒管的壓力聯系，維持了供熱系統的供熱 壓力，成就了混熱媒泵的工作條件。由于減壓管路段隔斷了其熱媒壓力與回熱媒 管壓力的聯接，供熱系統中的回熱媒壓力，并未降低到室外低壓的回熱媒管的壓 力，所以也就沒有從室內回熱媒總管末端處，提升混入循環供熱媒總管回熱媒的 工作壓力的需要。在這種情況下，增壓泵只需要將室外提供供熱系統供熱熱能的 新供熱媒，增壓提升到本發明室內系統需要的工作壓力和流量，即可滿足系統正 常工作的要求。同時，由于在降溫供熱模式的回熱媒溫度一般為4(TC,較回水溫度是70。C /60。C的常規供熱模式，同樣的熱源供水量就會釋放出更多的熱量。此時，相對 于同樣的用戶供熱需求，所必須的供熱媒用量還會有所減少。因此，在同樣條件 下，所需增壓的動力消耗還要略有減少。如上情況說明，本發明方案可以作到，既使室外供熱壓力不足的供熱系統得 以正常工作，又以較小或合理的動力消耗，滿足在這種特定條件下、用戶的低溫 熱水地面輻射供暖系統的需求。實現了本發明的目的，解決了本發明提出的技術問題。本發明所述減壓管路段為"有利于形成膜流態下流水的立管"，這是一種可 以保證低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱系統，維持在正常工作壓力的減壓管路 段，既隔斷了供熱系統與低壓回熱媒管路之間壓力的直接聯系，又保留了二者之間熱媒流通的通道；而且這種減壓方式不需調節，可以非常可靠地工作。本發明所述供熱系統中，設有與供熱系統回熱媒管和用戶負荷終端分別相耳關 的公共回熱媒立管，"有利于形成膜流態下流水的立管"始端與一個公共回熱々某 立管頂端相聯，被聯接公共回熱媒立管的管徑按聯接后回熱媒的流量設定。"有利于形成膜流態下流水的立管"作為減壓管路l殳，其始端與公共回熱4某 立管頂端相聯，可以在系統負荷流量變動的任何情況下，保證供熱系統維持在正壓條件下運行，不需調節，非常可靠；根據其回熱媒的流量設定管路尺寸，保證 了系統熱媒在該立管中的正常回流。通常，"有利于形成膜流態下流水的立管"的進口，在聯接中應該高于系統 最高點l米左右。為此就需要一段豎直管路將回熱媒管路從聯接處，首先升高到 公共立管頂端的高度以上；或以相應壓力調節手段提升聯接前的壓力；再與"有 利于形成膜流態下流水的立管"的進口相聯，用以維持供熱系統中的正壓力。這 種技術提示可見于國家建筑標準設計圖集05K210 "采暖空調循環水系統定壓"， 詳見05K210-3的相關內容。本發明方案將"有利于形成膜流態下流水的立管"始端與公共回熱媒立管頂 端相聯，并以該豎直立管替代了被聯接公共回水立管，從而節省了這個公共回水 立管；當系統有多個公共回熱媒立管時，選擇鄰近回熱媒總管位置的公共回熱媒 立管，便于建立管路的聯接。此時，只要按實際回熱媒流量，選用被聯接公共回 熱々某立管的相應尺寸與配用部件，即可正常工作。本發明經在室外熱源壓力不足，且室內供熱系統有低溫熱水地面輻射供暖、 或降溫供熱需求的建筑供熱系統中，于室內供熱媒總管與降溫供熱系統的供熱媒 管路之間增設增壓熱媒泵，解決了系統外部熱源壓力不足的問題。于室內回熱媒 總管與降溫供熱系統的回熱媒管路之間，串聯接入"有利于形成膜流態下流水的立管"、或其它帶有減壓部件的減壓管路段，既保持了供熱系統中回熱^ 某回歸室 外低壓回熱媒管路的通道；又隔斷了供熱系統與室外低壓回熱媒管的壓力聯系， 維持了供熱系統正常供熱的工作壓力。使混熱媒泵的能耗僅限于在供熱系統中，將部分回熱媒混入供熱媒、與維持混入回熱媒在供熱系統中循環的能耗之和。將 "有利于形成膜流態下流水的立管"始端，接于系統公共回熱媒立管的頂端，能 夠保證系統正壓工作的正常條件；聯接鄰近回熱媒總管的一個公共回熱媒立管，便于建立管路聯接。本發明方案^:銳地注意到常規供熱工程實踐中，多^皮忽^L的細節，規范了動力的配置、優化了管路的聯接，取得了降低消耗、節省用材、優 化系統配置與結構的顯著效果。盡管本發明方案實施的前提屬于大系統尚不完備，或屬于工程實踐中的應對技術；但是，這些情況確實是在供熱領域經常發生、 大量存在的現實問題。甚至，有關不甚合理的管路聯接，還在高層建筑供熱實踐 中執行。
圖l是某室內地面供熱系統建筑增壓供暖裝置結構簡圖； 圖2是混水泵接于旁通管路時圖1的變型；圖3是以帶有減壓部件的管紹Jf又代"有利于形成膜流態下流水的立管"時圖 1結構的變型；圖4是以自力式流量控制閥為減壓部件時圖3結構的變型； 圖5是混水泵接于供熱系統回水管時圖4結構的變型；、 圖6是以帶有減壓部件的管路取代"有利于形成膜流態下流水的立管"時圖 2結構的變型；具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。附圖中零部件編號的所代表的內容是 1供水總管2增壓泵3止回閥 4自力式流量控制閥或差壓控制閥5供水管6混水泵7旁通管8回水管9管 10有利于形成膜流態下流水的立管11回水總管12供回水集管 13可調減壓 閥 14減壓用自力式流量控制閥或差壓控制閥 CNG1 —號公共供水立管 CNH1 一號^^共回水立管 CNG2二號/^共供水立管 CNH2二號/^共回水立管 CNG3 三號公共供水立管 CNH3三號公共回水立管第一實施例是用于在現有建筑供暖系統的現場改造，建筑內某高區室內低溫熱水地面輻射供暖系統負荷Q=340302W,給定地面輻射供熱供回水溫度50/40°C，室內系統最高點的高度是 90M，室外供暖系統供水壓力僅有0. 3Mpa，室外熱源供回水溫度為80/60°C,高 區內的供熱系統按低溫熱水地面輻射供暖的要求配置，見圖1。在本高區供暖系統的供、回水總管l、 ll的始末端段，設置了聯通二者的 旁通回路7、接于供水管中的混水泵6和相應的控制調節部件流量控制閥4等。 同時本例在高區之內的相應位置，設置了一至三號^^共供回水立管CNG1、 CNH1、 CNG2、 CNH2、 CNG3、 CNH3 ,分別與各用戶的供回集管12、系統供回水管3各5、 8相聯，用戶負荷終端分別與供回集管12相聯。由于室外熱源供水壓力無法供達高度90M的供暖用水，本例在高區供水總 管路中，按高區供暖用水流量、壓力及供熱量的要求，選用KQDL50-15X5型號 的水泵為增壓泵2串聯其中，其功率N=5. 5W、揚程H=75M、流量G=12. 5 M3/H。在本例高區的回水總管中，串聯接入"有利于形成膜流態下流水的立管" 10,下流水的立管的始端，經管9接于距離回水總管最近的一號公共回水立管 CNH1的頂端。 一號〃>共回水立管的尺寸按系統回水流量選用DN80。本例按照高區供暖系統的供暖熱負荷、循環總流量、旁通管^各需要混入的 回水流量，配用型號為KQW100/185-2. 2/4的混水泵6，其功率N=2. 2KW、揚程 H=9. 9M、流量G:44. 6MVH。本例的供水管、混水泵、7>共供回水立管、供回水 集管及與之相聯的戶內負荷終端、及相應控制調節計量部件等，共同組成本發 明的供熱系統。至此，完成了關于本例主要結構的敘述。工作時，室外熱源的供水在增壓泵和流量控制閥的共同作用下，可以為本 例高區提供適量高壓供暖熱水。在"有利于形成膜流態下流水的立管，，的作用 之下，本例高區供暖系統的回水壓力并未直接聯通室外的回水管路。而且因為 下流水的立管的始端是聯接在本例高區公共回水立管的頂端，無論在本高區用 戶的任何供暖負荷的情況下，都可以保證供熱系統各處，永遠處于正壓力狀態 之中，有利于避免系統的腐蝕，延長使用壽命。在增壓泵和"有利于形成膜流態下流水的立管"的聯合作用之下，使位于 其間的供暖系統維持在供暖工作壓力之下，形成了有限封閉的工作狀態。鑒于 負荷端的供暖需求，系統中僅僅需要提供使約四分之三回水混入供水，和使混 合后的供水實現循環的動力，即可滿足用戶的供暖要求。本例為此所選用的2. 2KW的混水泵6和5. 5KW的增壓泵2,就可以在這樣的供熱系統中，將回水管 路的部分回水，經過旁通回路，混入系統的供水管路之中，使室外供給8(TC的 熱水降溫至5(TC;并使混入的回水隨供水一道，僅需克服系統摩擦阻力，便可 向各用戶提供供暖用水，并在供熱系統中完成供暖循環。以上是本例的主要工 作情況。也正因如上原因，本例所需提升壓力的供水流量，并沒有因為供暖模式改 變之后，隨系統循環流量的增加而增加。提升室外用于提供系統供暖熱能的系 統供水壓力及流量，僅是出于在室外熱源壓力不足時，保證供暖循環、補充熱 能的必須。同時，本系統的回水溫度為40°C，較室外回水溫度為6(TC低。對于同樣的 熱水供給量，本系統便可為用戶留下了更多的熱量；也就是說，可以相對較少 的熱水供給量，滿足同樣的用戶熱量需求。為此，本系統還可以因為供暖方式 的改變，而減少室外熱水的供給用量。本例所作的主要工作，在室外熱源壓力不足的情況下，在供水總管中接入 增壓泵；在回水總管中接入了 "有利于形成膜流態下流水的立管"的減壓管路 段。這一措施，維持了混入供水管路的部分高區回水的工作壓力，使供熱系統 中的回水沒有提升壓力的需要，系統沒有因為循環水量增加而增加室外需要補 充提升壓力的負擔。這樣的系統，雖然處于室外熱源壓力不足的不利環境之下， 但是由于恰當的設備配置與合理的管路結構，使供暖系統仍舊能夠以正常合理 的狀態投入工作。本例中，由于"有利于形成膜流態下流水的立管，，^^于一個^^共回水立管 的頂端，也就相當于減少了該公共立管的回水用管。由于"有利于形成膜流態下流水的立管"裝置是非常可靠的隔斷壓力的方式，特別是在壓力比較大時， 應是比減壓閥更優的選擇。第二實施例仍為上例的現場條件，只是其混水泵接于旁通管路7之內，見 圖2。其它情況均與上例相同。這時，流經混水泵的流量有所減少，僅為需要混入的回水流量。本例^法照 高區供暖系統的供暖熱負荷所決定的低溫循環總流量，減去增壓供水流量的差，就是旁通管路需要混入的回水流量流量。即G=44. 6 -9, 1=35. 5M7H。同時選定 混水泵的配用型號為KQW100/150-1. 5/4的混水泵6,其功率N=l. 5KW、揚禾呈 H=6. 83米、流量G:35, 7M3/H。即本例改變了混水泵的聯接位置，使配套動力降低，依然可以滿足工作要 求，其它均與上例保持一致。第三實施例是以設有可調減壓閥13的管路為本發明"減壓管路段，，的情況， 見3。裝置的其它部分與第一實施例相同。由于使用了 DN80可調式減壓閥13,系統回水總管的入口可以接至供暖系統 回水管的任何部位，取代了第一實施例的"有利于形成膜流態下流水的立管，， 10。工作時，減壓閥調節至維持供熱系統的正常工作壓力即可。其它情況均與 第一實施例一致。第四實施例是以減壓用自力式流量控制閥14接入回水總管，作為減壓管3各 段，見圖4。其余結構和工作情況與第三實施例一致。第五實施例是混水泵接于回水管8中，回水總管入口接于混水泵之后，其 余結構與工作和第四實施例相同。第六實施例是以可調減壓閥為減壓控制部件，替換了第二實施例的"有利 于形成膜流態下流水的立管"，其余結構與工作和第二實施例一致。
權利要求
1.建筑增壓降溫供熱裝置包括，與室外供回熱媒管路相聯的室內供回熱媒總管；與室內供回熱媒總管分別相聯的室內供熱系統；供熱系統含聯通室內供回熱媒總管的始末端的回熱媒旁通回路，與室內供回熱媒總管分別相聯的低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱負荷終端，接于供熱系統之中、提供使旁通回路的回熱媒與供熱媒總管供熱媒混合、并使混入的回熱媒在供熱系統中循環工作的動力的熱媒泵，以及接于供熱系統之中、相應熱媒供熱控制調節部件；其特征在于還需要在室內供熱媒總管與供熱系統的供熱媒管路之間，串聯接入增壓熱媒泵(2)；在室內回熱媒總管與供熱系統的回熱媒管路之間，串聯接入、可以維持低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱供熱系統，在正常工作壓力的減壓管路段(10、13、14)。
2. 如權利要求l所述建筑增壓降溫供熱裝置，其特征在于所述減壓管3各 段為"有利于形成膜流態下流水的立管"(10)。
3. 如權利要求1或2所述建筑增壓降溫供熱裝置，其特征在于所述供熱 系統中，設有與供熱系統中回熱媒管和用戶負荷終端分別相聯的公共回熱媒立管(CNH1、 CNH2 'CNH3)，"有利于形成膜流態下流水的立管"始端與一個公共回熱 媒立管(CNH1 )頂端相聯，被聯接公共回熱媒立管的管徑按聯接后回熱媒的流量 設定。
全文摘要
建筑增壓降溫供熱裝置屬暖通空調技術領域，為使建筑室外熱源壓力不足的低溫熱水地面輻射供暖或降溫供熱正常工作，于室內供回熱媒總管與降溫供熱系統之間，分別串聯接入增壓熱媒泵(2)，和減壓管路段(10、13、14)；“有利于形成膜流態下流水的立管”的減壓管路段入口接于系統公共回熱媒立管(CNH1)的頂端。解決了系統外部熱源壓力不足的問題，建立了供熱系統有限封閉的工作條件，維持了供熱系統的正常工作壓力，優化了系統結構。當系統設有多個公共回熱媒立管時，選擇鄰近回熱媒總管的公共回熱媒立管頂端聯接，可節省管路長度。本發明方案注意到工程實踐的細節，規范了動力配置、優化了管路聯接，降低了消耗、節省了用材。
文檔編號F24D3/00GK101307929SQ20081005532
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者曹天宏 申請人:曹天宏