專利名稱：多功能分布式變頻二級泵供熱系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供熱系統，特別是涉及一種可提高系統整體供熱效 率，適用于以燃煤、燃氣、燃油為燃料的，釆用直接式、間接式或混合式熱 水供熱方式的多功能分布式變頻二級泵供熱系統。
背景技術：
.目前，熱水供熱方式通過管路將鍋爐產生的熱水直接輸送到熱用戶，或 通過換熱站內的熱交換器將熱量傳送給二次供熱管線后再輸送到熱用戶。供 熱系統由設在鍋爐房的循環泵提供熱水循環動力。由于供熱面積通常較大， 供熱管線長，換熱站多，布置復雜，因此循環泵一般選擇較高揚程以克服整 個供熱系統的阻力。對于間接供熱系統，其換熱站二次側必須設置二次水循 環泵，其揚程和流量必須滿足不利用戶的采暖需求。
這種供熱系統方式有以下缺點由于循環泵必須給外網最不利環路(通 常為最遠端)熱用戶提供足夠的資用壓頭，因此離鍋爐房較近的熱用戶就會 有過多的資用壓力，需要安裝流量調節閥消耗掉這部分能量，消耗的能量最 終來自于循環泵，使得供熱系統耗電量大，耗電輸熱比大；鍋爐設在循環泵 出口，使得鍋爐一直在高壓(0.5 1.3MPa)下工作，由于使用過程中水中溶 解的空氣會腐蝕鍋爐，使鍋爐的承壓強度逐漸下降，鍋爐存在著承壓能力不 足的安全隱患；對于工作中的鍋爐房， 一旦發生斷電事故，鍋爐中的水將立 刻停止循環，而鍋爐余熱會繼續加熱熱水，可能發生鍋水汽化甚至發生鍋爐 爆炸等安全事故；對于直接供熱系統，鍋爐運行參數與熱用戶運行參數差距 較大， 一般鍋爐設計水溫在IO(TC以上，而熱用戶只需要50 60。C，傳統直 接供熱系統鍋爐處于低溫運行， 一般供熱水溫不超過60°C ，造成鍋爐效率低，循環水量大，耗電輸熱比大；對于間接供熱系統，由于其二次水循環泵無法調節流量，容易造成初、末寒期循環水量大，耗電輸熱比大。
實用新型專利200720169829.X "分布式變頻二級泵熱水鍋爐供熱系統"無法解決直接供熱系統和混合供熱系統中存在的上述問題。
有鑒于此，為了解決上述問題，本創作人根據自己的實際經驗及技術理念，經研究、開發，而終有本實用新型產生。
實用新型內容
本實用新型是要提供多功能分布式變頻二級泵供熱系統，以解決減小直接式、間接式和混合式熱水鍋爐供熱系統的耗電輸熱比、降低鍋爐承壓要求、提高熱水鍋爐使用壽命和安全性的技術問題。
解決上述技術問題所采用的技術方案是這樣的
一種多功能分布式變頻二級泵供熱系統，包括鍋爐房的室內熱水循環回路和外網熱水循環回路，室內熱水循環回路包括鍋爐、供水管線、回水管線、主循環泵、主循環泵的變頻調速裝置及控制單元，外網熱水循環回路包括有與鍋爐供水管線連接的供水管線、與鍋爐回水管線連接的回水管線及熱用戶，其特征是該外網熱水循環回路包括多個并聯連接的直接供熱循環回路和間接供熱循環回路，每個直接供熱循環回路經供水管線、回水管線串聯連接有末端直接用熱裝置，每個間接供熱循環回路經供水管線、回水管線串聯連接有末端間接用熱裝置，該末端間接用熱裝置二次側串聯有二次水循環泵及熱用戶；
鍋爐房室內熱水循環回路和外網熱水循環回路連接處的供水管線與回水管線之間連接一共用解耦管，解耦管上裝設有一電動二通閥，每個直接用熱循環回路串聯有止回閥、合流電動三通閥及二級循環泵，每個間接用熱循環回路串聯有止回閥及二級循環泵，上述每個二級循環泵連接一變頻調速裝置；
該鍋爐房內設置有控制單元及室外環境傳感器，鍋爐出口設置鍋爐供水水溫傳感器，主循環泵入口設置主循環泵入口水溫傳感器，其中，控制單元通過控制線路分別與室外環境傳感器、鍋爐供水水溫傳感器、主循環泵入口
水溫傳感器、電動二通閥及主循環泵的變頻調速裝置相連接；該末端直接用熱裝置處設置室外環境傳感器、入口水溫傳感器、入口壓力傳感器、出口壓力傳感器及末端用熱氣候補償裝置，其中，末端用熱氣候補償裝置通過控制線路分別與室外環境傳感器、入口水溫傳感器、入口壓力傳感器、出口壓力傳感器、合流電動三通閥及二級循環泵的變頻調速裝置相
連；
該末端間接用熱裝置的二次側設置室外環境傳感器、二次供水溫度傳感器、二次回水溫度傳感器及末端用熱氣候補償裝置，其中，末端用熱氣候補償裝置通過控制線路分別與室外環境傳感器、二次供水溫度傳感器、二次回水溫度傳感器、二級循環泵的變頻調速裝置及二次水循環泵的變頻調速裝置相連。
本實用新型提供的多功能分布式變頻二級泵供熱系統，通過控制單元及主循環泵的變頻調速裝置，根據室外環境參數(如溫度、風速、日照輻射等)、鍋爐供水與主循環泵入口水溫差和設定的用戶溫度，自動對鍋爐的負荷和主循環泵的頻率進行實時控制，在保證鍋爐最低水流量的基礎上調節鍋爐的總供熱量，達到"按需供熱"、節約燃料和電量的功效。
該供熱系統，通過末端直接用熱裝置處的末端用熱氣候補償裝置和二級循環泵的變頻調速裝置，根據室外環境參數(如溫度、風速、日照輻射等)、外網供水與回水溫度和用戶設定的溫度，自動對二級循環泵的頻率和合流電動三通閥的開度進行實時控制，滿足末端直接用熱需要，同時達到"按需取熱"和節約電量的功效。
該供熱系統，通過末端間接用熱裝置處的末端用熱氣候補償裝置和二級循環泵的變頻調速裝置，根據室外環境參數(如溫度、風速、日照輻射等)、外網供水與回水溫度和用戶設定的溫度，自動對二級循環泵的頻率進行實時
控制，滿足末端間接用熱需要，同時達到"按需取熱"和節約電量的功效；同時，通過末端間接用熱裝置二次側的二次水循環泵的變頻調速裝置，根據采暖季不同時期對二次循環水量的不同需求，對二次水循環泵的頻率進行實時控制，滿足熱用戶的用熱需求，同時達到節約電量的功效。本實用新型結構簡單，其優點如下K本實用新型可使鍋爐房主循環泵的額定功率比傳統鍋爐房循環泵顯著
降低50%以上，本實用新型的主循環泵和二級循環泵的總額定功率與傳統鍋爐房循環泵相當，而且通過控制單元、用熱氣候補償裝置及各級變頻調速裝置的控制工作，本實用新型實際工作時消耗的功率還將明顯降低，并可顯著降低供熱系統的耗電輸熱比。
2、 本實用新型可使鍋爐承壓下降0.1 0.8MPa，因此可延長鍋爐使用壽命，具有實用性。
3、 本實用新型對于鍋爐而言，可在意外斷電時，依靠末端用熱裝置處的二級循環泵維持鍋爐達到安全工作水流量，以免發生鍋爐汽化甚至爆炸的危險，具有安全性。
4、 本實用新型可靈活應用于直接式供熱系統、間接式供熱系統和直接、間接混合式供熱系統中，具有實用性。
5、 本實用新型可提高鍋爐供水溫度，有利于減少整個供熱系統的循環水流量，降低耗電輸熱比。
6、 本實用新型可降低間接供熱循環回路的末端間接用熱裝置(換熱站)二次側的循環水流量，降低耗電輸熱比，而具實用性。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，為本實用新型的結構示意圖，該多功能分布式變頻二級泵供熱系統，包括鍋爐房1的室內熱水循環回路100和外網熱水循環回路200，室內熱水循環回路IOO包括鍋爐10、供水管線11、回水管線12、主循環泵13、主循環泵13的變頻調速裝置18及控制單元16，外網熱水循環回路200包括有與鍋爐供水管線11連接的供水管線31、與鍋爐回水管線12連接的回水管線32及熱用戶69，其中，該外網熱水循環回路200包括多個并聯連接的直接供熱循環回路201和間接供熱循環回路202，每個直接供熱循環回路201經供水管線31、回水管線32串聯連接有末端直接用熱裝置30，每個間接供熱循環回路202經供水管線31、回水管線32串聯連接有末端間接用熱裝置50，該末端間接用熱裝置50 二次側串聯有二次水循環泵63及熱用戶69;
鍋爐房1室內熱水循環回路100和外網熱水循環回路200連接處的供水管線11、 31與回水管線12、 32之間連接一共用解耦管14，解耦管14上裝設有一電動二通閥15，每個直接用熱循環回路201串聯有止回閥35、合流電動三通閥34及二級循環泵33，每個間接用熱循環回路202串聯有止回閥35及二級循環泵33，上述每個二級循環泵33連接一變頻調速裝置41;
該鍋爐房1內設置有控制單元16及室外環境傳感器17，鍋爐1出口設置鍋爐供水水溫傳感器19,主循環泵13入口設置主循環泵入口水溫傳感器20，其中，控制單元16通過控制線路21分別與室外環境傳感器17、鍋爐供水水溫傳感器19、主循環泵入口水溫傳感器20、電動二通閥15及主循環泵的變頻調速裝置18相連接；
該末端直接用熱裝置30處設置室外環境傳感器36、入口水溫傳感器37、入口壓力傳感器42、出口壓力傳感器38及末端用熱氣候補償裝置39，其中，末端用熱氣候補償裝置39通過控制線路40分別與室外環境傳感器36、入口水溫傳感器37、入口壓力傳感器42、出口壓力傳感器38、合流電動三通閥34及二級循環泵33的變頻調速裝置相連41;
該末端間接用熱裝置50的二次側設置室外環境傳感器36、 二次供水溫度傳感器57、 二次回水溫度傳感器58及末端用熱氣候補償裝置39，其中，末端用熱氣候補償裝置39通過控制線路40分別與室外環境傳感器36、 二次供水溫度傳感器57、 二次回水溫度傳感器58、 二級循環泵33的變頻調速裝置41及二次水循環泵63的變頻調速裝置62相連。
該多功能分布式變頻二級泵供熱系統運轉時，鍋爐房1的室內熱水循環回路100和外網熱水循環回路200可分別或同時工作。
工作時，鍋爐房1的室內熱水循環回路100中的控制單元16通過收集由室外環境傳感器17、鍋爐供水水溫傳感器19、主循環泵入口水溫傳感器20采集的信號并與設定的參數進行比較和計算，確定主循環泵13的理想工作頻率，再將該頻率信號發送給主循環泵13的變頻調速裝置18，自動對主循環泵13的頻率進行實時控制，在維持保證最低水流量的基礎上調節鍋爐1的總 供熱量，達到"按需供熱"、節約燃料和電量的功效。
在外網熱水循環回路200的直接用熱循環回路201中，末端用熱氣候補 償裝置39通過收集由室外環境傳感器36、入口壓力傳感器42、入口溫度傳 感器37、出口壓力傳感器38采集的信號并與末端用熱氣候補償裝置39設定 的參數進行比較和計算，確定二級循環泵33的理想工作頻率和合流電動三通 閥34的開度，再將頻率信號發送給二級循環泵33的變頻調速裝置41，自動 對二級循環泵33的頻率進行實時控制，將開度信號發送給合流電動三通閥 34,自動對合流電動三通閥34的開度進行實施控制，達到"按需取熱"和節 約電量的功效。
在外網熱水循環回路200的間接用熱循環回路202中，末端用熱氣候補 償裝置39通過收集由室外環境傳感器36、 二次供水溫度傳感器57的信號并 與末端用熱氣候補償裝置39設定的參數進行比較和計算，確定二級循環泵 33的理想工作頻率，再將該頻率信號發送給二級循環泵33的變頻調速裝置 41，自動對二級循環泵33的頻率進行實時控制，達到"按需取熱"和節約電 量的功效。
在末端間接用熱裝置50的二次側，末端用熱氣候補償裝置39通過收集 由室外環境傳感器36、 二次供水溫度傳感器57、 二次回水溫度傳感器58、 采用的信號并與末端用熱氣候補償裝置39設定的參數進行比較和計算，確定 二次水循環泵63的理想工作頻率，再將該頻率信號發送給二次水循環泵63 的變頻調速裝置62，自動對二次水循環泵63的頻率進行實時控制，達到"按 需供熱"和節電量的功效。
綜上所述，本實用新型的功效有明顯的提升，具有實用性，符合實用新 型專利各要件，故依法提出實用新型專利申請。
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權利要求1、一種多功能分布式變頻二級泵供熱系統，包括鍋爐房的室內熱水循環回路和外網熱水循環回路，室內熱水循環回路包括鍋爐、供水管線、回水管線、主循環泵、主循環泵的變頻調速裝置及控制單元，外網熱水循環回路包括有與鍋爐供水管線連接的供水管線、與鍋爐回水管線連接的回水管線及熱用戶，其特征是該外網熱水循環回路包括多個并聯連接的直接供熱循環回路和間接供熱循環回路，每個直接供熱循環回路經供水管線、回水管線串聯連接有末端直接用熱裝置，每個間接供熱循環回路經供水管線、回水管線串聯連接有末端間接用熱裝置，該末端間接用熱裝置二次側串聯有二次水循環泵及熱用戶；鍋爐房室內熱水循環回路和外網熱水循環回路連接處的供水管線與回水管線之間連接一共用解耦管，解耦管上裝設有一電動二通閥，每個直接用熱循環回路串聯有止回閥、合流電動三通閥及二級循環泵，每個間接用熱循環回路串聯有止回閥及二級循環泵，上述每個二級循環泵連接一變頻調速裝置。
2、 根據權利要求1所述的多功能分布式變頻二級泵供熱系統，其特征是 該鍋爐房內設置有控制單元及室外環境傳感器，鍋爐出口設置鍋爐供水水溫 傳感器，主循環泵入口設置主循環泵入口水溫傳感器，其中，控制單元通過 控制線路分別與室外環境傳感器、鍋爐供水水溫傳感器、主循環泵入口水溫 傳感器、電動二通閥及主循環泵的變頻調速裝置相連接。
3、 根據權利耍求2所述的多功能分布式變頻二級泵供熱系統，其特征是 該末端直接用熱裝置處設置室外環境傳感器、入口水溫傳感器、入口壓力傳 感器、出口壓力傳感器及末端用熱氣候補償裝置，其中，末端用熱氣候補償 裝置通過控制線路分別與室外環境傳感器、入口水溫傳感器、入口壓力傳感 器、出口壓力傳感器、合流電動三通閥及二級循環泵的變頻調速裝置相連。
4、 根據權利要求3所述的多功能分布式變頻二級泵供熱系統，其特征是 該末端間接用熱裝置的二次側設置室外環境傳感器、二次供水溫度傳感器、 二次回水溫度傳感器及末端用熱氣候補償裝置，其中，末端用熱氣候補償裝置通過控制線路分別與室外環境傳感器、二次供水溫度傳感器、二次回水溫 度傳感器、二級循環泵的變頻調速裝置及二次水循環泵的變頻調速裝置相連。
專利摘要一種多功能分布式變頻二級泵供熱系統，包括室內熱水循環回路和外網熱水循環回路，其特征是外網熱水循環回路包括多個并聯的直接供熱循環回路和間接供熱循環回路，室內熱水循環回路和外網熱水循環回路的供水與回水管線之間連接一共用解耦管，其上設電動二通閥，直接供熱循環回路串聯合流電動三通閥、二級循環泵、末端直接用熱裝置及止回閥，間接供熱循環回路串聯二級循環泵、末端間接用熱裝置及止回閥，二級循環泵連接變頻調速裝置，末端間接用熱裝置二次側串聯有二次水循環泵及熱用戶，該系統設置有進行實時監控的室外環境傳感器、控制線路、水溫傳感器、水壓傳感器；本系統降低了供熱系統耗電量及鍋爐承壓，鍋爐使用壽命長，而具安全實用性。
文檔編號F24D3/02GK201269571SQ20082013610
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月28日 優先權日2008年9月28日
發明者琦 丁, 王福成, 肖曉勁, 董長青 申請人:北京金房暖通節能技術有限公司;北京市昌平區供暖服務管理處