末端动力式二次供热系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种末端动力式二次供热系统，包括与换热器连接的供水管和回水管，所述供水管和回水管之间并联有多个分别位于不同终端用户室内的终端供热管，每个终端供热管上均连接有散热器，每个终端供热管上均设有一热水循环泵和一单向阀。该二次供热管网中，将热水循环泵安装在每一个终端用户家中，为一末端动力式热网，每个终端用户能根据自己家中面积大小和供热需求去选择合适功率的热水循环泵，还可以通过启停泵或者调节泵的转速，以决定所需要的供热量，从而实现个性化供热；另外，该末端动力式二次供热系统很容易达到自平衡，与现有技术相比，不但省下了大功率循环泵及变频控制柜等设备费用，而且极大地降低了电耗，符合国家节能减排的要求。
【专利说明】末端动力式二次供热系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种二次供热管网，特别是涉及一种末端动力式二次供热系统。
【背景技术】
[0002]北方冬季取暖在GDP能耗中占有重大比例，通过在建筑物外墙增设保温层的“暖房子工程”，在不增加能耗的情况下提高了室内环境温度，取得社会各方好评。但进一步的节能却遇到了巨大的困难，主要障碍是难以实现个性化供热，而难以实现个性化供热的主要原因是:目前二次供热管网存在结构性问题。
[0003]一般而言，供热系统包括由锅炉房到换热站的供热管线构成的一次供热管网、以及由换热站到终端用户的供热管线构成的二次供热管网；其中，锅炉房提供高温水，送至换热站后通过换热器换热后，再经过热水循环泵送至小区内的各终端用户。在二次供热管网中，热水循环泵是安装在换热站的，属于源端动力式热网。为了实现比较合理的热流密度，在管网平衡控制方面存在着巨大的困难。对于住宅楼，在达到同样的室内温度标准的情况下,边套住宅供热功率比中间套住宅供热功率往往要大四倍以上。同时,所有的管网水力平衡调节都依靠阀门来实现，且缺乏流量计、热量表等即时测量设备，故调节效果完全依靠用户的感觉，滞后很大，再加上阀门的调节也难以定量化，都依靠人的感觉；另外，所有的管道都连在一起，互相耦合，牵一发而动全身，所以调节难度极大。因此，在这种二次供热管网的结构约束下，用户家里往往冰火两重天一有些家里很热，不得不开窗，造成能源的巨大浪费；而有些家里很冷，不愿意交取暖费。为了保证远处的用户有足够的压力，安装在换热站的循环泵功率都比较大，为了调平衡，很多阀门都没有完全打开，故电能损耗很大，如果没有加装变频器，电能损耗更大，相当于用电炉子在烧水，而这100多千瓦电热又基本消耗在了管道上。综上所述，目前的二次供热管网结构，是导致热力公司收费减少、成本提高的重要原因。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能实现个性化供热，从而有效节能降耗的末端动力式二次供热系统。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种末端动力式二次供热系统，包括与换热器连接的供水管和回水管，所述供水管和回水管之间并联有多个分别位于不同终端用户室内的终端供热管，每个终端供热管上均连接有散热器，每个终端供热管上均设有一热水循环泵和
一单向阀。
[0006]进一步地，所述终端用户室内还设有一与热水循环泵相连接的温度控制器。
[0007]优选地，还包括通讯控制器以及与通讯控制器连接的远程监控计算机，所述通讯控制器与多个温度控制器通过通讯总线相连接。
[0008]进一步地，还包括分别安装在终端供热管入口处的供水流量计、以及安装在终端供热管出口处的回水流量计，所述供水流量计包括一供水温度传感器，回水流量计包括一回水温度传感器，所述供水流量计、回水流量计均与所述温度控制器相连接。
[0009]优选地，所述通讯控制器与一电度表相连接，市电通过电源线依次经电度表和通讯控制器后，再通过分线盒与所述供水流量计、回水流量计、温度控制器、以及热水循环泵相连接。
[0010]进一步地，所述通讯控制器经通讯总线并通过所述分线盒与每个终端用户室内的供水流量计、回水流量计、温度控制器、以及热水循环泵相连接。
[0011]优选地，所述电源线和通讯总线合为一根多芯电缆。
[0012]优选地，所述温度控制器上还设有漏电开关按钮和漏电测试按钮。
[0013]如上所述，本发明涉及的末端动力式二次供热系统，具有以下有益效果:
[0014]该二次供热管网中，将热水循环泵安装在每一个终端用户家中，为一末端动力式热网，每个终端用户能根据自己家中面积大小和供热需求去选择合适功率的热水循环泵，并通过启停泵或调节泵的转速，来决定自己家中的供热量，从而实现个性化供热；另外，该末端动力式二次供热系统很容易达到自平衡，与现有技术相比，不但省下了大功率循环泵及变频控制柜等设备费用，而且极大地降低了电耗，符合国家节能减排的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图2为本发明中一个终端用户家中的供暖水管道图。
[0017]图3为本发明中一幢居民楼的供暖水控制原理图。
[0018]元件标号说明
[0019]1 供水管
[0020]2 回水管
[0021]3 终端供热管
[0022]4 散热器
[0023]5 热水循环泵
[0024]6 温度控制器
[0025]7 通讯控制器
[0026]8 远程监控计算机
[0027]9 供水流量计
[0028]10 回水流量计
[0029]11 电度表
[0030]12 分线盒
[0031]13 补水泵
[0032]14 自动排气阀
[0033]15 单向阀
[0034]16 过滤器
[0035]17 蓄能器
【具体实施方式】[0036]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0037]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0038]如图1所示，本发明提供一种末端动力式二次供热系统，包括与一次供热管网的换热器连接的供水管1和回水管2，所述供水管1和回水管2之间并联有多个分别位于不同终端用户室内的终端供热管3，每个终端供热管3上均连接有散热器4，每个终端供热管3上均设有一热水循环泵5，所述热水循环泵5位于散热器4和供水管1之间，且每个终端供热管3上均设有一单向阀15，该单向阀15可安装在散热器4和回水管2之间，也可以安装在热水循环泵5与散热器4之间，用于限制供暖水直接从供水管1流向回水管2。
[0039]在二次供热管网中，供暖水经供水管1流入每个终端供热管3中，并通过散热器4供热；在每个终端用户家中安装一个热水循环泵5，用于控制流入每个终端用户家中的供暖水流量，且通过在每家的终端供热管3上安装单向阀15来实现对整个二次供热管网的改造，将其改成成一末端动力式热网；每个终端用户能根据自己家中面积大小和供热需求去选择合适功率的热水循环泵5，并通过启停泵或调节泵的转速，以决定自己家中的供热量，从而实现个性化供热。所述热水循环泵5可选用超静音、长寿命、低成本的家用热水循环泵5，其功率为90W?300W，与房屋面积和卫生间数量有关，且家用热水循环泵5的噪声不应超过电冰箱的噪声；且家用热水循环泵5的长期耐热水不低于100°，从结构上保证不因磨损而漏水。同时，由于暖气水的水质不佳、参杂有杂质，容易导致热水循环泵5发生故障，所以应在供水管1和热水循环泵5之间安装一过滤器16，以过滤进入热水循环泵5的供暖水，保证热水循环泵5的正常运行，降低其故障率。另外，该末端动力式二次供热系统很容易达到自平衡，本身成本低，与现有技术相比，其不但省下了大功率循环泵及变频控制柜等设备费用，而且极大地降低了电耗，符合国家节能减排的要求。
[0040]进一步地，如图1所示，所述回水管2处连接一蓄能器17、一补水泵13和一自动排气阀14相连接，所述回水管2与一自动排气阀14相连接，通过蓄能器17、补水泵13和自动排气阀14使二次供热管网保持一定的正压，确保管道内充满水。
[0041]本实施例中，控制热水循环泵5启停的方式有三种，分别为:自动控制启停、就地控制启停和远程控制启停。
[0042]自动控制启停的方法为:在所述终端用户室内安装一温度控制器6，该温度控制器6的安装地点靠近房门，标准统一；所述温度控制器6内设室内温度检测模块，用于检测室内温度，并将检测到的温度值反馈给温度控制器6，温度控制6器将检测到的室内温度值与设定的室内温度值相比较，若差值在预设的范围内，则温度控制器6关闭热水循环泵5 ；若差值超出预设的范围，并且室内温度低于设定值，则温度控制器6开启热水循环泵5，从而实现自动控制热水循环泵5的启停。本实施例中，设定室内温度是通过设在温度控制器6上的温度升按钮和温度降按钮来实现。
[0043]就地控制启停的方法为:所述温度控制器6上设有泵开按钮和泵停按钮，通过按下泵开按钮或泵停按钮即可实现开启或关闭热水循环泵5。
[0044]远程控制启停的方法为:见图3，每个终端用户家中的温度控制器6通过一通讯总线与一通讯控制器7相连接，所述通讯总线采用的通讯协议为M0DBUS ;所述通讯控制器7通过GPRS等移动通讯网与一远程监控计算机8进行通讯，从而使远程监控计算机8能实现远程开启或关闭热水循环泵5。另外，远程监控计算机8能管理几万个终端用户家中的热水循环泵5，实现一个锅炉房或一个热源只用一台远程监控计算机8 (也就是服务器)，达到高效率的上位机管理；且通讯数据经过压缩和加密，不但效率高，而且实时性好。远程控制中心可通过研究历史数据估算终端用户是否需要供热，以对热水循环泵5进行错峰运行等优化，以便能根据实际负荷来烧锅炉，在保证温度控制效果的同时又有效节煤，让热网处于低损耗运行的状态，且还能使整个热网负荷均匀。
[0045]进一步地，在每个终端用户的供热管道中，如图2所示，终端供热管3的入口处安装有供水流量计9，用于采集入水流量；终端供热管3的出口处安装有回水流量计10，用于采集出水流量；所述供水流量计9包括一供水温度传感器，用于采集入水温度；回水流量计10包括一回水温度传感器，用于采集出水温度；所述供水流量计9、回水流量计10均与所述温度控制器6相连接。本实施例中，所述供水流量计9和回水流量计10均为电磁流量计，其测量精度高；且供水温度传感器和出水温度传感器的长度为10cm左右，其测量导管的材质可以为不锈钢，也可以为塑料。温度控制器6根据两个电磁流量计采集的入水流量、入水温度、出水流量和出水温度等相关数据进行计算，得出瞬时热功率(KW)和累计热量(KWH)，有效实现热量的自动测量和热水消费的计量。另外，所述散热器4上设有放水阀，终端用户通过该放水阀可使用供热管道内的供暖水，温度控制器6根据入水流量和出水流量的差值可计算出用户所用供暖水的多少，进而按分时价格进行计量统计，其有效鼓励用户在供热闲时使用供热管道内的热水，保证二次供热管网中的水质清洁，进而延长热水循环泵5的使用寿命，还能增加供热企业的效益，一举多得。
[0046]另外，本发明涉及的二次供热管网在使用过程中，还可随时对流量计进行在线校准，具体方法为:关闭相应阀门或者关闭热水循环泵5，流量为零，校正零点；通过放水阀放水，并进行称重，观察累计流量差值增量，并将累计流量差值增量与放出水的重量进行比对，由此可进行流量计的在线校准，彻底解决流量计不准的困扰，且该校准成本极低。
[0047]优选地，所述温度控制器6还包括一显示模块，通过该显示模块可有效显示设定室内温度值、实际室内温度值、入水流量、出水流量、入水累计流量、出水累计流量、入水温度、出水温度、热功率、累计热量、转速等。且温度控制器6还具有热水循环泵5漏电保护功能，即温度控制器6上还设有漏电开关按钮和漏电测试按钮，按下漏电开关按钮后，电源与热水循环泵5接通，再按下漏电测试按钮，即能测试热水循环泵5是否漏电，若漏电，则漏电开关按钮分闸，将电源与热水循环泵5断开；若不漏电，则漏电开关还是保持合闸状态，进而保证供热系统的安全运行。
[0048]进一步地，所述温度控制器6上设有一 USB接口，一 U盘通过该USB接口插到温度控制器6上进行通讯，即可下载自己家的历史数据；然后再将该U盘插到电脑上，即可通过电脑阅读所下载的历史数据，查询详细历史曲线，该查询方式免去建设高可靠性的互联网服务器，有效降低成本，且还有效保护个人隐私数据不会被泄露、传播，可靠性非常高，使用方便。
[0049]优选地，所述通讯控制器7与一电度表11相连接，见图3，市电通过电源线依次经电度表11和通讯控制器7后与所述供水流量计9、回水流量计10、温度控制器6、以及热水循环泵5相连接，以进行供电。本实施例中，所述电源线与通讯总线合成一根多芯电缆，市电经过电度表连接到通讯控制器7，通讯控制器7输出端伸出的多芯电缆通过分线盒12与每个终端用户室内的供水流量计9、回水流量计10、温度控制器6、以及热水循环泵5相连接，进行供电和通讯，采用分线盒12后，整幢楼的布线比较完善。所述分线盒12的规格由一幢楼内每层终端用户的个数来决定，如一梯两户则选用一分三的分线盒，一梯三户则选用一分四的分线盒，以此类推。在连接时，见图3，若为一梯两户的户型，则通讯控制器7先与一楼分线盒连接，一楼分线盒的三个分支分别与101室的供暖水管路、102室的供暖水管路以及二楼分线盒连接，二楼分线盒的三个分支分别与201室的供暖水管路、202室的供暖水管路以及三楼分线盒连接，依次类推；每个室的供暖水管路即为通过多芯电缆相连接的供水流量计9、回水流量计10、温度控制器6和热水循环泵5。另外，用于温度控制器6和热水循环泵5相连接的多芯电缆中的通讯线可用做热水循环泵5漏电测试用。
[0050]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0051]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种末端动力式二次供热系统，包括与换热器连接的供水管(I)和回水管(2)，所述供水管(I)和回水管(2)之间并联有多个分别位于不同终端用户室内的终端供热管(3)，每个终端供热管(3)上均连接有散热器(4)，其特征在于:每个终端供热管(3)上均设有一热水循环泵(5 )和一单向阀(15 )。
2.根据权利要求1所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:所述终端用户室内还设有一与热水循环泵(5)相连接的温度控制器(6)。
3.根据权利要求2所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:还包括通讯控制器(7 )以及与通讯控制器(7 )连接的远程监控计算机(8 )，所述通讯控制器(7 )与多个温度控制器(6)通过通讯总线相连接。
4.根据权利要求3所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:还包括分别安装在终端供热管(3)入口处的供水流量计(9)、以及安装在终端供热管(3)出口处的回水流量计(10)，所述供水流量计(9)包括一供水温度传感器，回水流量计(10)包括一回水温度传感器，所述供水流量计(9)、回水流量计(10)均与所述温度控制器(6)相连接。
5.根据权利要求4所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:所述通讯控制器(7)与一电度表(11)相连接，市电通过电源线依次经电度表(11)和通讯控制器(7 )后，再通过分线盒(12)与所述供水流量计(9)、回水流量计(10)、温度控制器(6)、以及热水循环泵(5)相连接。
6.根据权利要求5所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:所述通讯控制器(7)经通讯总线并通过所述分线盒(12)与每个终端用户室内的供水流量计(9)、回水流量计(10)、温度控制器(6)相连接。
7.根据权利要求6所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:所述电源线和通讯总线合为一根多芯电缆。
8.根据权利要求2所述的末端动力式二次供热系统，其特征在于:所述温度控制器(6)上还设有漏电开关按钮和漏电测试按钮。
【文档编号】F24D3/02GK103673027SQ201310553373
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】张振山, 黄跃刚, 朱晓来, 黄小燕, 赵润, 张 林, 马英卫, 李瑶, 王宇艇, 李春艳, 邢晓奎 申请人:上海威尔泰仪器仪表有限公司