循环流量平衡控制装置及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及供热装置【技术领域】，是一种循环流量平衡控制装置及其使用方法，其中循环流量平衡控制装置包括热源段、管输段、换热器和用热段，用热段包括并联的不少于两个的室内循环段，供水总管和回水总管之间并联有不少于两个的换热管路，每一个换热管路上安装有一个换热器，每一个室内循环段分别通过一个换热器与换热管路连接，室内循环段上安装有室内循环泵。本发明结构合理而紧凑，使用方便，用户可以根据自身的用热需求，调节进入自家屋内的热量，满足了用户的个性化需求，减少热能浪费，实现用户室内温度的自动调节，提高了工作效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。
【专利说明】循环流量平衡控制装置及其使用方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及供热装置控制装置【技术领域】，是一种循环流量平衡控制装置及其使用 方法。 【背景技术】
[0002] 目前，住宅小区的供热方式主要为集中供热，传统的集中供热方式存在如下不足： 一方面，暖气进入住户屋内时只有一个阀门开关，用户无法自主调节进入室内的供热量，如 果进入屋内的供热量过多，室内温度过高，就会影响舒适度，用户一般会打开门窗透气，将 多余的热量放出，以降低屋内温度，这就浪费了大量的热量，同时增加了供热的能耗，不环 保；如果进入屋内的供热量过低，室内温度低于供热标准，用户只能向供热部门进行投诉， 并等待供热部门的供热调整，或者用户自备其他的取暖装置，如电热毯、电热风机等，使用 体验差；另一方面，各家各户对供热的需求不同，如身强体健的年轻人在冬季需要的供热量 很小，而老人、儿童、孕妇和患病的人需要的供热量相对较大，传统的集中供热方式无法满 足用户的个性化需求。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了 一种循环流量平衡控制装置及其使用方法，克服了上述现有技术之 不足，其能有效解决现有集中供热方式中存在的用户无法自主调节进入室内的供热量，浪 费热量，增加供热能耗，不环保，使用体验差，无法满足用户的个性化需求的问题。
[0004] 本发明的第一种技术方案是通过以下措施来实现的： 一种循环流量平衡控制装置，包括热源段、管输段、换热器和用热段，其中，管输段包括 供水总管和回水总管，用热段包括并联的不少于两个的室内循环段，供水总管和回水总管 之间并联有不少于两个的换热管路，每一个换热管路上安装有一个换热器，每一个室内循 环段分别通过一个换热器与换热管路连接，室内循环段上安装有室内循环泵；热源段包括 第一支路、第二支路、第三支路、混能装置和燃气锅炉，第一支路和第二支路之间通过燃气 锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安装有锅炉循环泵，第三支路的出水口与混能装置的第一 进水口连通，回水总管的末端分别与第三支路的进水口、第一支路的进水口连通，第二支路 的出水口与混能装置的第二进水口连通，混能装置的出水口通过外网循环泵与供水总管连 通。
[0005] 下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进： 上述燃气锅炉为至少两个并并联在第一支路和第二支路之间。
[0006] 上述燃气锅炉包括并联的第一燃气锅炉和第二燃气锅炉，第一燃气锅炉的进水口 上安装有第一锅炉循环泵，第二燃气锅炉的进水口上安装有第二锅炉循环泵，外网循环泵 包括并联的第一外网循环泵和第二外网循环泵。
[0007] 上述循环流量平衡控制装置还包括控制器和用于采集室内循环段所在房间内的 温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指 令输出端与室内循环泵的控制端电连接。
[0008] 本发明的第二种技术方案是通过以下措施来实现的： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0009] 本发明的第三种技术方案是通过以下措施来实现的： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉、第一锅炉循环泵、第二燃气锅炉、第二锅炉循环泵、第一外 网循环泵、第二外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[〇〇1〇] 本发明的第四种技术方案是通过以下措施来实现的： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段所在房间内的温度T，并将采 集到的室内循环段所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[〇〇11] 本发明的第五种技术方案是通过以下措施来实现的： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉、第一锅炉循环泵、第二燃气锅炉、第二锅炉循环泵、第一外 网循环泵、第二外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段所在房间内的温度T，并将采 集到的室内循环段所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当Τ > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0012] 本发明结构合理而紧凑，使用方便，用户可以根据自身的用热需求，调节进入自家 屋内的热量，满足了用户的个性化需求，同时节能环保，减少热能浪费；通过室温传感器实 时检测室内温度，并依据检测到的室内温度控制室内循环泵的功率，实现用户室内温度的 自动调节，解决了传统供热模式中依靠人工进行不间断作业的问题，提高了工作效率，具有 安全、省力、简便、高效的特点。 【专利附图】
【附图说明】
[0013] 附图1为本发明实施例一的液压原理不意图。
[0014] 附图2为本发明实施例二的操作流程示意图。
[0015] 附图3为本发明实施例三的操作流程示意图。
[0016] 附图4为本发明实施例四的操作流程示意图。
[〇〇17] 附图5为本发明实施例五的操作流程示意图。
[0018] 附图中的编码分别为：1为供水总管,2为回水总管,3为第一支路,4为第二支路,5 为第三支路，6为混能装置，7为第一外网循环泵，8为第一燃气锅炉，9为第二燃气锅炉，10 为第一锅炉循环泵，11为第二锅炉循环泵，12为补水管路，13为第二外网循环泵，14为室内 循环段，15为换热管路，16为换热器，17为室内循环泵。 【具体实施方式】
[0019] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0020] 在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1 的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布 图方向来确定的。
[0021] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述： 如附图1所示，该循环流量平衡控制装置包括热源段、管输段、换热器16和用热段，其 中，管输段包括供水总管1和回水总管2,用热段包括并联的不少于两个的室内循环段14， 供水总管1和回水总管2之间并联有不少于两个的换热管路15,每一个换热管路15上安装 有一个换热器16,每一个室内循环段14分别通过一个换热器16与换热管路15连接，室内 循环段14上安装有室内循环泵17 ;热源段包括第一支路3、第二支路4、第三支路5、混能装 置6和燃气锅炉，第一支路3和第二支路4之间通过燃气锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安 装有锅炉循环泵，第三支路5的出水口与混能装置6的第一进水口连通，回水总管2的末端 分别与第三支路5的进水口、第一支路3的进水口连通，第二支路4的出水口与混能装置6 的第二进水口连通，混能装置6的出水口通过外网循环泵与供水总管1连通。
[0022] 该循环流量平衡控制装置将供热过程分为热源段、管输段和用热段，用热段和管 输段并不直接接触，而是通过换热器16连接，用热段自成体系，独立运行，与热源段、管输 段互不干扰，供热系统稳定性高；用户可以根据自身的用热需求，调节进入自家屋内的热 量，满足了用户的个性化需求，同时节能环保，减少热能浪费；通过室温传感器实时检测室 内温度，并依据检测到的室内温度控制室内循环泵17的功率，实现用户室内温度的自动调 节，解决了传统供热模式中依靠人工进行不间断作业的问题，提高了工作效率，具有安全、 省力、简便、高效的特点。
[0023] 可根据实际需要，对上述多段循环供热装置作进一步优化或/和改进： 上述燃气锅炉为至少两个并并联在第一支路和第二支路之间。
[0024] 作为优选实施例，如附图1所示，上述燃气锅炉包括并联的第一燃气锅炉8和第二 燃气锅炉9,第一燃气锅炉8的进水口上安装有第一锅炉循环泵10,第二燃气锅炉9的进水 口上安装有第二锅炉循环泵11，外网循环泵包括并联的第一外网循环泵7和第二外网循环 泵13。这样，第二燃气锅炉9可以作为第一燃气锅炉8的备用锅炉，当第一燃气锅炉8出现 故障时，可以启动第二燃气锅炉9,避免出现停止供热的情况，提高供热稳定性；另外，第一 燃气锅炉8和第二燃气锅炉9可以同时工作，也可以只有一台燃气锅炉进行供热，供热更加 灵活，能够满足不同的用热需求；同理，第二外网循环泵13可以作为第一外网循环泵7的备 用循环泵，当第一外网循环泵7出现故障时，可以启动第二外网循环泵13,避免出现停止供 热的情况，提高供热稳定性，第一外网循环泵7和第二外网循环泵13可以同时工作，也可以 只有一台外网循环泵工作，供热更加灵活，能够满足不同的用热需求。
[0025] 作为优选实施例，上述循环流量平衡控制装置还包括控制器和用于采集室内循环 段14所在房间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号输入端 电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵17的控制端电连接。这样，室温传感器可以自 动检测用户家中的温度，并将检测到的温度发送至控制器，控制器将检测到的温度和温度 目标值进行比较，当T < ?；时，则将室内循环泵17的功率调高一档；当T > ?；时，则将室内 循环泵17的功率调低一档，使用户室内温度始终保持动态平衡，满足用户的个性化需求， 实现了用户室内温度的自动调节，解决了传统供热模式中依靠人工进行不间断作业的问 题，提高自动化程度和工作效率。
[0026] 实施例二：如附图1、2所示，一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按下述 步骤进行： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵17 ; 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段14所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段14所在房间内的温度T与设定的温度目标值I进行 比较； 当T < ?；时，则将室内循环泵17的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵17的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0027] 实施例三：如附图1、3所示，一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按下述 步骤进行： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9、第二锅炉循环泵 11、第一外网循环泵7、第二外网循环泵13和室内循环泵17 ; 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段14所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段14所在房间内的温度T与设定的温度目标值?；进行 比较； 当Τ < ?；时，则将室内循环泵17的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当Τ = ?；时，重复第二步和第三步； 当Τ > ?；时，则将室内循环泵17的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0028] 实施例四：如附图1、4所示，一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按下述 步骤进行： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵17 ; 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段14所在房间内的温度Τ，并将 采集到的室内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段14所在房间内的温度T与设定的温度目标值?；进行 比较； 当Τ < ?；时，则将室内循环泵17的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当Τ = ?；时，重复第二步和第三步； 当Τ > ?；时，则将室内循环泵17的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0029] 实施例五：如附图1、5所示，一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按下述 步骤进行： 一种上述循环流量平衡控制装置的使用方法，按照下述步骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9、第二锅炉循环泵 11、第一外网循环泵7、第二外网循环泵13和室内循环泵17 ; 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段14所在房间内的温度T，并将 采集到的室内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段14所在房间内的温度T与设定的温度目标值I进行 比较； 当Τ < ?；时，则将室内循环泵17的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当Τ = ?；时，重复第二步和第三步； 当Τ > ?；时，则将室内循环泵17的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
[0030] 以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据 实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
[0031] 本发明最佳实施例的使用过程： 每一台室内循环泵17均设有功率递增的第一功率档位、第二功率档位和第三功率档 位，设定温度目标值I为23°C。供热开始，通过补水管路12进行注水，然后启动第一燃气 锅炉8、第一锅炉循环泵10、第二燃气锅炉9、第二锅炉循环泵11、第一外网循环泵7、第二外 网循环泵13和室内循环泵17,使室内循环泵17处于第一功率档位。考虑到系统的延迟，室 温传感器两次采集的时间间隔设定为5分钟，室内循环泵17均为变频泵，下文所述的外网 循环泵的变频器即室内循环泵17的控制端。
[0032] 首先，通过室温传感器采集室内循环段14所在房间内的温度T，并将采集到的室 内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器。
[0033] 接着，控制器将采集到的室内循环段14所在房间内的温度T与设定的温度目标值 ?；进行比较，如果采集到的室内循环段14所在房间内的温度Τ为18°C，室内循环段14所 在房间内的温度T低于设定的温度目标值?；，控制器的指令输出端就会向室内循环泵17的 变频器发送指令，将室内循环泵17调至第二功率档位。
[0034] 5分钟后，室温传感器再次采集室内循环段14所在房间内的温度T，并将采集到 的室内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器，控制器将采集到的室内循环段14所 在房间内的温度T与设定的温度目标值I进行比较，如果采集到的室内循环段14所在房 间内的温度T为21 °C，室内循环段14所在房间内的温度T仍低于设定的温度目标值?；，控 制器的指令输出端就会向室内循环泵17的变频器发送指令，将室内循环泵17调至第三功 率档位。
[0035] 5分钟后，室温传感器再次采集室内循环段14所在房间内的温度T，并将采集到 的室内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器，控制器将采集到的室内循环段14所 在房间内的温度T与设定的温度目标值I进行比较，如果采集到的室内循环段14所在房 间内的温度T为23°C，室内循环段14所在房间内的温度T等于设定的温度目标值?；，则维 持室内循环泵17的功率档位。
[0036] 5分钟后，室温传感器再次采集室内循环段14所在房间内的温度T，并将采集到 的室内循环段14所在房间内的温度T输送至控制器，控制器将采集到的室内循环段14所 在房间内的温度T与设定的温度目标值I进行比较，如果采集到的室内循环段14所在房 间内的温度T为25°C，室内循环段14所在房间内的温度T高于设定的温度目标值?；，控制 器的指令输出端就会向室内循环泵17的变频器发送指令，将室内循环泵17调至第二功率 档位。
[〇〇37] 当然，也可以在刚开始供热的时候只启动第一燃气锅炉8、第一锅炉循环泵10、第 一外网循环泵7和室内循环泵17,室内循环泵17的调节与上述方法相同。
[0038] 采用该循环流量平衡控制装置后与现有供热模式的能耗对比及节能效果见表1 和表2。
[0039] 如表1所示，在同一供热期，为单位面积（1 m2)建筑物供热时，采用现有供热模式， 供热管网及换热站系统耗煤量为2. 81Kg，热效率只能达到85%，锅炉耗煤量为15. 3Kg，热效 率只能达到55%，建筑物耗煤量为15. 89Kg，热效率只能达到46. 74% ;采用该循环流量平衡 控制装置供热时，供热管网及换热站天然气耗量折合标准煤为〇. 92Kg，而热效率可达93%， 燃气锅炉天然气耗量折合标准煤为1.46Kg，热效率可达90%，建筑物耗煤量为12. 22Kg，热 效率可达60. 27%。
[0040] 如表2所示，12个供热站的总供热面积为113. 2万m2,使用现有供热系统，在一个 供热期内，总共使用天然气量1871. 78万Nm3,总耗电量449. 04Kw. h ;采用该循环流量平衡 控制装置后，在一个供热期内，总共使用天然气量1408. 12万m3,总耗电量397. 56万Kw. h。 因此，在一个供热期内的节能量为：天然气量463. 66万Nm3,节约折合标准煤5630. 22吨，节 约用电51. 48万Kw. h，折合标准煤63. 32吨，合计年度节能折合标准煤5693. 54吨，即产生 的节约价值约170. 81万元。
【权利要求】
1. 一种循环流量平衡控制装置，其特征在于包括热源段、管输段、换热器和用热段，其 中，管输段包括供水总管和回水总管，用热段包括并联的不少于两个的室内循环段，供水总 管和回水总管之间并联有不少于两个的换热管路，每一个换热管路上安装有一个换热器， 每一个室内循环段分别通过一个换热器与换热管路连接，室内循环段上安装有室内循环 泵；热源段包括第一支路、第二支路、第三支路、混能装置和燃气锅炉，第一支路和第二支路 之间通过燃气锅炉连接，燃气锅炉的进水口上安装有锅炉循环泵，第三支路的出水口与混 能装置的第一进水口连通，回水总管的末端分别与第三支路的进水口、第一支路的进水口 连通，第二支路的出水口与混能装置的第二进水口连通，混能装置的出水口通过外网循环 泵与供水总管连通。
2. 根据权利要求1所述的循环流量平衡控制装置，其特征在于燃气锅炉为至少两个并 并联在第一支路和第二支路之间。
3. 根据权利要求2所述的循环流量平衡控制装置，其特征在于燃气锅炉包括并联的第 一燃气锅炉和第二燃气锅炉，第一燃气锅炉的进水口上安装有第一锅炉循环泵，第二燃气 锅炉的进水口上安装有第二锅炉循环泵，外网循环泵包括并联的第一外网循环泵和第二外 网循环泵。
4. 根据权利要求1所述的循环流量平衡控制装置，其特征在于还包括控制器和用于采 集室内循环段所在房间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号 输入端电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵的控制端电连接。
5. 根据权利要求3所述的循环流量平衡控制装置，其特征在于还包括控制器和用于采 集室内循环段所在房间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号 输入端电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵的控制端电连接。
6. -种如权利要求1所述的循环流量平衡控制装置的使用方法，其特征在于按下述步 骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
7. -种如权利要求3所述的循环流量平衡控制装置的使用方法，其特征在于按下述步 骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉、第一锅炉循环泵、第二燃气锅炉、第二锅炉循环泵、第一外 网循环泵、第二外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，测量室内循环段所在房间内的温度T ; 第三步，将测量到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = T。时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
8. -种如权利要求4所述的循环流量平衡控制装置的使用方法，其特征在于按下述步 骤进行： 第一步，启动燃气锅炉、锅炉循环泵、外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段所在房间内的温度Τ，并将采 集到的室内循环段所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
9. 一种如权利要求5所述的循环流量平衡控制装置的使用方法，其特征在于按下述步 骤进行： 第一步，启动第一燃气锅炉、第一锅炉循环泵、第二燃气锅炉、第二锅炉循环泵、第一外 网循环泵、第二外网循环泵和室内循环泵； 第二步，时间间隔t后，通过室温传感器采集室内循环段所在房间内的温度T，并将采 集到的室内循环段所在房间内的温度T输送至控制器； 第三步，将采集到的室内循环段所在房间内的温度T与设定的温度目标值L进行比 较； 当T < ?；时，则将室内循环泵的功率调高一档，并重复第二步和第三步； 当T = ?；时，重复第二步和第三步； 当T > ?；时，则将室内循环泵的功率调低一档，并重复第二步和第三步。
【文档编号】F24D3/02GK104048345SQ201410248705
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】何宗衡 申请人:何宗衡