專利名稱：集中供暖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集中供暖系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市集中供暖系統(tǒng)已在我國(guó)北方城市中建設(shè)應(yīng)用了數(shù)年。但受到當(dāng)前各種技術(shù)的 制約，目前仍然存在以下幾方面問題1.供熱不均衡，供熱效果差別較大。在目前的城市集中供暖系統(tǒng)中存在著供熱不均衡的情況。具體表現(xiàn)在，距離換熱 站越近的用戶端水壓力較高，水溫也越高，因此對(duì)應(yīng)的散熱片溫度也相對(duì)較高；而反之則水 壓力較低，溫度也就相對(duì)較低。既有的供暖系統(tǒng)的供熱效果差別較大。2.存在能源嚴(yán)重浪費(fèi)的情況。由于供熱的不均衡，同時(shí)供熱公司為保證供熱管道末端用戶的供熱需求，不得不 耗費(fèi)較高的燃料及電力以保證初始水溫及出水壓力。這樣會(huì)造成距離換熱站較近的用戶房 間溫度過高。很多住戶采用開窗的方式進(jìn)行散熱，造成了大量的能源浪費(fèi)。當(dāng)前的城市集中供暖主要采取按供暖面積收取費(fèi)用的方式，因此用戶普遍使室內(nèi) 散熱器處于常開狀態(tài)。供熱公司為無人的房間供熱消耗并浪費(fèi)著大量的能源。3. “分戶計(jì)量”難以推廣。自2003年建設(shè)部等8個(gè)部委局就提出改革現(xiàn)行熱費(fèi)計(jì)算方式，聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于 城鎮(zhèn)供熱體制改革試點(diǎn)工作的指導(dǎo)意見》。現(xiàn)在已經(jīng)過去了七年的時(shí)間，但“分戶計(jì)量”至 今未能普及，甚至沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。目前很多新建建筑已改變了陳舊的供熱管道設(shè)計(jì)方 案并安裝了熱計(jì)量表，已經(jīng)具備了“分戶計(jì)量”的硬件基礎(chǔ)，但除了個(gè)別的試點(diǎn)小區(qū)以外，前 期配置的硬件仍然被閑置?！胺謶粲?jì)量”難以推廣的最主要原因是供熱公司無法實(shí)時(shí)確定供 熱量，供熱公司的能耗無法得到有效控制。“分戶計(jì)量”與供熱公司的運(yùn)行成本之間存在著 供需矛盾。利用現(xiàn)有技術(shù)的改造成本居高不下，并且實(shí)施困難。
發(fā)明內(nèi)容因此，本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有集中供暖系統(tǒng)供熱不均衡、能耗高且難以實(shí)現(xiàn)分 戶計(jì)量的缺陷，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)供熱均衡、節(jié)約能耗，且易于實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量的缺陷的集 中供暖系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的一個(gè)方面的集中供暖系統(tǒng)該實(shí)用新型集中供暖系統(tǒng)，包括以總供熱裝置為根節(jié)點(diǎn)的樹形結(jié)構(gòu)的供熱管網(wǎng)， 用戶端形成該供熱管網(wǎng)的葉節(jié)點(diǎn)，用戶端的父節(jié)點(diǎn)和與該父節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的葉節(jié)點(diǎn)通過供熱管 路互聯(lián)形成分支管網(wǎng)，用戶端的管路設(shè)有控制閥，而分支管網(wǎng)的分支回管設(shè)有第一溫度采 集裝置，并在分支管網(wǎng)的主干管道上設(shè)有第一流量控制裝置，以根據(jù)所述第一溫度采集裝 置所采集到的溫度數(shù)據(jù)調(diào)整所述第一流量控制裝置的開度；大于分支管網(wǎng)的層都在當(dāng)前層主干管道上設(shè)有當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置和第二溫度采集裝置，以及設(shè)置于當(dāng)前層主干管道上的相應(yīng)于該當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置的壓力 控制裝置，以控制當(dāng)前主干管道上的媒質(zhì)壓力值在預(yù)定的范圍內(nèi)，同時(shí)在上層互聯(lián)到該層 子網(wǎng)的管路上設(shè)置有第二流量控制裝置，以根據(jù)所述第二溫度采集裝置所采集的溫度值控 制所述第二流量控制裝置的開度。依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，其原理是通過控制各個(gè)分支管網(wǎng)的水流量并以反饋 的方式媒質(zhì)的出水壓力，結(jié)合這兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)各個(gè)分支管網(wǎng)回水末端的水溫在恰當(dāng)范圍 內(nèi)穩(wěn)恒。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的效果首先本方案可以實(shí)現(xiàn)均衡供熱。相比于現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)和方法，本方案以分支管網(wǎng)為壓力控制單元，供熱在本方 案中部分地體現(xiàn)在壓力的控制上，從而，利用本方案可實(shí)現(xiàn)集中供暖系統(tǒng)分支管網(wǎng)父層的 均衡供熱，平衡分支管網(wǎng)父層中各分支節(jié)點(diǎn)的水壓力。再者，能夠?qū)崿F(xiàn)按需耗能。利用本方案可實(shí)現(xiàn)集中供暖系統(tǒng)的按需耗能。所謂“按需耗能”是指實(shí)時(shí)地根據(jù) 用戶需求的熱量進(jìn)行供熱，燃料(鍋爐)及電力能源(水泵)的消耗量與熱量需求成正比。也 就是說，需要供應(yīng)的熱量多，消耗的能量就多；需要供應(yīng)的熱量小，消耗的能量就小。同時(shí)， 每個(gè)用戶在不需要的時(shí)候，比如離開房間時(shí)，就可以關(guān)掉其房間的控制閥。綜上，這種下層 制約上層的控制方式，層層節(jié)約，從而有效避免浪費(fèi)的情況。第三，本方案適用于供熱管網(wǎng)的新建與改造。該技術(shù)可運(yùn)用于新建集中供暖系統(tǒng)，也可適用于對(duì)現(xiàn)有集中供暖系統(tǒng)的改造。本 領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，目前為滿足分戶計(jì)量的需要，往往要建造輔助且龐大的數(shù)據(jù)采集 控制網(wǎng)絡(luò)，為了滿足遠(yuǎn)距離傳輸，往往需要布設(shè)龐大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)難度比較大。而本方案的 控制，每一層均基于本層參數(shù)進(jìn)行控制，底層向高層的反饋通過供水壓力依次進(jìn)行，具體到 根節(jié)點(diǎn)也只需要檢測(cè)其壓力，不需要遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸，從而使得本方案易于實(shí)現(xiàn)，新建及改 造成本相對(duì)較低。另外涉及到分戶計(jì)量，本方案更容易實(shí)現(xiàn)逐級(jí)的分?jǐn)?，也易于分戶?jì)量的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于所說的集中供暖系統(tǒng)，所述當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置設(shè)置于當(dāng)前層主干管道 的供管上。上述集中供暖系統(tǒng)，所述第二溫度采集裝置設(shè)置于相應(yīng)子網(wǎng)的的主干管道的供管 上。上述集中供暖系統(tǒng)，大于分支管網(wǎng)的層的節(jié)點(diǎn)除根節(jié)點(diǎn)外都主要是由換熱器構(gòu) 成，相應(yīng)地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子循環(huán)管網(wǎng)都設(shè)有上水裝置，且該上水裝置用作所述壓力控制
直ο上述集中供暖系統(tǒng)，所述控制閥為手動(dòng)球閥。上述集中供暖系統(tǒng)，所述供熱管網(wǎng)的層數(shù)為三層。上述集中供暖系統(tǒng)，所述上水裝置為并聯(lián)的多個(gè)變頻供水泵。

下面結(jié)合說明書附圖詳述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理 解本實(shí)用新型，其中[0029]圖1為依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的一種集中供暖系統(tǒng)的二次管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的一種集中供暖系統(tǒng)的一次管網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、用戶端，2、分支管網(wǎng)，3、控制閥，4、分支供管，5、分支回管，6、分支閥，7、第 一溫度采集裝置，8、第一流量控制裝置，9、主回管，10、出水管，11、進(jìn)水管，12、第二流量控 制裝置，13、換熱器，14、第一媒質(zhì)參數(shù)檢測(cè)流量控制裝置，15、上水裝置，16、壓力檢測(cè)裝置， 17、主進(jìn)管，18、鍋爐，19、第二媒質(zhì)參數(shù)檢測(cè)流量控制裝置，20、總上水裝置，21、止回閥，22、 總回管，23、總出管。
具體實(shí)施方式
依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的集中供暖系統(tǒng)可以對(duì)既有的集中供暖系統(tǒng)進(jìn)行改造， 現(xiàn)有的集中供暖系統(tǒng)可能包含本方案所定義的樹形網(wǎng)絡(luò)的多層結(jié)構(gòu)，由于如前所述，本方 案中高于分支管網(wǎng)的層都采用同樣的控制方式，因此，如果本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解了其中 的一層的控制方式，就能夠明了本其他同類層的控制方式，因此，下面結(jié)合一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)化的 供暖系統(tǒng)具體的闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，參照說明書附圖1和2，其中換熱器13構(gòu)成了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫纬啥喂?網(wǎng)，而鍋爐18構(gòu)成根節(jié)點(diǎn)，也就是總供熱裝置。那么如果說明書附圖1和2所示的一次管網(wǎng)和二次管網(wǎng)構(gòu)成的集中供暖系統(tǒng)，包括以 總供熱裝置，也就是鍋爐18為根節(jié)點(diǎn)的樹形結(jié)構(gòu)的供熱管網(wǎng)，用戶端1形成該供熱管網(wǎng)的 葉節(jié)點(diǎn)，用戶端的父節(jié)點(diǎn)和與該父節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的葉節(jié)點(diǎn)通過供熱管路互聯(lián)形成分支管網(wǎng)2，用 戶端的管路設(shè)有控制閥3，而分支管網(wǎng)的分支回管5設(shè)有第一溫度采集裝置7，并在分支管 網(wǎng)的主干管道上設(shè)有第一流量控制裝置8，以根據(jù)所述第一溫度采集裝置所采集到的溫度 數(shù)據(jù)調(diào)整所述第一流量控制裝置的開度；大于分支管網(wǎng)的層都在當(dāng)前層主干管道上設(shè)有當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置和第二 溫度采集裝置，以及設(shè)置于當(dāng)前層主干管道上的相應(yīng)于該當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置的壓力 控制裝置，以控制當(dāng)前主干管道上的媒質(zhì)壓力值在預(yù)定的范圍內(nèi)，同時(shí)在上層互聯(lián)到該層 子網(wǎng)的管路上設(shè)置有第二流量控制裝置12，以根據(jù)所述第二溫度采集裝置所采集的溫度值 控制所述第二流量控制裝置的開度。關(guān)于分支回管5和分支供管4，主要是指分支管網(wǎng)的主干管路。另外需要注意的是附圖1中的第一媒質(zhì)參數(shù)檢測(cè)流量控制裝置14和附圖2中的 第二媒質(zhì)參數(shù)檢測(cè)流量控制裝置19，確切地表述應(yīng)當(dāng)是流量控制點(diǎn)、壓力和溫度的檢測(cè)點(diǎn)， 是一個(gè)復(fù)合點(diǎn)，那么對(duì)應(yīng)地，需要設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)和控制裝置，當(dāng)然，裝置不一定是復(fù)合的， 一般意義上說可以是復(fù)合使用的，其實(shí)如下所講的較佳的實(shí)施方式中第二溫度采集裝置和 當(dāng)前媒質(zhì)壓力采集裝置應(yīng)當(dāng)包含于該復(fù)合點(diǎn)上。由于用戶端流量的控制，反映在分支管網(wǎng)上是壓力和溫度的變化，而分支管網(wǎng)通 過溫度來控制流量，則又反映在其上層管網(wǎng)的壓力變化，為避免供熱裝置過載，就需要調(diào)低 其負(fù)荷，當(dāng)然，為了調(diào)定壓力過低的情況，則需要提高供熱裝置的負(fù)載。至于溫度采集裝置的選擇，主要體現(xiàn)在相應(yīng)控制部件的選擇上，有一定的關(guān)聯(lián)性， 若采用傳統(tǒng)的繼電接觸系統(tǒng)，其選擇自由度稍微弱一點(diǎn)，若采用匹配的智能元件，如控制 器，則選擇的余地大一些，當(dāng)然，目前很多所說的相應(yīng)控制部件都集成有控制元件，比如流
5量控制閥。這些一般性元件的選擇在現(xiàn)在的集中供暖系統(tǒng)中已經(jīng)屬于一種常規(guī)的選擇，在 此不再贅述。關(guān)于媒質(zhì)，以摻雜了添加劑的水為主，當(dāng)然可能各層不一樣，最高層可能是溫度較 高的蒸汽，底層的就是溫度相對(duì)較低的水。至于壓力預(yù)定范圍的選擇，主要是根據(jù)安全壓力和經(jīng)濟(jì)壓力的選擇上，這些也都 屬于公知選擇方式，本方案的重點(diǎn)側(cè)重于控制方式的選擇上。鑒于媒質(zhì)壓力的對(duì)當(dāng)前層影響最大的是壓力送出的最大點(diǎn)，也就是主干管道的供 管上，因此，較佳地，所述當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置設(shè)置于當(dāng)前層主干管道的供管上，從安 全性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮都是較佳壓力采集點(diǎn)?？陀^地講，環(huán)境溫度是決定集中供熱的最重要的因素，如果環(huán)境溫度比較高，也沒 有集中供暖的需要，因此，所述第二溫度采集裝置設(shè)置于相應(yīng)子網(wǎng)的的主干管道的供管上， 以根據(jù)環(huán)境氣溫值調(diào)定媒質(zhì)的出口溫度，出口溫度的調(diào)定除了換熱器的調(diào)整外，最終體現(xiàn) 在總供熱裝置上，如果說換熱器的調(diào)整是根據(jù)其所在層的供熱變化所進(jìn)行的，那么總供熱 裝置的調(diào)整則最終體現(xiàn)在能耗上，是至關(guān)重要的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，宏觀的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式?jīng)Q定了人的生活相對(duì)來說是比較有規(guī)律的，最終決定 了基于本方案的集中供暖系統(tǒng)的調(diào)整大多集中在幾個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，比如上下班時(shí)間，周末、 假期期間等，調(diào)整的頻度并不是很大，個(gè)別用戶端的自我調(diào)整對(duì)整體的運(yùn)行影響不是很大， 從調(diào)整經(jīng)濟(jì)性考慮也是非常容易實(shí)現(xiàn)的。大于分支管網(wǎng)的層的節(jié)點(diǎn)除根節(jié)點(diǎn)外都主要是由換熱器構(gòu)成，這也是新建供熱管 網(wǎng)的主要形式，但相對(duì)于本系統(tǒng)更具有實(shí)際的意義，便于分層的調(diào)整和最終控制點(diǎn)的歸結(jié)， 利于節(jié)能降耗的最終目的的實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子循環(huán)管網(wǎng)都設(shè)有獨(dú)立的上水 裝置則是必然的選擇了，且該上水裝置用作所述壓力控制裝置。為便于用戶的使用，所述控制閥為手動(dòng)球閥，成本低，控制方便。較佳地，所述供熱管網(wǎng)的層數(shù)為三層，圖1、圖2所示的集中供暖系統(tǒng)嚴(yán)格意義上 講應(yīng)當(dāng)是三層管網(wǎng)，只不過根節(jié)點(diǎn)不算作一層，那么分支管網(wǎng)可以定性為一棟樓，或者一個(gè) 單元，那么從遠(yuǎn)程輸送的經(jīng)濟(jì)性考慮，為避免輸送階段的線損，有必要限制集中功能系統(tǒng)的 規(guī)模，當(dāng)然，規(guī)模過小也不利于體現(xiàn)集中供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，較佳的就是三層管網(wǎng)系統(tǒng)。較佳地，所述上水裝置為并聯(lián)的多個(gè)變頻供水泵，便于調(diào)整，通過頻率可以調(diào)整流 量和壓力。那么基于上述集中供暖系統(tǒng)的供熱方法，其包括以下控制步驟a)每個(gè)用戶端均設(shè)有控制閥，以提供給當(dāng)前用戶根據(jù)自己熱需要調(diào)定房間溫度的 權(quán)利，據(jù)以實(shí)現(xiàn)的用戶端調(diào)整可以給分戶計(jì)量提供良好的用戶自覺性基礎(chǔ)，進(jìn)而體現(xiàn)在節(jié) 能降耗的社會(huì)統(tǒng)籌上；b)檢測(cè)分支管網(wǎng)的媒質(zhì)回管的溫度，若溫度低于預(yù)定范圍，則調(diào)高該分支管網(wǎng)的 流量，若溫度高于預(yù)定范圍，則調(diào)低該分支管網(wǎng)的流量，通過溫度與流量的關(guān)聯(lián)進(jìn)行溫度的 調(diào)整；c)檢測(cè)大于分支管網(wǎng)的層的主干管道上的媒質(zhì)壓力和上水溫度，若媒質(zhì)壓力高于 設(shè)定壓力范圍，則調(diào)低供水壓力，反之，則調(diào)高供水壓力；若上水溫度高于給定范圍，則調(diào)低 所檢測(cè)溫度子網(wǎng)的對(duì)應(yīng)上層節(jié)點(diǎn)的供水流量，反之，則調(diào)高對(duì)應(yīng)上層節(jié)點(diǎn)的供水流量。[0053]較佳地，溫度的預(yù)定范圍是[30°C，50°C ]，滿足人舒適度的需要，該溫度范圍取決 于環(huán)境溫度，基本上是按照與環(huán)境溫度成反比的關(guān)系調(diào)整的。進(jìn)一步地，在大于分支管網(wǎng)的層的節(jié)點(diǎn)上都設(shè)有節(jié)點(diǎn)供管溫度檢測(cè)裝置，以給操 作員示值根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)定供管媒質(zhì)溫度。
權(quán)利要求1.一種集中供暖系統(tǒng)，包括以總供熱裝置為根節(jié)點(diǎn)的樹形結(jié)構(gòu)的供熱管網(wǎng)，用戶端 (1)形成該供熱管網(wǎng)的葉節(jié)點(diǎn)，用戶端的父節(jié)點(diǎn)和與該父節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的葉節(jié)點(diǎn)通過供熱管 路互聯(lián)形成分支管網(wǎng)(2)，其特征在于用戶端的管路設(shè)有控制閥(3)，而分支管網(wǎng)的分支 回管(5)設(shè)有第一溫度采集裝置(7)，并在分支管網(wǎng)的主干管道上設(shè)有第一流量控制裝置 (8)，以根據(jù)所述第一溫度采集裝置所采集到的溫度數(shù)據(jù)調(diào)整所述第一流量控制裝置的開 度；大于分支管網(wǎng)的層都在當(dāng)前層主干管道上設(shè)有當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置和第二溫度 采集裝置，以及設(shè)置于當(dāng)前層主干管道上的相應(yīng)于該當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置的壓力控制 裝置，以控制當(dāng)前主干管道上的媒質(zhì)壓力值在預(yù)定的范圍內(nèi)，同時(shí)在上層互聯(lián)到該層子網(wǎng) 的管路上設(shè)置有第二流量控制裝置(12)，以根據(jù)所述第二溫度采集裝置所采集的溫度值控 制所述第二流量控制裝置的開度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于所述當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置 設(shè)置于當(dāng)前層主干管道的供管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于所述第二溫度采集裝置設(shè)置于 相應(yīng)子網(wǎng)的的主干管道的供管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于大于分支管網(wǎng)的層的 節(jié)點(diǎn)除根節(jié)點(diǎn)外都主要是由換熱器構(gòu)成，相應(yīng)地，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子循環(huán)管網(wǎng)都設(shè)有上水 裝置，且該上水裝置用作所述壓力控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于所述控制閥為手動(dòng)球閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于所述供熱管網(wǎng)的層數(shù)為三層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集中供暖系統(tǒng)，其特征在于所述上水裝置為并聯(lián)的多個(gè)變 頻供水泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種集中供暖系統(tǒng)，包括以總供熱裝置為根節(jié)點(diǎn)的樹形結(jié)構(gòu)的供熱管網(wǎng)，用戶端的管路設(shè)有控制閥，而分支管網(wǎng)的分支回管設(shè)有第一溫度采集裝置，并在分支管網(wǎng)的主干管道上設(shè)有第一流量控制裝置；大于分支管網(wǎng)的層都在當(dāng)前層主干管道上設(shè)有當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置和第二溫度采集裝置，以及設(shè)置于當(dāng)前層主干管道上的相應(yīng)于該當(dāng)前層媒質(zhì)壓力采集裝置的壓力控制裝置，以控制當(dāng)前主干管道上的媒質(zhì)壓力值在預(yù)定的范圍內(nèi)，同時(shí)在上層互聯(lián)到該層子網(wǎng)的管路上設(shè)置有第二流量控制裝置。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)供熱均衡、節(jié)約能耗，且易于實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量。
文檔編號(hào)F24D19/10GK201844453SQ20102057889
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者孔祥懿 申請(qǐng)人:孔祥懿