[發明專利]節能板式換熱機組及其控制方法

無效

• 申請號: 201210138234.3
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102661672A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 徐艷青
• 申請（專利權）人: 上海斯普萊力熱能技術有限公司
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00;F24F11/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術領域

本發明涉及一種換熱機組及其控制方法，尤其涉及一種節能板式換熱機組及其控制方法。

背景技術

板式換熱器在工業上的應用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據主導地位。板式換熱器是由許多沖壓有波紋的薄板按一定間隔，四周通過墊片密封，并用框架和夾緊螺栓重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側的流道中流動，通過板片進行熱交換。板式換熱器具有如下特點：1）傳熱系數高：由于不同的波紋板相互倒置，構成復雜的流道，使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動，能在較低的雷諾數（一般Re=50~200）下產生紊流，所以傳熱系數高，一般認為是管殼式的3~5倍。2）對數平均溫差大，末端溫差小：板式換熱器多是并流或逆流流動方式，此外，冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃。3）占地面積小：板式換熱器結構緊湊，單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所，因此實現同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。4）容易改變換熱面積或流程組合，只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。5）重量輕：板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。6）價格低：采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。7）制作方便：板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工，標準化程度高，并可大批生產，管殼式換熱器一般采用手工制作。

板式換熱器的一端接高溫側水管，另一端接低溫側水管；所述高溫側水管的熱介質進口處設有溫控閥；所述低溫側水管設有循環泵，循環泵工頻運行，溫控閥維持出水溫度T1為定值。若室外環境溫度升高，回水溫度T2就相應升高，不能使回水溫度T2調到一個定值，用戶室內溫度也隨著升高，循環泵一直工頻穩定運行，不能達到節能的效果。

若用戶1和用戶2關閉，根據循環泵自身工作特性，總流量有所減小，但用戶3和用戶4的流量還是會增加，進而使回水溫度T2升高，用戶室內溫度也隨著升高，循環泵一直工頻運行，遠不能達到充分節能的效果。

為了節能，板式換熱器也有采用定壓差變頻控制：循環泵變頻運行，維持出口壓力P1，回水壓力P2兩點壓差為定值，溫控閥維持出水溫度T1為定值。

若室外環境溫度升高，回水溫度T2就相應升高，不能使回水溫度T2調到一個定值，用戶室內溫度也隨著升高，出口壓力P1，回水壓力P2點壓力穩定，循環泵一直穩定運行，不能達到節能的效果。

若用戶1和用戶2關閉，出口壓力P1，回水壓力P2兩點壓差升高，為了維持壓差為定值，通過變頻器減小泵的流量，把壓差調到設定值，使用戶3和用戶4的流量保持原流量不變，進而使回水溫度T2保持不變，用戶室內溫度保持不變，循環泵變頻運行，達到節能的效果。

由此可見，現有工頻運行：在室外環境溫度升高和用戶關斷的情況下都沒有達到節能的效果。定壓差變頻控制：在用戶關斷的情況下達到節能的效果，但在室外環境溫度升高的情況下不能達到節能的效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種節能板式換熱機組及其控制方法，能夠實時根據用戶的熱負荷或空調水量需求，決定熱水循環輸出量及水泵運轉頻率，實現室外環境溫度升高熱負荷需求減小或用戶通過節流方式減小、關斷空調水供應量的情況下都能節能的效果。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種節能板式換熱機組，包括板式換熱器和PLC控制器，所述板式換熱器的一端接一次側水管，另一端接二次側水管；所述一次側水管的換熱介質進口處設有溫控閥；所述二次側水管的換熱介質出口處設有第一壓力傳感器，換熱介質進口處設有循環泵和第二壓力傳感器,其中，所述二次側水管的換熱介質出口處還設有第一溫度傳感器，換熱介質進口處設有第二溫度傳感器；所述PLC控制器的兩個輸入端和第一壓力傳感器、第二壓力傳感器相連接收壓力信號并計算壓差，另兩個輸入端和第一溫度傳感器、第二溫度傳感器相連接收溫度信號并計算溫差；一個輸出端和溫控閥相連控制一次側換熱介質流量，另一輸出端通過變頻器和循環泵相連控制二次側換熱介質流量。