[發(fā)明專利]換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置與工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110279134.1
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113028492B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉國強;應雨錚;晏剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發(fā)明公開了一種換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置與工作方法，該裝置包括控制模塊、換熱站進水總管水溫傳感器、換熱器一次出水管水溫傳感器、換熱器一次進水管電動調(diào)節(jié)閥、換熱器二次出水管水溫傳感器、止回閥、循環(huán)泵變頻調(diào)速器、分水器水溫傳感器、集水器水溫傳感器、分集水器壓差傳感器和換熱器二次回水管電磁閥；引入了對數(shù)平均溫差定量化描述換熱器換熱能力，在增減換熱器時將換熱器對數(shù)平均溫差也作為判據(jù)；以電動調(diào)節(jié)閥開度、循環(huán)泵頻率、供水溫度、壓差及這些參數(shù)保持的時間作為判據(jù)，提供了換熱器、循環(huán)泵“先串聯(lián)后并聯(lián)”與“先并聯(lián)后串聯(lián)”兩種典型結(jié)構(gòu)換熱站的設備運行切換工作方法，可有效提高換熱站的供熱量調(diào)節(jié)范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及區(qū)域供熱技術，具體涉及一種換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置與工作方法。

背景技術

區(qū)域供熱系統(tǒng)是我國北方城鎮(zhèn)地區(qū)的主要建筑物供熱技術，雖然清潔能源如空氣能、地熱能、太陽能逐步用于熱源產(chǎn)熱，但是我國區(qū)域供熱系統(tǒng)還是以化石燃料為主，會造成較大環(huán)境污染和運行能耗。其中，提升區(qū)域供熱系統(tǒng)的控制水平是提高運行效率、降低能耗的關鍵技術。在區(qū)域供熱系統(tǒng)中，換熱站是連接熱源與建筑物的重要樞紐，通過換熱器一次側(cè)高溫熱水與二次側(cè)低溫熱水之間的換熱，將熱量從熱源側(cè)轉(zhuǎn)移到建筑物側(cè)。在長達近150天的供熱季期間，換熱站一直保持著運行狀態(tài)，換熱器和循環(huán)泵的控制水平直接影響了整個系統(tǒng)的運行效率。

換熱器一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥的開度影響了進入建筑物的熱水溫度，換熱器二次側(cè)循環(huán)泵的頻率影響了進入建筑物的熱水流量。因此，在對換熱站內(nèi)部設備的控制方面，現(xiàn)有技術大多集中于對換熱器一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥開度和二次側(cè)循環(huán)泵頻率進行優(yōu)化控制，以期達到換熱站側(cè)供熱量與建筑物側(cè)需熱量相匹配的目的。然而，換熱站內(nèi)部設備的開啟數(shù)量往往不是自動調(diào)節(jié)的，一般憑現(xiàn)場管理者的工程經(jīng)驗來調(diào)整：在天氣溫度較高的供熱季初期和末期，開啟較少的換熱器和循環(huán)泵；在天氣溫度較低的供熱季中期，開啟較多的換熱器和循環(huán)泵。這就意味著換熱站內(nèi)部設備的開啟數(shù)量是階段性的，導致?lián)Q熱站的供熱量調(diào)節(jié)范圍較小。這種手動調(diào)節(jié)方式不能動態(tài)、精準匹配供熱量與需熱量，當換熱器一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥開度或二次側(cè)循環(huán)泵頻率達到極端值供水水溫和流量仍達不到設定值時，會導致?lián)Q熱站供熱量過剩或不足。為了增大換熱站側(cè)供熱量的調(diào)節(jié)范圍，急需較為先進的換熱站內(nèi)部設備運行數(shù)量調(diào)節(jié)裝置和控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述換熱站供熱量調(diào)節(jié)范圍有待提高的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置與工作方法，該裝置包括控制模塊、止回閥、水溫傳感器、電動調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵變頻調(diào)速器、壓差傳感器和電磁閥，通過實時檢測二次側(cè)供水溫度、供回水壓差在時間尺度上維持的狀態(tài)，提供兩種典型連接形式換熱站的換熱器與循環(huán)泵運行切換工作方法，以達到擴大換熱站供熱量調(diào)節(jié)范圍、提高換熱站供熱量與建筑物需熱量匹配度的目的。

為達到上述技術目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置，包括控制模塊 101，控制模塊101通過信號線與換熱站進水總管水溫傳感器102、換熱器一次出水管水溫傳感器103、換熱器一次進水管電動調(diào)節(jié)閥 104、換熱器二次出水管水溫傳感器105、循環(huán)泵變頻調(diào)速器107、分水器水溫傳感器108、集水器水溫傳感器109、分集水器壓差傳感器 110、換熱器二次回水管電磁閥111相連；所述換熱器二次回水管電磁閥111僅安裝于換熱器、循環(huán)泵“先并聯(lián)-后串聯(lián)結(jié)構(gòu)”的換熱站中，在換熱器、循環(huán)泵“先串聯(lián)-后并聯(lián)結(jié)構(gòu)”的換熱站中無需安裝。

一種換熱站換熱器與循環(huán)泵運行切換調(diào)節(jié)裝置，單臺換熱器的換熱能力用對數(shù)平均溫差來定量化估算，其中， T₁為換熱站進水總管水溫，T₂為換熱器一次出水管水溫，T₃為集水器水溫，T₄為換熱器二次出水管水溫；在換熱器一次進水管電動調(diào)節(jié)閥104和換熱器二次回水管電磁閥111全開時，計算各換熱器的對數(shù)平均溫差。