本發(fā)明涉及高層建筑直連供暖領(lǐng)域，具體為一種高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在高層建筑供暖系統(tǒng)設(shè)計時，為了減小系統(tǒng)豎向水壓力，通常將系統(tǒng)劃分成幾個區(qū)，每個區(qū)之間相互獨(dú)立，以使高區(qū)的壓力不傳遞給低區(qū)。在當(dāng)前的高層建筑供暖系統(tǒng)中，通常有兩種形式，一種是間接連接系統(tǒng)，另一種是后來才出現(xiàn)的直接連接系統(tǒng)。
所謂間接連接系統(tǒng)，就是指傳統(tǒng)換熱器系統(tǒng)，即每個區(qū)之間完全用換熱器隔絕開來的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)方式每個區(qū)之間都是物理隔絕，換熱器一側(cè)是外管網(wǎng)(一次水)，另一側(cè)是熱用戶(二次水)，每個區(qū)各自有各自的循環(huán)泵和補(bǔ)水泵，屬于完全的閉式系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：二次水通過一次換熱器換熱后，水溫度降低，在熱網(wǎng)水溫過低場合不適用。另外，還有每年換熱器清洗維護(hù)維修量大等問題。正是為了克服這些缺點(diǎn)，才出現(xiàn)了后來的直接連接系統(tǒng)。
所謂直接連接系統(tǒng)，就是相對間接連接系統(tǒng)而言的直接連接系統(tǒng)，簡稱直連系統(tǒng)，主要是為了克服間接連接系統(tǒng)的水溫過低而研發(fā)的，可參考以下專利文獻(xiàn)：
1、發(fā)明專利，高層建筑無水箱直連供暖系統(tǒng)，專利號97122037.9(公開號CN1220374A)；
2、發(fā)明專利，一種高層直連供暖系統(tǒng)，專利號200610046314.0(公開號CN1828151A)；
3、發(fā)明專利，阻斷器，專利號200610046214.8(公開號CN1831407A)；
4、發(fā)明專利，斷壓裝置，專利號200710158993.5(公開號CN101220881A)。
間接連接系統(tǒng)有間連的缺點(diǎn)，直接連接也有直連的毛病。直接連接系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是能耗高，理論上通常比間接連接系統(tǒng)還要高。
近年來，為了探索高層直連供暖系統(tǒng)節(jié)能，利用高區(qū)回水余壓，業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者可謂煞費(fèi)苦心，諸如：利用余壓發(fā)電、利用余壓引射增壓、利用余壓推動水輪機(jī)助推水泵轉(zhuǎn)動即所謂的雙水泵，等等，都是因為存在機(jī)械能再轉(zhuǎn)換、余壓利用效率過低而前功盡棄。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，使得高區(qū)回水余壓利用效率得以提升，大大降低了水泵配置功率和運(yùn)行功耗。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，高層建筑直連供暖系統(tǒng)為一個供暖系統(tǒng)，或者劃分兩個以上區(qū)域的供暖系統(tǒng)；每個供暖系統(tǒng)分別設(shè)有散熱器、加壓泵、循環(huán)泵、減壓關(guān)斷裝置、止回閥，外管網(wǎng)供水管通過管路與散熱器連接，在外管網(wǎng)供水管與散熱器連接的進(jìn)水管路上設(shè)置加壓泵、止回閥，散熱器的進(jìn)水管路與散熱器的出水管路通過混水管路連接，在所述混水管路上設(shè)置混水循環(huán)泵、混水止回閥，所述混水管路與散熱器的進(jìn)水管路連接處位于止回閥的出口，散熱器的出水管路上設(shè)置減壓關(guān)斷裝置。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，散熱器進(jìn)水管路上的加壓泵、止回閥，止回閥位于加壓泵的出口處。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，散熱器混水管路上的循環(huán)泵、混水止回閥，混水止回閥位于循環(huán)泵的出口處。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，阻斷器與加壓泵聯(lián)動，加壓泵開則阻斷器開，加壓泵關(guān)則阻斷器關(guān)。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，減壓關(guān)斷裝置為具有減壓與關(guān)斷功能的阻斷器；或者，減壓關(guān)斷裝置采用減壓閥+電動閥的配套組合結(jié)構(gòu)。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，高層建筑直連供暖系統(tǒng)劃分為高、中、低三個區(qū)域時，該系統(tǒng)包括：高區(qū)加壓泵、混水循環(huán)泵一、中區(qū)加壓泵、混水循環(huán)泵二、阻斷器一、阻斷器二、高區(qū)止回閥、中區(qū)止回閥、高區(qū)散熱器、中區(qū)散熱器、低區(qū)散熱器、混水止回閥一、混水止回閥二、閥門一、閥門二、閥門三、閥門四、外管網(wǎng)供水管、外管網(wǎng)回水管，具體結(jié)構(gòu)如下：
外管網(wǎng)供水管分別通過管路與高區(qū)散熱器、中區(qū)散熱器、低區(qū)散熱器連接，在外管網(wǎng)供水管與高區(qū)散熱器連接的進(jìn)水管路上設(shè)置高區(qū)加壓泵、高區(qū)止回閥，在外管網(wǎng)供水管與中區(qū)散熱器連接的進(jìn)水管路上設(shè)置中區(qū)加壓泵、中區(qū)止回閥，在外管網(wǎng)供水管與低區(qū)散熱器連接的進(jìn)水管路上設(shè)置閥門三；
相鄰兩個區(qū)域之間通過管路連接，高區(qū)散熱器的出水管路與中區(qū)散熱器的進(jìn)水管路連接，高區(qū)散熱器的出水管路上設(shè)置阻斷器一；中區(qū)散熱器的出水管路與低區(qū)散熱器的進(jìn)水管路相連，中區(qū)散熱器的出水管路上設(shè)置阻斷器二、閥門一；
高區(qū)散熱器的進(jìn)水管路與高區(qū)散熱器的出水管路通過混水管路連接，在所述混水管路上設(shè)置混水循環(huán)泵一、混水止回閥一，所述混水管路與高區(qū)散熱器的進(jìn)水管路連接處位于高區(qū)止回閥的出口；
中區(qū)散熱器的進(jìn)水管路與中區(qū)散熱器的出水管路通過混水管路連接，在所述混水管路上設(shè)置混水循環(huán)泵二、混水止回閥二，所述混水管路與中區(qū)散熱器的進(jìn)水管路連接處位于中區(qū)止回閥的出口；
低區(qū)散熱器的出水管路與外管網(wǎng)回水管連接，低區(qū)散熱器的出水管路上設(shè)置閥門四。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，中區(qū)散熱器的出水管路還與外管網(wǎng)回水管之間通過回水管路連接，所述回水管路與中區(qū)散熱器的出水管路連接處位于阻斷器二、閥門一之間，所述回水管路上設(shè)置閥門二。
所述的高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)，高區(qū)加壓泵啟動，阻斷器一打開，將外管網(wǎng)供水管的供水輸送到高區(qū)散熱器，放熱后，回水部分經(jīng)由混水循環(huán)泵一輸入高區(qū)系統(tǒng)再循環(huán)，部分給中區(qū)系統(tǒng)的中區(qū)加壓泵供水混水送入中區(qū)散熱器，放熱后，回水部分經(jīng)由混水循環(huán)泵二輸入中區(qū)系統(tǒng)再循環(huán)，部分給低區(qū)系統(tǒng)供水混水送入低區(qū)散熱器，放熱后，回水返回外管網(wǎng)回水管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：
1、本發(fā)明從系統(tǒng)流程入手，打破傳統(tǒng)思維模式，通過改變系統(tǒng)設(shè)備配置邏輯，從根本上改變了流體輸送方式，使閉合環(huán)路形成了一個新的流程集合，使高區(qū)回水再循環(huán)，不僅直接利用了“余壓”，還直接利用了“余熱”。如此，直接利用高區(qū)回水余壓作循環(huán)動力，就沒有機(jī)械能再轉(zhuǎn)換問題，直接將余壓動力作為混水泵的揚(yáng)程，使得余壓利用效率得以提升，大大降低了水泵配置功率和運(yùn)行功耗。與現(xiàn)有直連系統(tǒng)相比，采用本發(fā)明可以節(jié)約電能30-50％。
2、本發(fā)明主要流程是：高區(qū)加壓泵啟動，阻斷器打開，將外管網(wǎng)供水輸送到高區(qū)散熱器；放熱后，回水部分經(jīng)由混水循環(huán)泵輸入高區(qū)系統(tǒng)再循環(huán)，部分給中區(qū)供水混水送入中區(qū)散熱器；放熱后，回水部分經(jīng)由混水循環(huán)泵輸入中區(qū)系統(tǒng)再循環(huán)，部分給低區(qū)供水混水送入散熱器；放熱后，回水返回外管網(wǎng)回水管。從而，在高層直連供暖系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，利用高區(qū)系統(tǒng)回水余壓作動力循環(huán)，實現(xiàn)節(jié)能供暖。在工程設(shè)計中采用本發(fā)明，可以減小水系統(tǒng)水泵功率配置，是高層建筑直連供暖技術(shù)的升級換代產(chǎn)品。
附圖說明
圖1為本發(fā)明高層建筑直連供暖節(jié)能系統(tǒng)的一個實施例示意圖。圖中，1高區(qū)加壓泵；2混水循環(huán)泵一；3中區(qū)加壓泵；4混水循環(huán)泵二；5阻斷器一；6阻斷器二；7高區(qū)止回閥；8中區(qū)止回閥；9高區(qū)散熱器；10中區(qū)散熱器；11低區(qū)散熱器；12混水止回閥一；13混水止回閥二；14閥門一；15閥門二；16閥門三；17閥門四；18外管網(wǎng)供水管；19外管網(wǎng)回水管；20回水管路。
具體實施方式
下面，通過實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實施例
如圖1所示，高層建筑直連供暖系統(tǒng)為一個供暖系統(tǒng)，也可劃分兩個以上區(qū)域(本實施例劃分為高、中、低三個區(qū)域)，各區(qū)域分別設(shè)有散熱器、加壓泵、循環(huán)泵、阻斷器、止回閥等。本實施例中，高、中、低三個區(qū)域為相對而言，高區(qū)的高度為100m，中區(qū)的高度為60m，低區(qū)的高度為20m。該系統(tǒng)主要包括：高區(qū)加壓泵1、混水循環(huán)泵一2、中區(qū)加壓泵3、混水循環(huán)泵二4、阻斷器一5、阻斷器二6、高區(qū)止回閥7、中區(qū)止回閥8、高區(qū)散熱器9、中區(qū)散熱器10、低區(qū)散熱器11、混水止回閥一12、混水止回閥二13、閥門一14、閥門二15、閥門三16、閥門四17、外管網(wǎng)供水管18、外管網(wǎng)回水管19、回水管路20等，具體結(jié)構(gòu)如下：
外管網(wǎng)供水管18分別通過管路與高區(qū)散熱器9、中區(qū)散熱器10、低區(qū)散熱器11連接，在外管網(wǎng)供水管18與高區(qū)散熱器9連接的進(jìn)水管路上設(shè)置高區(qū)加壓泵1、高區(qū)止回閥7，在外管網(wǎng)供水管18與中區(qū)散熱器10連接的進(jìn)水管路上設(shè)置中區(qū)加壓泵3、中區(qū)止回閥8，在外管網(wǎng)供水管18與低區(qū)散熱器11連接的進(jìn)水管路上設(shè)置閥門三16。
相鄰兩個區(qū)域之間通過管路連接，高區(qū)散熱器9的出水管路與中區(qū)散熱器10的進(jìn)水管路連接，高區(qū)散熱器9的出水管路上設(shè)置阻斷器一5；中區(qū)散熱器10的出水管路與低區(qū)散熱器11的進(jìn)水管路相連，中區(qū)散熱器10的出水管路上設(shè)置阻斷器二6、閥門一14。
高區(qū)散熱器9的進(jìn)水管路與高區(qū)散熱器9的出水管路通過混水管路連接，在所述混水管路上設(shè)置混水循環(huán)泵一2、混水止回閥一12，所述混水管路與高區(qū)散熱器9的進(jìn)水管路連接處位于高區(qū)止回閥7的出口(而非高區(qū)加壓泵1的進(jìn)口)。
中區(qū)散熱器10的進(jìn)水管路與中區(qū)散熱器10的出水管路通過混水管路連接，在所述混水管路上設(shè)置混水循環(huán)泵二4、混水止回閥二13，所述混水管路與中區(qū)散熱器10的進(jìn)水管路連接處位于中區(qū)止回閥8的出口(而非中區(qū)加壓泵3的進(jìn)口)。
中區(qū)散熱器10的出水管路還與外管網(wǎng)回水管19之間通過回水管路20連接，所述回水管路20與中區(qū)散熱器10的出水管路連接處位于阻斷器二6、閥門一14之間，所述回水管路20上設(shè)置閥門二15；當(dāng)閥門二15開啟、閥門一14關(guān)閉時，中區(qū)散熱器10的出水管路經(jīng)阻斷器二6連至回水管路20，再經(jīng)回水管路20連至外管網(wǎng)回水管19；低區(qū)散熱器11的出水管路與外管網(wǎng)回水管19連接，低區(qū)散熱器11的出水管路上設(shè)置閥門四17。
本實施例中，高層建筑直連供暖系統(tǒng)的使用方法和工作過程如下：
當(dāng)系統(tǒng)充滿水時，閥門一14、閥門三16、閥門四17開啟，閥門二15關(guān)閉。低區(qū)系統(tǒng)依靠外管網(wǎng)供水管18、外管網(wǎng)回水管19的壓差正常運(yùn)行后，中區(qū)系統(tǒng)混水循環(huán)泵二4啟動。然后，中區(qū)加壓泵3啟動，同時阻斷器二6打開，適度減壓節(jié)流調(diào)節(jié)，中區(qū)系統(tǒng)開始循環(huán)運(yùn)行。此時，中區(qū)系統(tǒng)供水送至中區(qū)散熱器10放熱后，回水一部分由混水循環(huán)泵二4給力再循環(huán)，另一部分則靠中區(qū)系統(tǒng)的余壓輸送給低區(qū)系統(tǒng)的供水作為混水補(bǔ)充熱量。
中、低區(qū)運(yùn)行平穩(wěn)后，再啟動高區(qū)。高區(qū)系統(tǒng)的高區(qū)加壓泵1和混水循環(huán)泵一2啟動，阻斷器一5自動開啟，適度減壓節(jié)流調(diào)節(jié)后，高區(qū)系統(tǒng)開始循環(huán)運(yùn)行。此時，高區(qū)系統(tǒng)供水送至高區(qū)散熱器9放熱后，回水一部分由混水循環(huán)泵一2給力參與再循環(huán)，另一部分則利用高區(qū)系統(tǒng)的余壓輸送給中區(qū)系統(tǒng)的供水作為混水補(bǔ)充熱量。
如此順序，來自外管網(wǎng)供水管18的高溫供水不斷地與高區(qū)系統(tǒng)回水混合，送至高區(qū)系統(tǒng)房間的高區(qū)散熱器9供暖，放熱后，高區(qū)系統(tǒng)的回水余壓、余溫再給中區(qū)系統(tǒng)的中區(qū)加壓泵3供水混水，再升溫，再送入中區(qū)散熱器10放熱，中區(qū)系統(tǒng)的回水余壓、余溫再給低區(qū)系統(tǒng)的供水混水，再升溫，再送入低區(qū)散熱器11放熱……如此，周而復(fù)始，整個大樓的供暖系統(tǒng)就進(jìn)入正常運(yùn)行。
當(dāng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時，高區(qū)加壓泵1和混水循環(huán)泵一2停止，高區(qū)加壓泵1出口的高區(qū)止回閥7逆止單向關(guān)閉，混水循環(huán)泵一2出口的混水止回閥一12逆止單向關(guān)閉，阻斷器一5也隨高區(qū)加壓泵1和混水循環(huán)泵一2的停止而關(guān)閉。同樣，系統(tǒng)停止運(yùn)行時，中區(qū)加壓泵3和混水循環(huán)泵二4停止，中區(qū)加壓泵3出口的中區(qū)止回閥8逆止單向關(guān)閉，混水循環(huán)泵二4出口的混水止回閥二13逆止單向關(guān)閉，阻斷器二6也隨中區(qū)加壓泵3和混水循環(huán)泵二4的停止而關(guān)閉。
這樣，高、中區(qū)系統(tǒng)的供水管路上設(shè)有加壓泵(高區(qū)加壓泵1、中區(qū)加壓泵3)的出口止回閥(高區(qū)止回閥7、中區(qū)止回閥8)保證高、中區(qū)供水靜壓隔斷，高、中區(qū)系統(tǒng)的回水管路上設(shè)有阻斷器(阻斷器一5、阻斷器二6)保證高、中區(qū)回水靜壓隔斷，從而就保證了整個高、中、低區(qū)系統(tǒng)壓力各自相互隔絕，高區(qū)系統(tǒng)的壓力不傳遞給中區(qū)系統(tǒng)和低區(qū)系統(tǒng)，中區(qū)系統(tǒng)的壓力也不傳遞給低區(qū)系統(tǒng)。
高、中區(qū)系統(tǒng)的供水溫度，由系統(tǒng)循環(huán)泵(混水循環(huán)泵一2、混水循環(huán)泵二4)及高區(qū)回水和加壓泵(高區(qū)加壓泵1、中區(qū)加壓泵3)混水控制。低區(qū)系統(tǒng)的供水溫度由中區(qū)回水及低區(qū)系統(tǒng)供水混水控制?；焖壤煌┧疁囟纫膊煌?，隨心所欲，按需調(diào)配。
根據(jù)不同需要，加壓泵(高區(qū)加壓泵1、中區(qū)加壓泵3)還可以配置為功率大、小不同的加壓泵，根據(jù)天氣變化自動切換，可進(jìn)一步節(jié)省運(yùn)行功耗。
阻斷器(阻斷器一5、阻斷器二6)是利用水壓力驅(qū)動的一個設(shè)備(如：前述專利阻斷器，專利號200610046214.8)，它與加壓泵(高區(qū)加壓泵1、中區(qū)加壓泵3)聯(lián)動，加壓泵開則阻斷器開，加壓泵關(guān)則阻斷器關(guān)，其主要功能是減壓和關(guān)斷。這里的阻斷器(阻斷器一5、阻斷器二6)，也可以用減壓閥+電動閥的配套組合替代。
本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式，可以是多樣性的，例如：加壓泵(高區(qū)加壓泵1、中區(qū)加壓泵3)和循環(huán)泵(混水循環(huán)泵一2、混水循環(huán)泵二4)可以分別采用變頻調(diào)節(jié)，也可以分別采用功率大、小不同的泵(加壓泵、循環(huán)泵)切換調(diào)節(jié)。高區(qū)系統(tǒng)事故臨時停機(jī)，中區(qū)系統(tǒng)也可開啟備用泵、短時間雙泵并聯(lián)運(yùn)行，能確保下游系統(tǒng)維持供暖運(yùn)行。
總之，整個系統(tǒng)配合溫控器、氣候補(bǔ)償儀及其它儀器儀表，高、中、低區(qū)混水量和循環(huán)量可以隨意調(diào)節(jié)，各系統(tǒng)即獨(dú)立又聯(lián)合，高、中、低區(qū)自成體系又有序整合為一體。