CN217635830U - 一种聚合热源蓄热供热模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚合热源蓄热供热模块，包括集成在箱体内的蓄放热换热器、辅助热源循环泵、采暖循环泵；蓄放热换热器的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器的b接口通过采暖循环泵与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源的A2进口；蓄放热换热器的c接口通过三通调节阀S1的直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵接入辅助热源的D1进口。本实用新型还公开了另外两种结构的聚合热源蓄热供热模块。本实用新型采用模块化制作，流动阻力小，节能环保。

Description

一种聚合热源蓄热供热模块

技术领域

本实用新型属于暖通空调节能技术领域，涉及一种聚合热源蓄热供热模块。

背景技术

传统的供热使用单一热源，设备不能工作在最佳工作点，不能适合多种工况使用，且系统结构松散，占地面积大，各个部件单独控制组合不合理，设备闲置率高，造价高；介质流动阻力大，配电功率高，浪费能源，安装不规范，难以保证用户的使用效果。

实用新型内容

本实用新型提供了一种聚合热源蓄热供热模块，解决了现有技术供热系统存在的结构松散，占地面积大、各个部件单独控制组合不合理、阻力大配电功率高浪费能源、安装不规范的问题。

本实用新型的技术方案是，一种聚合热源蓄热供热模块，包括以下三种结构：

第一种结构是，包括集成在机架或箱体内的蓄放热换热器、辅助热源循环泵、采暖循环泵；蓄放热换热器的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器的b接口通过采暖循环泵与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源的A2进口；蓄放热换热器的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵加热后重新接入辅助热源的D1进口。

第二种结构是，包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵、蓄放热换热器、辅助热源循环泵、采暖循环泵及主热源换热器；蓄放热换热器的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器的b接口通过主热源循环泵、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器的e接口，主热源换热器的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器的g接口通过采暖循环泵与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源换热器的h接口；蓄放热换热器的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵接入辅助热源的D1进口。

第三种结构是，包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵、蓄放热换热器、辅助热源循环泵、采暖循环泵、主热源换热器及蓄放热循环泵；蓄放热换热器的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器的b接口通过主热源循环泵、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器的e接口，主热源换热器的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器的g接口通过采暖循环泵与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源换热器的h接口；蓄放热换热器的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口和辅助热源的D1进口同时连通；蓄放热换热器的d接口第一个支路与三通调节阀S1的y垂直端口连通，d接口第二个支路依次通过止回阀K1、辅助热源循环泵接入辅助热源的D2出口，d接口第三个支路依次通过止回阀K2、蓄放热循环泵接入蓄放热水箱的C2出口。

本实用新型的聚合热源蓄热供热模块，其特征还包括：

所述的机架或箱体对外开有动力电源接口F及信号线接口E，动力电源及信号线均接入物联网控制柜。

所述的A1,A2,B1,B2,C1,C2,D2出口的管路上均设置有温度传感器，在B1进口的管路上设置有压力传感器；所有的温度传感器和压力传感器、三通调节阀S1,S2均与物联网控制柜信号连接；主热源循环泵、辅助热源循环泵、采暖循环泵、蓄放热循环泵也与物联网控制柜控制连接。

所述的主热源循环泵、辅助热源循环泵、采暖循环泵及蓄放热循环泵均视情设置至少两个循环泵备用；在每个循环泵的出水口均设置止回阀。

所述的主热源循环泵、蓄放热换热器、辅助热源循环泵、采暖循环泵、主热源换热器及蓄放热循环泵各个进出口位置均配置有关断阀。

本实用新型的有益效果是，使用多种热源供热，通过集中调配，合理控制，使设备运行在最佳工作点，发挥各种热源的不同优势，同时采用模块化制作，工厂预制；采取不同的热源相互补充，大大降低了设备的总体购置成本，优化了设备的工作环境，提高了整个供热系统的运行效率；该模块安装方便，操作简单，占地小，效率高，流动阻力小，能耗低，节能环保，符合装配式建筑的要求。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型与辅助热泵配合用于制热蓄热供热的结构示意图；

图5为本实用新型现场使用中的多台水泵备份或并联安装示意图。

图中，1.主热源循环泵，2.蓄放热换热器，3.辅助热源循环泵，4.采暖循环泵，5.主热源换热器，6.蓄放热循环泵，7.辅助热泵循环泵，8.蓄放热水箱，9.吸放热盘管，10.辅助热泵，11.物联网控制柜；

另外，A1,A2口分别是主热源的出、进口；B1,B2口分别是采暖用户的进、出口；C1,C2口分别是蓄放热水箱的进、出口；D1,D2口分别是辅助热源的进、出口；F为动力电源接口；E为信号线接口；P为压力传感器；T为温度传感器；S1,S2均为三通调节阀；K1,K2,K3,K4,K5,K6均为止回阀。

具体实施方式

本实用新型的结构，根据现场的需要可以选用以下几种具体的设置。

如图1所示，本实用新型实施例1(简易版模块)的结构是，

包括集成在机架或箱体内的蓄放热换热器2、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4；蓄放热换热器2的a接口与主热源的A1出口(55℃高温侧)连通；蓄放热换热器2的b接口通过采暖循环泵4与采暖用户的B1进口(45℃高温侧)连通，采暖用户回水的B2出口(35℃低温侧)接入主热源的A2进口；蓄放热换热器2的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器2的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵3加热后重新接入辅助热源的D1进口；

机架或箱体对外开有动力电源接口F及信号线接口E，便于引出动力线及信号线，保证机架或箱体的内部密封保温，动力电源及信号线均接入物联网控制柜11；

另外，在A1,A2,B1,B2,C1,C2,D2出口的管路上均设置有温度传感器，在B1进口的管路上设置有压力传感器，所有的温度传感器和压力传感器、三通调节阀S1均与物联网控制柜11信号连接，辅助热源循环泵3、采暖循环泵4也与物联网控制柜11控制连接；所有压力及温度仪表、设备电缆及仪表信号线均固定于机架或箱体的内壁。

如图2所示，本实用新型实施例2(标准版模块)的结构是，

包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵1、蓄放热换热器2、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4及主热源换热器5；蓄放热换热器2的a接口与主热源的A1出口(55℃高温侧)连通；蓄放热换热器2的b接口通过主热源循环泵1、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器5的e接口，主热源换热器5的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器5的g接口通过采暖循环泵4与采暖用户的B1进口(45℃高温侧)连通，采暖用户回水的B2出口(35℃低温侧)接入主热源换热器5的h接口；蓄放热换热器2的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器2的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵3接入辅助热源的D1进口；

机架或箱体对外开有动力电源接口F及信号线接口E，便于引出动力线及信号线，保证机架或箱体的内部密封保温，动力电源及信号线均接入物联网控制柜11；

另外，在A1,A2,B1,B2,C1,C2,D2出口的管路上均设置有温度传感器，在B1进口的管路上设置有压力传感器，所有的温度传感器和压力传感器、三通调节阀S1,S2均与物联网控制柜11信号连接，主热源循环泵1、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4也与物联网控制柜11控制连接；所有压力及温度仪表、设备电缆及仪表信号线均固定于机架或箱体的内壁。

如图3所示，本实用新型实施例3(加强版模块)的结构是，

包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵1、蓄放热换热器2、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4、主热源换热器5及蓄放热循环泵6；蓄放热换热器2的a接口与主热源的A1出口(55℃高温侧)连通；蓄放热换热器2的b接口通过主热源循环泵1、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器5的e接口，主热源换热器5的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器5的g接口通过采暖循环泵4与采暖用户的B1进口(45℃高温侧)连通，采暖用户回水的B2出口(35℃低温侧)接入主热源换热器5的h接口；蓄放热换热器2的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口和辅助热源的D1进口同时连通；蓄放热换热器2的d接口第一个支路与三通调节阀S1的y垂直端口连通，d接口第二个支路依次通过止回阀K1、辅助热源循环泵3接入辅助热源的D2出口，d接口第三个支路依次通过止回阀K2、蓄放热循环泵6接入蓄放热水箱的C2出口。

机架或箱体对外开有动力电源接口F及信号线接口E，便于引出动力线及信号线，保证机架或箱体的内部密封保温，动力电源及信号线均接入物联网控制柜11；

另外，在A1,A2,B1,B2,C1,C2,D2进出口的管路上均设置有温度传感器，在B1进口的管路上设置有压力传感器，所有的温度传感器和压力传感器、三通调节阀S1,S2均与物联网控制柜11信号连接，主热源循环泵1、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4、蓄放热循环泵6也与物联网控制柜11控制连接；所有压力及温度仪表、设备电缆及仪表信号线均固定于机架或箱体的内壁。

如图4所示，本实用新型装置的C1,C2,D1,D2进出口的外接设备的实施例结构是，与上述的机架或箱体紧邻设置有蓄放热水箱8，在蓄放热水箱8中设置有吸放热盘管9，蓄放热水箱的C1进口直接接入蓄放热水箱8中，辅助热源的进、出口D1,D2对应接入辅助热泵10一侧的i接口及j接口，辅助热泵10另一侧的m接口(高温出口)通过辅助热泵循环泵7接入吸放热盘管9中，吸放热盘管9另一端接回辅助热泵10另一侧的k接口(低温端)中，完成蓄放热水箱8的蓄热加热。

如图5所示，上述的主热源循环泵1、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4及蓄放热循环泵6均视情设置至少两个循环泵备用(或并联)使用，保证工作可靠，稳定持续的工作。同时，在每个循环泵的出水口均设置止回阀(如图5中设置有四个主热源循环泵1，相互备份或并联工作，每个主热源循环泵1均设置有一个止回阀，如图中标示的K3,K4,K5,K6)，防止循环水从暂时不工作的循环泵(备份循环泵)倒流。相关附图中标示的K1,K2,K3,K4,K5,K6均为止回阀。上述的主热源循环泵1、蓄放热换热器2、辅助热源循环泵3、采暖循环泵4、主热源换热器5及蓄放热循环泵6各个进出口位置均配置有关断阀(由于数量较多，各个附图中没有逐个标示编号)，用于设备维修更换时阻断水流；

需要压力隔离或介质隔离时，蓄放热换热器2和主热源换热器5选用板式换热器、管式换热器或其它具有隔离作用的换热器；不需要压力隔离或介质隔离时，蓄放热换热器2和主热源换热器5均可选用混水装置，通过直接混合来交换热量。

物联网控制柜11通过控制采暖循环泵4的流量或调节阀S2的阀门开度来控制采暖用户进水口B1进口的温度。

物联网控制柜11通过控制辅助热源循环泵3的流量或调节阀S1的阀门开度来控制进入蓄放热换热器2的d接口的流量，从而稳定采暖用户的进水口(即B1进口)的温度。

当上述的各个循环泵采用变流量方式控制，如通过变频器调节循环泵的转速，或通过两通调节阀调节循环泵的流量时，可以省略三通调节阀的设置。

本实用新型的工作过程是，

第一种情况：

当供热流量与主热源循环流量一致时，采用图1所示的简易版结构。

如图1所示，正常供热时，采暖供水管给用户供热，采暖用户的回水通过B2出口再由A2进口进入主热源，主热源对循环水加热以后，重新由A1出口进入蓄放热换热器2，流经蓄放热换热器2与蓄放热水箱的热水及辅助热源的热水在蓄放热换热器2内部进行换热，然后循环水从B1进口通过，重新进入采暖用户供水管进行供热。

此时分为四种工况：

1)主热源的循环水在B1进口的温度刚好满足供热温度的要求，不需要补热，也没有多余的热量需要储存，则循环水在蓄放热换热器2内部不换热直接由采暖循环泵4循环，用于用户供暖，此时辅助热源与辅助热源循环泵3均不启动；

2)主热源的循环水在B1进口的温度高于供热温度的要求，则循环水在采暖循环泵4的动力下进入蓄放热换热器2内部换热，辅助热源设备不工作，辅助热源循环泵3工作，蓄放热水箱8的水由C2出口进入辅助热源循环泵3，再由D1进口进入辅助热源设备，从辅助热源设备D2出口出来的水一部分或全部从蓄放热换热器2的d口进入蓄放热换热器2将循环水多余的热量换走，从蓄放热换热器c出口经过三通调节阀S1的x-z通道经由C1进口流至蓄放热水箱8中。三通调节阀S1的x-z通道的流量与y-z通道的流量是反比例关系，x-z通道的流量越大则y-z通道的流量越小；x-z通道的流量越小则y-z通道的流量越大；三通调节阀S1的阀门开度由物联网控制柜11根据B1进口的温度来控制，B1进口温度越高，三通调节阀S1的开度越小，x-z通道的流量越小；B1进口温度越低，三通调节阀S1的开度越大，x-z通道的流量越大；当C2出口的温度达到物联网控制柜11设置的上限时，物联网控制柜11关闭辅助热源循环泵3，完成蓄热，同时降低主热源制热量或关闭主热源设备，此时物联网控制柜检测到B2出口温度达到设定温度时，也可以关闭采暖循环泵4或降低采暖循环泵4的转速，以此来节约用电。

3)主热源的循环水在B1进口的温度低于供热温度的要求，则循环水在采暖循环泵4的动力下进入蓄放热换热器2内部换热，辅助热源设备不工作，辅助热源循环泵3工作，蓄放热水箱8的水由C2出口进入辅助热源循环泵3，再由D1进口进入辅助热源设备，从辅助热源设备D2出口出来的水一部分或全部从蓄放热换热器2的d口进入蓄放热换热器2将循环水加热到设定温度，(此时如果蓄放热水箱8的水温不足以将循环水加热到设定温度，则物联网控制将辅助热源设备开启提高水温)再从蓄放热换热器2的c出口经过三通调节阀S1的x-z通道经由C1进口回到蓄放热水箱8中。三通调节阀S1的x-z通道的流量与y-z通道的流量是反比例关系，x-z通道的流量越大则y-z通道的流量越小；x-z通道的流量越小则y-z通道的流量越大；三通调节阀S1的阀门开度由物联网控制柜11根据B1进口的温度来控制，B1进口温度越高，三通调节阀S1的开度越小，x-z通道的流量越小；B1进口温度越低，三通调节阀S1的开度越大，x-z通道的流量越大；

4)还可以一边通过主热源供热，一边通过辅助热源蓄热。在主热源不启动的时候也可以通过蓄放热水箱8和辅助热源供热。

以新疆哈密为例，极端天气只有不到200个小时，如果按照目前常规的选型方式，为极端天气准备的设备在其余90％的时间都处于闲置状态，明显浪费了大量的资金成本。如果根据图1，采用增加辅助热源的方式增加了造价相对便宜的电锅炉应对极端天气，就能够大大降低设备成本。

第二种情况：

如图2所示的工作过程与图1原理相似，相对于图1所示的基本结构，图2所示的结构增加了主热源循环泵1及主热源换热器5，增加主热源循环泵1以后，在不需要供暖的时间段，可以将采暖循环泵4停机，依然可以通过主热源循环泵1给蓄放热水箱8蓄热，降低蓄热能耗；也适用于供热流量和主热源循环流量不一致的状态，避免双方互相干扰，减少能耗并且提高供暖质量。

第三种情况：

如图3所示的工作原理与图2相似，进一步增加了蓄放热循环泵6，并调整了蓄放热接口和辅助热源接口的位置，并在其中的两个循环泵的出口侧增加了K1K2止回阀。目的在于将辅助热源与蓄放热分开单独控制，需要启动蓄放热可以单独启动蓄放热，需要单独启动辅助热源时，就单独启动辅助热源，也是为了避免双方流量不一致工作目的不一致的状况，避免双方互相干扰，减少能耗并且提高供暖质量。

图4是为配合图3，在与辅助热泵相互配合时的进一步说明。外接设备增加了辅助热泵10和辅助热泵循环泵7，提高蓄热温度，能够增加蓄热量3-5倍，比如通过空气能蓄热最高可以将水温提高到55℃，通过辅助热泵10进一步将水温提高到85℃，从而增加蓄热量；还可以通过热泵将蓄放热水箱的热量充分利用，将水降温去热或者相变为冰取热，增加水箱的放热量；还可以用于消防水池的低水温蓄热取热。因为消防水池的水温不能超过40℃，蓄热时将消防水池的水加热到40℃蓄热，取热时将消防水池的水从40℃降至5℃-10℃用于供暖。通过吸放热盘管9换取热量，不取用消防水池的水。

本实用新型还能够适用于将热源替换为冷源的状况需要。即需要用到消防水池时，把夜间制冷取得冷水储存到消防水池，辅助热泵可将水温进一步降低，用于白天制冷，实现能效比更高，更节能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种聚合热源蓄热供热模块，其特征是：包括集成在机架或箱体内的蓄放热换热器(2)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)；蓄放热换热器(2)的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器(2)的b接口通过采暖循环泵(4)与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源的A2进口；蓄放热换热器(2)的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器(2)的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵(3)加热后重新接入辅助热源的D1进口。

2.一种聚合热源蓄热供热模块，其特征是：包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵(1)、蓄放热换热器(2)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)及主热源换热器(5)；蓄放热换热器(2)的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器(2)的b接口通过主热源循环泵(1)、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器(5)的e接口，主热源换热器(5)的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器(5)的g接口通过采暖循环泵(4)与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源换热器(5)的h接口；蓄放热换热器(2)的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口连通；蓄放热换热器(2)的d接口与辅助热源的D2出口连通，辅助热源的D2出口同时接入三通调节阀S1的y垂直端口；蓄放热水箱的C2出口通过辅助热源循环泵(3)接入辅助热源的D1进口。

3.一种聚合热源蓄热供热模块，其特征是：包括集成在机架或箱体内的主热源循环泵(1)、蓄放热换热器(2)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)、主热源换热器(5)及蓄放热循环泵(6)；蓄放热换热器(2)的a接口与主热源的A1出口连通；蓄放热换热器(2)的b接口通过主热源循环泵(1)、三通调节阀S2的u-w直通端与主热源的A2进口连通，三通调节阀S2的v垂直端口接入主热源换热器(5)的e接口，主热源换热器(5)的f接口与主热源的A2进口连通；主热源换热器(5)的g接口通过采暖循环泵(4)与采暖用户的B1进口连通，采暖用户回水的B2出口接入主热源换热器(5)的h接口；蓄放热换热器(2)的c接口通过三通调节阀S1的x-z直通端与蓄放热水箱的C1进口和辅助热源的D1进口同时连通；蓄放热换热器(2)的d接口第一个支路与三通调节阀S1的y垂直端口连通，d接口第二个支路依次通过止回阀K1、辅助热源循环泵(3)接入辅助热源的D2出口，d接口第三个支路依次通过止回阀K2、蓄放热循环泵(6)接入蓄放热水箱的C2出口。

4.根据权利要求3所述的聚合热源蓄热供热模块，其特征是：所述的机架或箱体对外开有动力电源接口F及信号线接口E，动力电源及信号线均接入物联网控制柜(11)。

5.根据权利要求3所述的聚合热源蓄热供热模块，其特征是：所述的A1,A2,B1,B2,C1,C2,D2出口的管路上均设置有温度传感器，在B1进口的管路上设置有压力传感器；所有的温度传感器和压力传感器、三通调节阀S1,S2均与物联网控制柜(11)信号连接；主热源循环泵(1)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)、蓄放热循环泵(6)也与物联网控制柜(11)控制连接。

6.根据权利要求3所述的聚合热源蓄热供热模块，其特征是：所述的主热源循环泵(1)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)及蓄放热循环泵(6)均设置至少两个循环泵备用；在每个循环泵的出水口均设置止回阀。

7.根据权利要求3所述的聚合热源蓄热供热模块，其特征是：所述的主热源循环泵(1)、蓄放热换热器(2)、辅助热源循环泵(3)、采暖循环泵(4)、主热源换热器(5)及蓄放热循环泵(6)各个进出口位置均配置有关断阀。

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