用于高低区供暖的复合热源系统及其组成的供暖系统技术方案

本实用新型专利技术属于区域热水供暖设备领域，具体提供了一种用于高低区供暖的复合热源系统，包括热水锅炉和水-水换热器，水-水换热器的水平高度高于热水锅炉的炉膛的水平高度，热水锅炉的出水口连通设置有热水锅炉出水管，热水锅炉出水管与水-水换热器的供热端进水管连通，供热端进水管与水-水换热器的供热端进水口连通，水-水换热器的供热端出水口连通设置有供热端出水管，供热端出水管与热水锅炉的进水口连通。本实用新型专利技术还提供包括该复合热源系统的供暖系统。有益效果：提供的复合热源系统能够安全稳定、相互独立的同时作为高区和低区热源。提供的供暖系统实现了低成本、高效、节能、可靠、稳定的实现了高低区用户同时的供暖需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于区域热水供暖设备领域，具体涉及一种用于高低区供暖的复合热源系统及其组成的供暖系统。
技术介绍
在区域热水供暖实践中，经常会遇到大多数建筑高度小于40米，少数高层建筑物高度大于40米的情况。为了降低工程造价，供暖设计按区域分为低区和高区。例如在煤矿工业场地供暖设计中，办公类建筑、生活类建筑和一般生产类建筑高度都小于40米，而井塔和装储系统高度在70米以上。这样就将供暖区域分为了高区和低区两个供暖区域。在传统常规实践中，为了减少工程造价，把建筑高度小于40米的建筑，设计为低区供暖系统；把建筑高度大于40米的建筑，设计为高区供暖系统，形成两个独立的供暖系统。而这两个独立供暖系统，又要共用同个锅炉热源。传统技术的通常工程做法：一是增设水—水换热器，水—水换热器一次网和低区循环系统是一个系统；水—水换热器二次网是高区供暖系统热源。二是低区供暖系统按常规供暖系统设计，高区供暖系统在回水管上安装减压启闭机组，由减压启闭机组控制运行和启闭时系统压力，这样就解决了高区供暖系统和低区供暖系统共用热源接网问题。这两种供暖系统存在的问题是：其一，增设水—水换热器，水—水换热器一次网和低区循环系统是一个系统，水—水换热器二次网是高区供暖系统热源的供暖系统，当低区供暖系统故障停运时，高区网没有热源支持，不能供暖。其二，高区供暖系统在回水管上安装减压启闭机组，由减压启闭机组控制运行和启闭时系统压力的供暖系统，由于减压启闭机组故障率高，控制不可靠，造成低区供暖系统超压，发生爆片等事故。特别是停电和电气故障，容易造成减压启闭机组控制失灵，进而酿成事故。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术提供了一种能够安全稳定的同时向高区和低区提供热源的复合热源系统。同时，本技术还提供了包含本技术复合热源系统的用于高低区的供暖系统。本技术的用于高低区供暖的复合热源系统包括热水锅炉和水-水换热器，所述水-水换热器的水平高度高于所述热水锅炉的炉膛的水平高度，所述热水锅炉的出水口连通设置有热水锅炉出水管，所述热水锅炉出水管与水-水换热器的供热端进水管连通，所述供热端进水管与水-水换热器的供热端进水口连通，所述水-水换热器的供热端出水口连通设置有供热端出水管，所述供热端出水管与热水锅炉的进水口连通。在具体实践中，水-水换热器中心高于热水锅炉炉膛燃烧室，由于有位置高差和水温差，就提供了自然循环热动力，这样就形成了由热水锅炉和水-水换热器组成的高区供暖系统热源及以锅炉为低区供暖系统直供热源的复合热源，构成了能够同时作为高区和低区供热的复合热源系统，同时该系统中的高区热源和低区热源互相独立，互不影响，一方的故障不影响另一方的正常顺利运行。关于位置高差和水温差提供自然循环热动力的具体分析如下：热水锅炉工质用水，以水作为热媒。循环动力为内部受热面受热强度的不同，造成水温的不同，产生的容重差为动力形成的重力自然循环，整个热水锅炉是一个重力循环系统，热水锅炉和水—水换热器又形成了另一个热动力循环系统。热水锅炉和水—水换热器循环系统产生热动力计算如下：重力循环系统的作用压力⊿P⊿P＝P1－P2＝gH(ρ下－ρ上)式中：⊿P—重力循环系统的作用压力，单位：Pa；g—重力加速度，m/s2H—炉膛加热中心至水-水换热器冷却中心的垂直距离，单位：m；ρ下—下降水(换热器换热冷却后的水)密度，单位：kg/m3；ρ上—上升水(锅炉受热面加热的水)密度，单位：kg/m3。上升水水温95℃(受热面加热的水)，密度961.92kg/m3，下降水水温80℃(换热器换热冷却后的水)密度971.83kg/m3，则由加热中心至冷却中心每米垂直距离所产生的作用压力为97.2Pa。锅炉和水—水换热器循环系统按加热中心至冷却中心每米垂直距离所产生的作用压力97.2Pa设计水循环系统。以下为本技术的优选特征，如无特别额外说明及相互冲突之处，这些优选特征均可以相互任意组合成本技术的技术方案。考虑到循环动力的最大化利用和设计的方便性，比较优选的设计，所述水-水换热器固定设置在所述热水锅炉的顶部。同时，本技术还提供了一种能够对高低区同时供暖的供暖系统，主要由前述本技术所述的复合热源系统、高区供暖系统和低区供暖系统组成；所述热水锅炉出水管还与所述低区供暖系统的低区供水干管连通，所述热水锅炉上还设置有回水口，所述热水锅炉回水口与所述低区供暖系统的低区回水干管连通；所述水-水换热器的吸热端出水口与所述高区供暖系统的高区供水干管连通，所述水-水换热器的吸热端进水口与所述高区供暖系统的高区回水干管连通。高区供暖系统的进一步细化，所述高区供暖系统主要由高区供水干管、高区供暖终端以及高区回水干管依次连通组成，所述高区回水干管上设置有循环水泵。进一步的，高区供暖终端由多个散热器和多个供热立-支管组成，多个散热器之间通过多个供热立-支管或串联或并联连通。为了提升运输效率或提供备用支持，较为优选的设计，所述高区回水干管
上并联设置有两台循环水泵。为了取得高区供暖系统内定压、稳压、补水的作用。较为优选的设计，所述高区回水干管还连通设置有定压补水装置。为了及时排出系统内积聚的气体，较为优选的设计，所述高区供水干管还连通设置有带有放气阀的集气罐。对于低区供暖系统的进一步细化，较为优选的设计，所述低区供暖系统主要由低区供水干管、低区供暖终端以及低区回水干管依次连通组成。进一步的，所述低区回水干管上设置有循环水泵。低区供暖终端由多个散热器和多个供热立-支管组成，多个散热器之间通过多个供热立-支管或串联或并联连通。为了及时排出系统内积聚的气体，较为优选的设计，所述热水锅炉出水管与所述低区供水干管之间通过集气罐连通，所述集气罐上设置有放气阀。为了取得低区供暖系统内定压、稳压、补水的作用。较为优选的设计，所述低区供水干管还连通设置有膨胀水箱。本技术的有益效果为：本技术提供了一个能够为高区用户和低区用户同时供暖的复合热源提供，同时该复合热源系统作为高区热源和作为低区热源相互独立，互不影响，一方的间断或停止运行并不影响另一方的正常供热。本技术还同时提供的供暖系统，系统稳定性高，结构简洁，控制可靠，节能降成本。进一步的详细阐述：本技术相较之于传统高低区供暖解决方案，首先能较好的解决一个热源点的区域，针对不同高度的建筑，实现分区供暖。其次，高、低区实现分设系统，互不影响，当一个系统出现故障，另一个系统仍能运行。第三，解决了由减压启闭机组控制系统压力的供暖系统，由于减压启闭机组故障率高，控制不可靠，造成低区供暖系统超压，发生爆片等事故。或是停电和电气故障，造成减压启闭机组控制失灵，造成事故等问题。第四，高区系统水—水换热器采用安装在锅炉上部方案，一次侧实现了用自然热动力循环，节省了电耗，同时也避免了用低区供暖系统循环水泵作为水—水换热器作为一次侧的循环动力，造成的系统互为影响问题。附图说明图1是本技术的复合热源系统的结构示意图；图2是本技术的复合热源供暖系统的结构示意图。图中：1为热水锅炉；2为出水阀；3为集气罐；4为放气阀；5为低区供水干管；6为供热立-支管；7为散热器；8为低区回水干管；9为循环水泵；10为止回阀；11为锅炉回水管；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高低区供暖的复合热源系统，其特征在于：包括热水锅炉和水‑水换热器，所述水‑水换热器的水平高度高于所述热水锅炉的炉膛的水平高度，所述热水锅炉的出水口连通设置有热水锅炉出水管，所述热水锅炉出水管与水‑水换热器的供热端进水管连通，所述供热端进水管与水‑水换热器的供热端进水口连通，所述水‑水换热器的供热端出水口连通设置有供热端出水管，所述供热端出水管与热水锅炉的进水口连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于高低区供暖的复合热源系统，其特征在于：包括热水锅炉和水-水换热器，所述水-水换热器的水平高度高于所述热水锅炉的炉膛的水平高度，所述热水锅炉的出水口连通设置有热水锅炉出水管，所述热水锅炉出水管与水-水换热器的供热端进水管连通，所述供热端进水管与水-水换热器的供热端进水口连通，所述水-水换热器的供热端出水口连通设置有供热端出水管，所述供热端出水管与热水锅炉的进水口连通。2.根据权利要求1所述的复合热源系统，其特征在于：所述水-水换热器固定设置在所述热水锅炉的顶部。3.一种供暖系统，其特征在于，主要由权利要求1或2所述的复合热源系统、高区供暖系统和低区供暖系统组成；所述热水锅炉出水管还与所述低区供暖系统的低区供水干管连通，所述热水锅炉上还设置有回水口，所述热水锅炉回水口与所述低区供暖系统的低区回水干管连通；所述水-水换热器的吸热端出水口与所述高区供暖系统的高区供水干管连通，所述水-水换热器的吸热端进水口与所述高区供暖...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚长利，
申请(专利权)人：姚长利，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15