[发明专利]供暖循环动力控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种供暖循环动力控制方法及系统。

背景技术

供暖一直是北方涉及民生问题的大事，供暖效果的好坏直接关系到民众 过冬的生活质量，因此国家对于供暖效果非常关注。随着各种各样高楼大厦 的拔地而起，如何在保证保供暖效果的同时节约供暖运行能耗是建筑设计企 业非常关注的一项设计参数。

根据流体力学原理可知，每一供暖管路管径、弯管角度、三通角度等参 数都会影响供暖系统的阻力，因此如何更好地控制供暖系统的阻力是降低供 暖系统运行能耗的的关键技术之一。

发明内容

针对现有技术中存在的缺少对供暖循环动力进行精确控制的相关技术的 问题，本发明要解决的技术问题是提出一种供暖循环动力控制方法及系统。

为了解决上述问题，本发明提出了一种供暖循环动力控制系统，其特征 在于，包括：锅炉、斜三通、止回阀、渐扩管、循环水泵、阀门、除污器、 水箱、热用户；其中所述锅炉、止回阀、除污器、热用户之间通过主管路串 联闭合以形成供暖回路；还包括循环水泵，所述循环水泵通过斜三通接入供 暖回路中；其中且所述循环水泵的出水口通过渐扩管连接斜三通的下倾斜管， 且所述斜三通的横管两端接入主管路；且所述循环水泵的入水口通过渐扩管 接入主管路。

进一步，其中斜三通的下倾斜管与横管的夹角为30°～60°；且所述渐 扩管的扩张角为6°～12°；其中所述循环水泵的出水口和入水口都连接渐扩 管口径小的一端。

进一步，其中所述主管路上还连接有补水泵和止回阀，所述补水泵用于 补充系统内的水损失。

进一步，其中所述系统循环水泵为两台，且相互并联，其中所述主管路 的总流量小于两台循环水泵单独运行的流量之和，且大于每一台循环水泵的 最高流量。

进一步，主管路的管网特性曲线平缓时，所述系统包括一台循环水水泵； 且主管路的管网特性曲线陡峭时，所述循环水泵为两台或两台以上。

同时，本发明实施例还提出了一种如前任一项所述的供暖循环动力控制 系统的设计方法，包括：

根据循环水泵进出配管的阻力损失、流速与流量的关系，确定所述循环 水泵的出水口的水管的管径；

根据管路各位置壁面剪切应力，确定所述循环水泵的出水口使用直管或 渐扩管；

根据管网系统中三通流动状态阻力分析确定斜三通的下倾斜管的倾斜角；

根据供暖循环系统结构确定是否设置止回阀和补水泵；

根据主管路的管网特性曲线确定使用一台循环水泵还是使用两台并联的 循环水泵。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种供暖 循环动力控制方法及系统，能够提高供暖用水的控制效果。同时发明人通过 非常详尽的分析验证了整个系统中各个零部件的选型，以在理论上和实际使 用中说明整个系统的优异效果。

附图说明

图1a和图1b为直管与渐扩管的壁面剪切应力分布云图；

图2为沿流动方向的壁面剪切应力对比曲线图；

图3为应力降低率分布图；

图4为局部损失系数随渐扩角变化曲线图；

图5为本发明实施例中采用的三通的结构示意图；

图6a-图6e为不同三通的壁面剪切应力分布云图；

图7为不同三通的三通壁面切应力随局部轴位置变化图；

图8为三通物理模型中0.09～0.15m管段位置中某同一位置壁面剪切应力 受不同倾角影响的对比图；

图9为采用渐扩管的循环水泵进出口结构图；

图10为本发明实施例的供暖循环动力控制系统的结构示意图；

图11为现有的供暖循环动力控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合 附图及具体实施例进行详细描述。

由于现有的供暖系统都采用循环供暖的结构，即在供暖侧采用多个泵一 起驱动供暖液体进行循环，因此本发明实施例对于循环水泵进行了详细的研 究：

1.水泵进出口配管局部阻力损失计算

根据流体力学原理，配管局部阻力损失按式(1)计算：

式中：ζ为局部损失(阻力)系数；热媒的密度(kg/m3)；ν热媒在管道 内流速(m/s)。

流速与流量的关系按式(2)计算：

式中：Q系统水流量(m3/h)；RS管道的当量半径(m)。

由上述两公式可知单位长度管道的摩擦阻力按式(3)计算：