分段水循环供暖装置及楼宇采暖装置.pdf

本发明涉及供暖装置技术领域，是一种分段水循环供暖装置及楼宇采暖装置，其包括热源循环、管输循环和用户循环，换热段固定安装在负压蒸汽室内部，供水总管和回水总管之间并联有供热热源管路，供热热源管路上分别安装有换能板换，用户循环通过换能板换与供热热源管路进行热交换。本发明将热源循环、管输循环和用户循环成为三个独立的封闭循环，同时又环环相扣，管输循环内各点的压差很小，只需一个功率很小泵即可驱动，不必再分高层段、中层段和低层段来给高层建筑供暖，大大减小了在管道井内安装的输水管和供水泵，节约了电能，降低设备成本，具有安全、省力、简便、高效的特点。

1.  一种分段水循环供暖装置，其特征在于包括热源循环、管输循环和用户循环，
热源循环包括燃气锅炉，燃气锅炉包括燃烧室、锅炉循环液腔室和负压蒸汽室，燃烧室的外壁与锅炉循环液腔室的外壁连接，锅炉循环液腔室的内部与负压蒸汽室的内部连通；
管输循环包括换热段、供水总管、回水总管，换热段固定安装在负压蒸汽室内部，回水总管的输出端与换热段的输入端连通，换热段的输出端与供水总管的输入端连通，供水总管的输出端与回水总管的输入端之间通过限压阀连通，供水总管和回水总管之间并联有不少于两个的供热热源管路，供水总管上安装有供水泵，回水总管上安装有回水泵；
每一个供热热源管路上分别安装有一个换能板换，每一个用户循环通过一个换能板换与供热热源管路进行热交换，每一个用户循环内分别安装有室内循环泵。

2.  根据权利要求1所述的分段水循环供暖装置，其特征在于燃气锅炉包括第一燃气锅炉和第二燃气锅炉，换热段包括并联的第一换热段和第二换热段，第一换热段固定安装在第一燃气锅炉的负压蒸汽室的内部，第二换热段固定安装在第二燃气锅炉的负压蒸汽室的内部。

3.  根据权利要求1或2所述的分段水循环供暖装置，其特征在于供水泵包括并联的第一供水泵和第二供水泵。

4.  根据权利要求1或2所述的分段水循环供暖装置，其特征在于分段水循环供暖装置还包括控制器和用于采集用户循环所在空间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵的控制端电连接。

5.  根据权利要求3所述的分段水循环供暖装置，其特征在于分段水循环供暖装置还包括控制器和用于采集用户循环所在空间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵的控制端电连接。

6.  根据权利要求1或2所述的分段水循环供暖装置，其特征在于燃烧室位于锅炉循环液腔室的下方，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方；或，燃烧室呈圆柱形，锅炉循环液腔室环绕在燃烧室的四周，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通，排烟管位于锅炉循环液腔室的内部，排烟管沿锅炉循环液腔室的圆周方向均布。

7.  根据权利要求3所述的分段水循环供暖装置，其特征在于燃烧室位于锅炉循环液腔室的下方，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方；或，燃烧室呈圆柱形，锅炉循环液腔室环绕在燃烧室的四周，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通，排烟管位于锅炉循环液腔室的内部，排烟管沿锅炉循环液腔室的圆周方向均布。

8.  根据权利要求4所述的分段水循环供暖装置，其特征在于燃烧室位于锅炉循环液腔室的下方，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通；或，燃烧室呈圆柱形，锅炉循环液腔室环绕在燃烧室的四周，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通，排烟管位于锅炉循环液腔室的内部，排烟管沿锅炉循环液腔室的圆周方向均布。

9.  根据权利要求5所述的分段水循环供暖装置，其特征在于燃烧室位于锅炉循环液腔室的下方，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方；或，燃烧室呈圆柱形，锅炉循环液腔室环绕在燃烧室的四周，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通，排烟管位于锅炉循环液腔室的内部，排烟管沿锅炉循环液腔室的圆周方向均布。

10.  一种使用权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的分段水循环供暖装置的楼宇采暖装置，其特征在于包括楼体、管道井和热源箱体，楼体的内部设置有直通式上下方向的管道井，楼体的顶部或底部或内部或四周的其中一侧固定安装有热源箱体；供水总管与回水总管分别固定安装在管道井的内部；燃气锅炉固定安装在热源箱体内部。

分段水循环供暖装置及楼宇采暖装置
技术领域
本发明涉及供暖装置技术领域，是一种分段水循环供暖装置及楼宇采暖装置。
背景技术
目前，住宅小区的供热方式主要为集中供热，热水流过用户的室内供热管后，汇合到回水管道并输送到锅炉进行加热，由于热水要通过多个用户的室内供热管，这就要求输送泵具备很高的功率。对于高层住宅而言，楼层高，需要很大扬程的泵才能将热水泵到顶层用户家中，同时输水管道还要承受很大的压力，管道存在被压裂的风险，同时输送泵的体积会很大，价格高昂，经济性不好。
目前常用的解决方案是分层进行供热，如附图1所示，分为高、中、低三个层段进行供热，高层段a采用第一输送泵26、第一供水管27、第一回水管28为第十六层至第二十四层的用户供热水，中层段b采用第二输送泵29、第二供水管30、第二回水管31为第七层至第十五层的用户供热水，低层段c采用第三输送泵32、第三供水管33、第三回水管34为第一层至第六层的用户供热水，热水要通过用户的室内供热管35。
这种解决方案存在以下问题：1.管道井内要安装六条水管，在楼房设计时就要预留出足够大的管道井，使得住户的公摊面积增大，浪费空间；2.管道井内水管密布，如其中一根管线发生泄漏，维修极为不便；分高、中、低三个层段进行供热，需要三台输送泵，耗电量大。
发明内容
本发明提供了一种分段水循环供暖装置及楼宇采暖装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有高层住宅供热方案中存在的费时费力、施工效率较低、存在安全隐患的问题。
本发明的第一种技术方案是通过以下措施来实现的：一种分段水循环供暖装置，包括热源循环、管输循环和用户循环，热源循环包括燃气锅炉，燃气锅炉包括燃烧室、锅炉循环液腔室和负压蒸汽室，燃烧室的外壁与锅炉循环液腔室的外壁连接，锅炉循环液腔室的内部与负压蒸汽室的内部连通；管输循环包括换热段、供水总管、回水总管，换热段固定安装在负压蒸汽室内部，回水总管的输出端与换热段的输入端连通，换热段的输出端与供水总管的输入端连通，供水总管的输出端与回水总管的输入端之间通过限压阀连通，供水总管和回水总管之间并联有不少于两个的供热热源管路，供水总管上安装有供水泵，回水总管上安装有回水泵；每一个供热热源管路上分别安装有一个换能板换，每一个用户循环通过一个换能板换与供热热源管路进行热交换，每一个用户循环内分别安装有室内循环泵。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述燃气锅炉包括第一燃气锅炉和第二燃气锅炉，换热段包括并联的第一换热段和第二换热段，第一换热段固定安装在第一燃气锅炉的负压蒸汽室的内部，第二换热段固定安装在第二燃气锅炉的负压蒸汽室的内部。
上述供水泵包括并联的第一供水泵和第二供水泵。
上述分段水循环供暖装置还包括控制器和用于采集用户循环所在空间内的温度的室温传感器，室温传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的指令输出端与室内循环泵的控制端电连接。
上述燃烧室位于锅炉循环液腔室的下方，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方；或，燃烧室呈圆柱形，锅炉循环液腔室环绕在燃烧室的四周，负压蒸汽室位于锅炉循环液腔室的上方，燃烧室通过排烟管与大气连通，排烟管位于锅炉循环液腔室的内部，排烟管沿锅炉循环液腔室的圆周方向均布。
本发明的第二种技术方案是通过以下措施来实现的：
一种使用上述分段水循环供暖装置的楼宇采暖装置，包括楼体、管道井和热源箱体，楼体的内部设置有直通式上下方向的管道井，楼体的顶部或底部或内部或四周的其中一侧固定安装有热源箱体；供水总管与回水总管分别固定安装在管道井的内部；燃气锅炉固定安装在热源箱体内部。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其将热源循环、管输循环和用户循环成为三个独立的封闭循环，同时又环环相扣，管输循环中的水由供水泵和回水泵驱动进行循环，用户循环中的水由室内循环泵驱动进行循环，由于管输循环是一个独立的封闭循环，管输循环内各点的压差很小，只需一个功率很小泵即可驱动管输循环内的水流动，所以在给高层建筑物进行供暖时，不必再分高层段、中层段和低层段来供暖，只需要一个供水总管、一个回水总管、一个供水泵即可，大大减小了在管道井内安装的输水管，方便供水总管和回水总管的安装检修，提高工作效率，减少了供水泵的数量和功率，节约了电能，降低设备成本；同时采用此种方案还可以节约建筑空间，在高层建筑物设计时不必预留很大的管道井，降低住户的公摊面积和费用，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为现有相关技术中高层住宅采暖的局部剖视结构示意图。
附图2为本发明实施例一分段水循环供暖装置的液压原理示意图。
附图3为本发明实施例二分段水循环供暖装置的液压原理示意图。
附图4为本发明实施例三分段水循环供暖装置中燃气锅炉的横截面结构示意图。
附图5为本发明实施例四楼宇采暖装置的局部剖视结构示意图。
附图6为附图2、3所示结构中用户循环所在房间的温度控制原理图。
附图中的编码分别为：1为用户循环，2为燃气锅炉，3为燃烧器，4为负压蒸汽室，5为换热段，6为供水总管，7为回水总管，8为限压阀，9为供热热源管路，10为供水泵，11为回水泵，12为换能板换，13为室内循环泵，14为第一燃气锅炉，15为第二燃气锅炉，16为第一换热段，17为第二换热段，18为控制器，19为室温传感器，20为楼体，21为管道井，22为热源箱体，23为第一供水泵，24为第二供水泵，25为锅炉循环液，26为第一输送泵，27为第一供水管，28为第一回水管，29为第二输送泵，30为第二供水管，31为第二回水管，32为第三输送泵，33为第三供水管，34为第三回水管，35为室内供热管，36为燃烧室，37为锅炉循环液腔室，38为排烟管，a为高层段，b为中层段，c为低层段。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例一：如附图2所示，该分段水循环供暖装置包括热源循环、管输循环和用户循环1，热源循环包括燃气锅炉2，燃气锅炉2包括燃烧室36、锅炉循环液腔室37和负压蒸汽室4，燃烧室36的外壁与锅炉循环液腔室37的外壁连接，锅炉循环液腔室37的内部与负压蒸汽室4的内部连通；管输循环包括换热段5、供水总管6、回水总管7，换热段5固定安装在负压蒸汽室4内部，回水总管7的输出端与换热段5的输入端连通，换热段5的输出端与供水总管6的输入端连通，供水总管6的输出端与回水总管7的输入端之间通过限压阀8连通，供水总管6和回水总管7之间并联有不少于两个的供热热源管路9，供水总管6上安装有供水泵10，回水总管7上安装有回水泵11；每一个供热热源管路9上分别安装有一个换能板换12，每一个用户循环1通过一个换能板换12与供热热源管路9进行热交换，每一个用户循环1内分别安装有室内循环泵13，燃烧室36位于锅炉循环液腔室37的下方，负压蒸汽室4位于锅炉循环液腔室37的上方，燃烧室通过排烟管38与大气连通。
首先，介绍热源循环，在锅炉循环液腔室37中加入锅炉循环液25，锅炉循环液25可为纯净水，负压蒸汽室4内的压力在0.6至0.8个大气压，点燃燃烧器3，燃烧器3的火力大小可根据用户需求设定和调节，加热锅炉循环液25，由于锅炉循环液腔室37与负压蒸汽室4连通，所以锅炉循环液25在60℃至80℃时就会沸腾变成蒸汽，高温蒸汽上升与换热段5接触，将热量传递给换热段5内的液体，换热段5内的液体被加热并被供水泵10抽走，高温蒸汽的热量被换热段5内的液体吸走，温度下降变成液滴，重新落入锅炉循环液腔室37内部，完成热源循环。热源循环就是燃气锅炉2内的锅炉循环液25从液体变为高温蒸汽，再由高温蒸汽冷却成液体的往复循环，燃气锅炉2的燃烧器3与换热段5不直接接触，而是通过锅炉循环液25传递热量。
其次，介绍管输循环，管输循环内的水沿换热段5、供水总管6、并联的换热热源管路9、回水总管7组成的封闭环路流动，换热段5内的热水流到供水总管6内，供水泵10将供水总管6内的热水泵送到并联的多个换热热源管路9内，从换热热源管路9流出的水汇集到回水总管7内并被回水泵抽回换热段5，重新循环。管输循环通过换能板换12将热量传递给用户循环1，管输循环和用户循环1不直接接触，而是通过换能板换12传递热量。
最后，介绍用户循环1，用户循环1是一个独立的封闭循环，用户循环1通过换能板换12从管输循环获得热量。
这种设计使得热源循环、管输循环和用户循环1成为三个独立的封闭循环，同时又环环相扣。管输循环中的水由供水泵10和回水泵驱动进行循环，用户循环1中的水由室内循环泵13驱动进行循环，由于管输循环是一个独立的封闭循环，管输循环内各点的压差很小，只需一个功率很小泵即可驱动管输循环内的水流动，所以在给高层建筑物进行供暖时，不必再分高层段、中层段和低层段来供暖，只需要一个供水总管6、一个回水总管7、一个供水泵10即可，大大减小了在管道井内安装的输水管，方便供水总管6和回水总管7的安装检修，提高工作效率，减少了供水泵10的数量和功率，节约了电能，降低设备成本；同时采用此种方案还可以节约建筑空间，在高层建筑物设计时不必预留很大的管道井，降低住户的公摊面积和费用。
可根据实际需要，对上述分段水循环供暖装置作进一步优化或/和改进：
如附图6所示，上述分段水循环供暖装置还包括控制器18和用于采集用户循环1所在空间内的温度的室温传感器19，室温传感器19的信号输出端与控制器18的信号输入端电连接，控制器18的指令输出端与室内循环泵13的控制端电连接。这样，室温传感器19可以自动检测用户家中的温度，并将检测到的温度发送至控制器18，控制器18将检测到的温度和温度目标值进行比较，当检测到的温度低于温度目标值时，则将室内循环泵13的功率调高一档；当检测到的温度高于温度目标值时，则将室内循环泵13的功率调低一档，使用户室内温度始终保持动态平衡，满足用户的个性化需求，实现了用户室内温度的自动调节，解决了传统供热模式中依靠人工进行不间断作业的问题，提高自动化程度和工作效率。
实施例二：如附图3所示，上述燃气锅炉包括第一燃气锅炉14和第二燃气锅炉15，换热段5包括并联的第一换热段16和第二换热段17，第一换热段16固定安装在第一燃气锅炉14的负压蒸汽室4的内部，第二换热段17固定安装在第二燃气锅炉15的负压蒸汽室4的内部。这样，第二燃气锅炉15可以作为第一燃气锅炉14的备用锅炉，当第一燃气锅炉14出现故障时，可以启动第二燃气锅炉15，避免出现停止供热的情况，提高供热稳定性；另外，第一燃气锅炉14和第二燃气锅炉15可以同时工作，也可以只有一台燃气锅炉进行供热，供热更加灵活，能够满足不同的用热需求；同理，第二外网循环泵可以作为第一外网循环泵的备用循环泵，当第一外网循环泵出现故障时，可以启动第二外网循环泵，避免出现停止供热的情况，提高供热稳定性，第一外网循环泵和第二外网循环泵可以同时工作，也可以只有一台外网循环泵工作，供热更加灵活，能够满足不同的用热需求。
如附图3所示，上述供水泵包括并联的第一供水泵23和第二供水泵24。
如附图6所示，上述分段水循环供暖装置还包括控制器18和用于采集用户循环1所在房间内的温度的室温传感器19，室温传感器19的信号输出端与控制器18的信号输入端电连接，控制器18的指令输出端与室内循环泵13的控制端电连接。这样，室温传感器19可以自动检测用户家中的温度，并将检测到的温度发送至控制器18，控制器18将检测到的温度和温度目标值进行比较，当检测到的温度低于温度目标值时，则将室内循环泵13开启；当检测到的温度高于温度目标值时，则将室内循环泵13关闭，使用户室内温度始终保持动态平衡，满足用户的个性化需求，实现了用户室内温度的自动调节，解决了传统供热模式中依靠人工进行不间断作业的问题，提高自动化程度和工作效率。
实施例三：如附图4所示，作为另一种优选实施例，燃烧室36呈圆柱形，锅炉循环液腔室37环绕在燃烧室36的四周，负压蒸汽室4位于锅炉循环液腔室37的上方，燃烧室36通过排烟管38与大气连通，排烟管38位于锅炉循环液腔室37的内部，排烟管38沿锅炉循环液腔室37的圆周方向均布。该燃气锅炉为公知公用的装置，排烟管38穿过锅炉循环液腔室37内部并沿锅炉循环液腔室37的圆周方向均布，增大了锅炉循环液腔室37与燃烧室36的接触面积，使得燃烧室36释放的热量能够更快地传递到锅炉循环液腔室37内。
实施例四：如附图5所示，一种使用实施例一所述的分段水循环供暖装置的楼宇采暖装置，包括楼体20、管道井21和热源箱体22，楼体20的内部设置有沿上下方向的管道井21，楼体20的顶部固定安装有热源箱体22；供水总管6与回水总管7分别固定安装在管道井21的内部；燃气锅炉2固定安装在热源箱体22内部。将热源箱体22和燃气锅炉2安装在楼体20的顶部，节约了土地，且不影响城市美观；热源箱体22和燃气锅炉2位于楼体20的顶部，供水总管6和回水总管7位于楼体20的管道井21内，用户循环1位于楼体20内部，分段水循环供暖装置的各个循环都位于楼体20上，缩短了热源循环和管输循环之间的距离，以及管输循环和用户循环1之间的距离，热量输送距离短，输送过程中的热损失少，更加节能环保；与传统的集中供暖相比较，避免了输热管线的大面积、长距离的铺设施工，节约了劳动力成本，提高供暖作业的效益。当然，还可以将热源箱体22安装在楼体20的底部或内部或四周的一侧，这些方案也应当包含在本发明的保护范围之内，在此不再赘述。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。