供热、空调直连压力分离系统 所属技术领域
本发明属供热和空调设备领域，特别涉及一种使运行压力不同的用户在水力系统上连接在一起的供热、空调直连压力分离系统。背景技术
在供热、空调系统中，当一个局部系统连接到主系统时，经常会出现局部系统与主系统运行压力不同这样的矛盾。例如，在较大型的热网中，为维持热网系统的正常运行，主热网的运行压力会超过部分用户散热器的承压能力，直接连接将导致散热器爆裂，此外，高层建筑或地势之间的高差也会产生运行压力与承压能力之间的矛盾；在大型高层建筑空调水系统中，也存在底层设备与顶层设备承压悬殊的问题。产生矛盾的原因一是受经济技术条件的限制主系统与局部系统的承压能力无法一致；二是系统停止运行时的静压将使局部系统或主系统的压力超过安全限制，这种矛盾随着系统规模和复杂性的增加而突出。
这些问题的传统解决方法是增加系统的设计压力，或者，使用热交换器将局部系统与主系统隔离，或使用双水箱或单水箱开式溢流立管系统。
增加系统的设计压力必须增加设备的承压能力，这将提高系统的投资。
热交换器将导致热效率降低和不可避免的温度损失，特别是在低温水供热和空调系统中，使用换热器缺点尤为明显，因为低温水经换热后，供水温度进一步降低，用户散热器面积增加，供热效果恶化，换热器和增加的散热器提高了系统地投资；在空调系统中，使用换热器将提高冷冻水的温度，为了尽量减少冷冻水温度的提高，必须增大换热器的面积，温度的提高影响空调的效果，同时也增加了换热器和末端设备的造价。这些众所周知的不利因素导致系统的功能下降，大大地减少了系统整体性优势。
开式溢流立管系统也存在无法克服的缺点。首先因为和大气连通，系统不可避免的进入大量空气，影响系统运行，腐蚀管道；其次，开式溢流立管系统为半管流，类似于排水立管，有较大噪声，第三，立管中下落的水的动能将造成系统压力波动。发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，节省投资，能使系统的不同部分连接在一起，并保证系统不同部分的压力无论在运行还是停止时都是相互隔离的，既没有温度损失，又保持不同压力水平，既能避免管道腐蚀，又不存在噪声污染的供热、空调直连压力分离系统。
本发明的技术解决方案可依如下方式实现：
本发明含有：控制罐A、升压泵P、局部系统循环泵P、控制阀RVn、安装于供水管上的关断阀AVm、安装于回水管上的关断阀AVn；所述控制罐A的上部与供水管相通；控制罐A的下部与回水管相通；所述控制阀RVn接控制单元D的输出端；所述控制单元D的输入端接控制罐A的控制输出端；所述关断阀AVn与关断阀AVm分别与升压泵P联锁。
本发明还配有：供水管上还安装有局部系统循环泵P。
本发明还配有：控制罐B、控制阀RVm；所述控制罐B的上部与供水管相通；控制罐B的下部与回水管相通；所述控制阀RVm接控制单元F的输出端；所述控制单元F的输入端接控制罐B的控制输出端。
本发明所述控制阀RVn、控制阀RVm为温度控制阀；在控制罐A与控制罐B上配有数个热电偶；上述热电偶与控制单元D、控制单元F的控制输入端相接。 本发明所述控制阀RVn、控制阀RVm为压力调节器。 本发明结构简单，能使系统的不同部分连接在一起，并保证系统不同部分的压力无论在运行还是停止时都是相互隔离的，即没有温度损失，又保持不同的压力水平；与传统设计相比本发明的主要优点体现在：
1、可按局部系统的条件设计和运行，不受主系统运行压力的影响，降低了局部系统或主系统承受的压力，节省投资。
2、与换热器隔绝系统相比，首先，整个系统使用相同参数的介质，在供热时不会降低供水温度，供冷时不会提高冷冻水的温度，这对低温供暖系统和空调系统尤为重要；其次，由于换热对数温差小，换热器面积相当大，特别是空调系统中，换热对数温差仅为1.5～2℃，所需换热器的面积是相当惊人的，温度降低或提高不但影响供暖和制冷的效果，同时大面积的换热器将大大提高系统的造价。
3、与双水箱和其它开式系统相比，本发明所述系统不会进入空气，避免了开式系统存在的管道严重腐蚀的问题，也没有开式系统溢流立管产生的噪音及压力波动等问题。
4、圆满解决了系统在停运和事故工况下迅速隔绝所产生的水击问题。附图说明
图1为本发明为单罐时一种系统原理图；
图2为本发明为单罐时第二种系统原理图；
图3为本发明在局部系统压力低于主系统情况下原理图；
图4为本发明在局部系统压力高于主系统情况下原理图；
图5为本发明控制罐A2与控制罐B6热电偶排列图；
图6为本发明结构图(图3所示工况)；
图7为本发明温度层控制方式系统图；
图8为本发明压差控制方式系统图(阀后压力调节器)；
图9为本发明压差控制方式系统图(阀前压力调节器)；具体实施方式
本发明在系统运行期间，不同部分的压力分离可以通过水泵和控制阀来保证(图3，图4)。在事故或停运的情况下，为了防止不同部分静压的传递，局部系统与主系统之间在水力工况上必须迅速地隔离，通常在局部系统与主系统之间安装快速关断阀，升压泵与快速关断阀联锁，升压泵断电关阀，升压泵通电开阀。
然而，如此迅速的关闭阀门具有相当大的危险性，将产生强烈的水力工况瞬变一水击，通常这样的操作是禁止的，因为水击会带来严重的系统破坏和设备损失。
在本发明的设计中由于采用了专门的装置，允许任意快速的开关阀门，而不产生任何压力冲击。
本发明的主要原理就是在快速关断阀关闭时连通供回水管道，即不是使流动停止，而是改变流动的方向，使流体进入另一个通路，假如流速不变，将不会发生水击现象。
在快速关断阀的位置，系统运行时，供回水管道间不应存在明显的压差。如果存在压差，当阀门关闭时，在隔绝的系统中将引起压力波动的传播。该原理的另一种表达方式是：当阀门关断，流动方向改变时，系统应该保持和正常运行时相同的阻力。正常运行期间，要使压差在整个运行期间始终保持在零，必须采取一定的措施。
图3所示系统中，供回水管道在水力工况上总是互相连通的，连通管线通过充满水的罐体使供回管的压差趋于零。
供水管接于罐体的上部，回水管接于罐体的下部，罐顶的温度接近供水温度，罐底温度接近回水温度。两者之间产生温度梯度。
系统供水管道上的控制阀RVn1、控制阀RVm5将保持控制罐的温度层稳定不变，从而保证供回水之间压差为零。
当快速关断阀AVm3被瞬间关断后，主系统供水管内的水将进入控制罐A2的顶部，控制罐A2底部的水将进入回水管。控制罐B6中的运行状态与控制罐A2相似。图4所示系统的原理与图3相同。
在图3、图4中，控制罐A2与控制罐B6中的水在运行期间应是静止的，也就是说，连接控制罐A2、控制罐B6处供回水管道之间的压差应为零。可以分别通过如下两种方式实现：
1、控制温度层方式
首先测量主系统供回水温度并计算其平均值Tm＝(Tf+Tr)/2，然后将Tm作为控制阀RVn1、控制阀RVm5的设定值，在控制罐A2、控制罐B6上设置7个位于不同高度呈螺旋状均匀排列的热电偶(见图5)，这7个温度的平均值作为控制阀RVn1、控制阀RVm5的反馈值通过控制阀RVn1和控制阀RVm5使反馈值始终等于设定值，保持控制罐A2与控制罐B6内温度梯度恒定。数据采集由控制单元D、F进行。
2、压差控制方式
使用阀前(图9)、阀后(图8)压力调节器，使控制罐A2、控制罐B6处的供回水压差为零。此时，图3、图4中的控制阀RVn1、控制阀RVm5由压力调节器代替。实施方式1：
在系统设计上，本发明含有：关断阀V1、控制罐A2、安装于供水管9上与升压泵P4联锁的快速关断阀AVm3、关断阀V5、控制罐B6，关断阀V7，局部系统循环泵P7，关断阀V9，关断阀V10，关断阀V8，控制罐B6温度梯度控制阀RVm5，关断阀V6，安装于回水管10上与升压泵P4联锁的电磁阀AVn8，弹簧安全阀V15，控制罐A2温度梯度控制阀RVn1，关断阀V2。系统供水由供水管经关断阀V1进入局部系统，顺序连接与供水管并联连接的控制罐A2，与升压泵P4联锁的关断阀AVm3，关断阀V5，升压泵P4，与供水管并联连接的控制罐B6，关断阀V7，局部系统循环泵P7，关断阀V9，而后进入热用户，自用户引出的回水管顺序连接关断阀V10，关断阀V8，与回水管并联连接的控制罐B6，控制罐B6温度梯度控制阀RVm5，关断阀V6，与升压泵P4联锁的快速关断阀AVn8，弹簧安全阀V15，与回水管并联连接的控制罐A2，控制罐A2温度梯度控制阀RVn1，关断阀V2，而后，局部系统回水返回主系统。上述系统结构中，局部系统与主系统之间的压差由升压泵P4克服，局部系统内部循环所需压力由局部系统循环泵P7提供，控制罐A2和控制罐B6与系统的供回水管始终是连通的，其内的水在系统运行期间利用控制阀RVn1，RVm5保持静止，控制单元D、F通过热电偶采集温度数据经处理后发出指令调节控制阀开度；系统停止时，控制罐A2和控制罐B6分别连通主系统和局部系统的供回水使其保持流动速度不变，此时，两个罐中的水是流动的。安全阀V15保证在电磁阀失效时，系统及时泄压。