[发明专利]节能板式换热机组及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热机组及其控制方法，尤其涉及一种节能板式换热机组及其控制方法。

背景技术

板式换热器在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。板式换热器是由许多冲压有波纹的薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和夹紧螺栓重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。板式换热器具有如下特点：1）传热系数高：由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。2）对数平均温差大，末端温差小：板式换热器多是并流或逆流流动方式，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃。3）占地面积小：板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。4）容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。5）重量轻：板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。6）价格低：采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。7）制作方便：板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。

板式换热器的一端接高温侧水管，另一端接低温侧水管；所述高温侧水管的热介质进口处设有温控阀；所述低温侧水管设有循环泵，循环泵工频运行，温控阀维持出水温度T1为定值。若室外环境温度升高，回水温度T2就相应升高，不能使回水温度T2调到一个定值，用户室内温度也随着升高，循环泵一直工频稳定运行，不能达到节能的效果。

若用户1和用户2关闭，根据循环泵自身工作特性，总流量有所减小，但用户3和用户4的流量还是会增加，进而使回水温度T2升高，用户室内温度也随着升高，循环泵一直工频运行，远不能达到充分节能的效果。

为了节能，板式换热器也有采用定压差变频控制：循环泵变频运行，维持出口压力P1，回水压力P2两点压差为定值，温控阀维持出水温度T1为定值。

若室外环境温度升高，回水温度T2就相应升高，不能使回水温度T2调到一个定值，用户室内温度也随着升高，出口压力P1，回水压力P2点压力稳定，循环泵一直稳定运行，不能达到节能的效果。

若用户1和用户2关闭，出口压力P1，回水压力P2两点压差升高，为了维持压差为定值，通过变频器减小泵的流量，把压差调到设定值，使用户3和用户4的流量保持原流量不变，进而使回水温度T2保持不变，用户室内温度保持不变，循环泵变频运行，达到节能的效果。

由此可见，现有工频运行：在室外环境温度升高和用户关断的情况下都没有达到节能的效果。定压差变频控制：在用户关断的情况下达到节能的效果，但在室外环境温度升高的情况下不能达到节能的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节能板式换热机组及其控制方法，能够实时根据用户的热负荷或空调水量需求，决定热水循环输出量及水泵运转频率，实现室外环境温度升高热负荷需求减小或用户通过节流方式减小、关断空调水供应量的情况下都能节能的效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种节能板式换热机组，包括板式换热器和PLC控制器，所述板式换热器的一端接一次侧水管，另一端接二次侧水管；所述一次侧水管的换热介质进口处设有温控阀；所述二次侧水管的换热介质出口处设有第一压力传感器，换热介质进口处设有循环泵和第二压力传感器,其中，所述二次侧水管的换热介质出口处还设有第一温度传感器，换热介质进口处设有第二温度传感器；所述PLC控制器的两个输入端和第一压力传感器、第二压力传感器相连接收压力信号并计算压差，另两个输入端和第一温度传感器、第二温度传感器相连接收温度信号并计算温差；一个输出端和温控阀相连控制一次侧换热介质流量，另一输出端通过变频器和循环泵相连控制二次侧换热介质流量。