CN101788396A - 叠压供水设备性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠压供水设备性能测试系统，通过模拟叠压供水设备进水侧压力波动和出水侧流量变动情况，实现在多种工况下全面测试叠压供水设备的各项性能参数，且可降低能耗、节约能源。包括：叠压供水设备，叠压供水设备的进水口通过进水侧管路与水箱出口相接通，叠压供水设备的出水口通过出水侧管路与水箱进口相接通，水箱与自来水补水管接通，进水侧管路上设有一组或若干组并联的水泵机组；水泵机组与一旁通管路并联，旁通管路上依次设有进水侧截止阀和进水侧电动阀；出水侧管路上设有出水侧电动阀；进水侧截止阀后设管路连通至出水侧电动阀前，该段管路上设截止阀；进水侧压力变送器前设管路连通至出水侧电动阀前，该段管路上设截止阀。

Description

叠压供水设备性能测试系统

技术领域

本发明涉及一种对接入高层、小高层管网系统中的生活叠压供水设备的性能进行全面测试的实验设备系统，尤其是一种能够模拟市政自来水供水压力波动、模拟用户侧的实际用水量的流量变化，同时能够预设这种变化规律的多功能叠压供水设备性能测试系统。

背景技术

原有叠压供水设备性能测试系统为了实现测试功能，在待测试的叠压供水设备进水侧加上测试工况变频水泵，在待测试的叠压供水设备出水侧加上手动阀门(如手动蝶阀)，通过对变频水泵频率的设置来改变工况水泵的转速，从而改变待测试的叠压供水设备的进水供水压力，通过调节手动阀门来实现测试供水设备的水流量。该系统存在最大的不足是：1、不能够准确模拟叠压供水设备的出水侧(用户侧)流量变动情况。实际工程应用中，叠压供水设备出水流量处于不断变化的状态，而这种变化具有一定的规律性，如每天17:00~19:30为用水高峰时段，每天23:00~6:00为用水低峰时段，而用水低峰时段又存在对供水压力的随机性扰动。要全面准确地测试叠压供水设备，就需要测试系统能够真实地模拟出水侧工况；2、能耗大。在待测试的叠压供水设备出水侧的水经手动阀门放至常压的循环水箱，后由变频水泵加压至进水压力，进入叠压供水设备参与循环，叠压供水设备出水侧的水压力较高，若直接排至循环水箱，则这部分的能量浪费；3、功能单一。叠压供水设备需要测量的参数有：实时功率、耗电量、出水流量、进水压力、出水压力等，同时，需要模拟市政自来水供水压力变动，在供水压力过低时，测试叠压供水设备能否按照设定的程序保护市政管网。

要解决的技术问题：待测试的叠压供水设备出水侧的压力需维持恒定，但流量处于变动状态，性能测试系统需要能够根据需要设定流量调节。测试系统运行时，必须运行的设备是待测试的叠压供水设备和工况水泵。测试系统水路共有三种压力状态，其中循环水箱里的水为常压状态，叠压供水设备进水侧是模拟市政自来水压力，处于中间压力状态，出水侧的水为高压状态，若出水侧的水直接排至循环水箱，则导致该部分水的能量浪费，而设备进水侧的水处于中间压力，因此，有必要使出水侧高压的水引至进水侧的中间压力状态，能够大大节省电能。要实现叠压供水设备性能测试系统所采集参数的齐全，需要增加相应变送设备、即有通讯功能的调节、显示仪表，监控系统较为复杂，同时，要在测试设备进水侧模拟市政自来水供水压力变动，就需要在测试系统中设计压力变动设计模块，且要求该模块能够设定压力变动。

发明内容

本发明的目的是：

提供一种能克服上述缺陷的叠压供水设备性能测试系统，能够模拟叠压供水设备的出水侧(用户侧)流量变动情况，且能够模拟进水侧(市政自来水供水)压力波动，实现在多种工况下全面测试叠压供水设备的各项性能参数；降低能耗，节约能源。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种叠压供水设备性能测试系统，包括叠压供水设备10，叠压供水设备10的进水口16通过进水侧管路与水箱1出口相接通，叠压供水设备10的出水口17通过出水侧管路与水箱1进口相接通，水箱1与自来水补水管20接通，进水侧管路上按进水方向依次设有一组或若干组并联的水泵机组22、进水侧压力变送器8和进水侧压力表9；水泵机组22与一旁通管路并联，所述旁通管路上按进水方向依次设有进水侧截止阀5和进水侧电动阀6；出水侧管路上按出水方向依次设有出水侧压力变送器18、出水侧压力表19、流量变送器11和出水侧电动阀15；进水侧截止阀5后设管路连通至出水侧电动阀15前，该段管路上设截止阀13；进水侧压力变送器8前设管路连通至出水侧电动阀15前，该段管路上设截止阀12。

所述进水侧电动阀6和进水侧压力变送器8分别通过线路与进水侧控制器7连接。

所述出水侧电动阀15和流量变送器11分别通过线路与出水侧控制器14连接。

所述水泵机组22按进水方向依次设有工况水泵2、工况水泵止回阀3和工况水泵截止阀4。

所述自来水补水管20上设阀门21。

所述进水侧控制器7和出水侧控制器14为可编程控制器或PID控制器。

本发明的有益效果：

测试系统能够真实地模拟出水侧(用户侧)的流量变动，根据实际变动规律，较为准备地测试叠压供水设备的性能。能够最大限度地节约测试成本，设备稳定性运行测试的大部分时间只需要运行设备即可完成所需测试工作。可模拟进水侧(市政自来水供水)压力波动，能够测试叠压供水设备抗干扰能力以及对市政管网的保护能力。降低能耗，节约能源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1、水箱；2、工况水泵；3、工况水泵止回阀；4、工况水泵截止阀；5、进水侧截止阀；6、进水侧电动阀；7、进水侧控制器；8、进水侧压力变送器；9、进水侧压力表；10、叠压供水设备；11、流量变送器；12、截止阀；13、截止阀；14、出水侧控制器；15、出水侧电动阀；16、进水口；17、出水口；18、出水侧压力变送器；19、出水侧压力表；20、自来水补水管；21、阀门；22、水泵机组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种叠压供水设备性能测试系统，包括叠压供水设备10，叠压供水设备10的进水口16通过进水侧管路与水箱1出口相接通，叠压供水设备10的出水口17通过出水侧管路与水箱1进口相接通，水箱1与自来水补水管20接通，自来水补水管20上设阀门21。进水侧管路上按进水方向依次设有一组或若干组并联的水泵机组22、进水侧压力变送器8和进水侧压力表9。水泵机组22按进水方向依次设有工况水泵2、工况水泵止回阀3和工况水泵截止阀4。水泵机组22与一旁通管路并联，所述旁通管路上按进水方向依次设有进水侧截止阀5和进水侧电动阀6。进水侧电动阀6和进水侧压力变送器8分别通过线路与进水侧控制器7连接。

出水侧管路上按出水方向依次设有出水侧压力变送器18、出水侧压力表19、流量变送器11和出水侧电动阀15；进水侧截止阀5后设管路连通至出水侧电动阀15前，该段管路上设截止阀13；进水侧压力变送器8前设管路连通至出水侧电动阀15前，该段管路上设截止阀12。出水侧电动阀15和流量变送器11分别通过线路与出水侧控制器14连接。

进水侧控制器7和出水侧控制器14为可编程控制器或PID控制器，优选采用PID控制器。

本发明的工作过程和原理为：

测试进行时，将叠压供水设备10调节至自动运行状态，通过模拟叠压供水设备10的进水侧(市政自来水供水)压力波动和出水侧(用户侧)流量变动情况，测试叠压供水设备的各项性能参数。

通过各阀门的开关组合，可模拟多种工况。通过进水侧控制器7对进水侧电动阀6、进水侧压力变送器8的控制，即可实现叠压供水设备10进水压力的调节。通过出水侧控制器14对流量变送器11、出水侧电动阀15的控制，可实现出水侧流量的调节。

模拟叠压供水设备的进水侧(市政自来水供水)压力波动：

叠压供水设备10即待测试的供水设备；水箱1为本发明的测试系统提供循环用水，同时也有膨胀水箱和系统排气的作用；工况水泵2为待测试的叠压供水设备10提供外部水源压力，以模拟市政自来水压；工况水泵止回阀3和工况水泵截止阀4用于保护工况水泵2。

测试叠压供水设备10的进水侧受市政自来水压力，可通过进水侧压力表9观察该压力。根据用户需要模拟各地域市政自来水压力以测试叠压供水设备10对市政管网的保护能力。调节进水压力时，工况水泵截止阀4、进水侧截止阀5、出水侧电动阀15打开，截止阀12、截止阀13关闭，进水侧压力变送器8为进水侧控制器7的反馈信号来源，通过对进水侧控制器7编程实现不同市政自来水压力的模拟，并依此调节进水侧电动阀6的开度，实现工况水泵2旁通水量的调节，从而实现设定的进水压力。

在上述基础上，本发明的测试系统还可在模拟叠压供水设备10的进水压力时提供一种水的封闭循环运行的节能模式。测试叠压供水设备10的出水侧为高压状态，进水侧为中间压力状态，水箱1为常压低压状态，现有技术的常规思路是利用工况水泵2将低压的水加压至中间压力状态，叠压供水设备10将中间压力的水加压至设定的高压状态，最后将高压的水释放至低压的水箱1完成整个水路的循环——导致了高压状态的水释放至低压状态这部分的能量浪费。因此，本发明从节能的角度设计了旁通管路，将叠压供水设备10出水侧高压状态的水引至旁通管路从而引至进水侧。节能运行时，截止阀13打开，工况水泵截止阀4、进水侧截止阀5、截止阀12、出水侧电动阀15关闭，旁通管路上的进水侧电动阀6可以在调节水流量的同时，调节循环水管路上的压力，实现高压水压力降的调节，使该阀后的水能满足测试叠压供水设备10进水侧压力的要求，从而节省工况水泵2运行的耗电量。

模拟叠压供水设备的出水侧(用户侧)流量变动：

打开工况水泵截止阀4、进水侧截止阀5、进水侧电动阀6，关闭截止阀12、截止阀13。在叠压供水设备10出水侧管路上设置流量变送器11和出水侧电动阀15，出水侧电动阀15和流量变送器11分别通过线路与出水侧控制器14连接。流量变送器11为出水侧控制器14控制出水侧电动阀15提供反馈信号，通过对出水侧控制器14编程实现不同时段水流量的模拟，并以此通过调节出水侧电动阀15的开度实现用户用水量的模拟调节。

本发明的测试系统的流量参数根据不同时段模拟出水侧水量变动调节的规律是：6:00~8:00和17:00~19:30为用水高峰期，设定该时段流量为叠压供水设备10的满负荷流量；8:00~10:30和12:30~17:00为用水低峰期，设定该时段流量为叠压供水设备10的低负荷范围随机扰动流量；10:30~12:30和19:30~23:30为用水量不稳定期，在该时段用水量会有较大的波动，设定该时段流量为叠压供水设备10的半负荷流量，同时加上随机扰动流量输出；23:30~6:00为用水低峰期，在该时段，出水流量为零，同时有较小的随机扰动，因此设定该时段流量为零，加上较小的随机扰动。

同时模拟进水侧压力、出水侧流量时的节能运行：

打开工况水泵截止阀4、进水侧截止阀5、进水侧电动阀6、截止阀12、出水侧电动阀15，关闭截止阀13。根据需要关小出水侧电动阀15，则叠压供水设备10出水侧的一部分高压状态的水分流至截止阀12所在段的管路，通过预先设定好参数的压力变送器8，流入叠压供水设备10。故可减少工况水泵2的工作量，可将工况水泵2调节至较小的流量。通过进水侧控制器7对进水侧电动阀6和进水侧压力变送器8的控制，即可实现叠压供水设备10进水压力的调节。通过出水侧控制器14对流量变送器11和出水侧电动阀15的控制，可实现出水侧流量的调节。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种叠压供水设备性能测试系统，包括叠压供水设备(10)，叠压供水设备(10)的进水口(16)通过进水侧管路与水箱(1)出口相接通，叠压供水设备(10)的出水口(17)通过出水侧管路与水箱(1)进口相接通，水箱(1)与自来水补水管(20)接通，其特征在于进水侧管路上按进水方向依次设有一组或若干组并联的水泵机组(22)、进水侧压力变送器(8)和进水侧压力表(9)；水泵机组(22)与一旁通管路并联，所述旁通管路上按进水方向依次设有进水侧截止阀(5)和进水侧电动阀(6)；出水侧管路上按出水方向依次设有出水侧压力变送器(18)、出水侧压力表(19)、流量变送器(11)和出水侧电动阀(15)；进水侧截止阀(5)后设管路连通至出水侧电动阀(15)前，该段管路上设截止阀(13)；进水侧压力变送器(8)前设管路连通至出水侧电动阀(15)前，该段管路上设截止阀(12)。

2.根据权利要求1所述的叠压供水设备性能测试系统，其特征在于所述进水侧电动阀(6)和进水侧压力变送器(8)分别通过线路与进水侧控制器(7)连接。

3.根据权利要求1所述的叠压供水设备性能测试系统，其特征在于所述出水侧电动阀(15)和流量变送器(11)分别通过线路与出水侧控制器(14)连接。

4.根据权利要求1所述的叠压供水设备性能测试系统，其特征在于所述水泵机组(22)按进水方向依次设有工况水泵(2)、工况水泵止回阀(3)和工况水泵截止阀(4)。

5.根据权利要求1所述的叠压供水设备性能测试系统，其特征在于所述自来水补水管(20)上设阀门(21)。

6.根据权利要求2、3所述的叠压供水设备性能测试系统，其特征在于所述进水侧控制器(7)和出水侧控制器(14)为可编程控制器或PID控制器。