CN106969492A - 农牧业单层规模用水智能加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农牧业单层规模用水智能加热系统，包括水路系统、电磁加热装置和控制系统，所述水路系统包括进水管路、出水管路和回水管路，电磁加热装置包括加热内胆及其外部的感应线圈，感应线圈与电磁加热线路板相连，所述控制系统包括温控装置、水量监控系统、货款保护系统和数据系统，所述水量监控系统包括智能水表，本发明采用非接触式电磁加热装置，从根源上杜绝漏电隐患，通过调压装置和循环装置自动循环加热，能满足规模农牧场持续用水持续加热，实现水路最近端和最远端同温同压供水，系统水温水量等信息通过无线传输模块自动传入数据中心，实现每日同期现场预警和异地数据分析预警。

Description

农牧业单层规模用水智能加热系统

技术领域

本发明属于农牧业用水领域，具体涉及一种农牧业单层规模用水智能加热系统。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，农牧业的生产水平也有了很大的提高，在农牧业的生产过程中，除去生长环境和使用饲料、肥料等因素，动植物用水也是一个重要因素，水是生命之源，充足清洁地获得温度适宜的水，能够使动植物更加安全、健康、快速地生长，然而冬季气温偏低，致使水的温度也偏低，不能满足动植物使用，会影响农牧业经济效益。现有的冬季动植物用水加热设备中，一般都是采用电阻式加热，存在漏电风险，且功能单一，只适合就近使用温水，大范围使用时，需要系类设备数量较多，且对水路水压没有改变，例如公告号为203040400 U，公告日为2013.07.01的中国专利公开了动物自动加温控温饮水器，包括自来水管和饮水嘴，所述自来水管和饮水嘴之间连通有水箱，所述水箱上设有上盖和温度传感器，在温度控制器通过导线与所述温度传感器和多个加热棒相连，加热棒采用电阻式加热，水电接触，存在漏电风险，该装置只适用于就近用水，没办法解决温水远距离输送途中的降温问题，大范围规模使用时，需要此类设备数量偏多，功率偏大，不节能，对水路水压没有改变，没有原水路水温显示，对比参考效果不明显，且没有办法智能数据采集和生产预警。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现水路同温同压，具有双路互锁温控装置、非接触式电磁加热装置的农牧业单层规模用水智能加热系统。

本发明的目的是这样实现的：

农牧业单层规模用水智能加热系统，包括水路系统、电磁加热装置和控制系统，电磁加热装置包括加热内胆及用于对加热内胆进行加热的外部感应线圈，感应线圈与电磁加热线路板相连，所述水路系统包括与加热内胆连接用于向加热内胆供水的进水管路、与加热内胆连接用于将加热内胆内的水排出的出水管路，水路系统还包括连接进水管路与出水管路以及将出水管路的水循环至进水管路的回水管路，所述控制系统包括温控装置。

所述进水管路包括总进水管，与总进水管连接的第一进水管和用于冲洗的第二进水管，所述进水管路通过第一进水管与加热内胆连接，所述出水管路包括第一出水管，以及与第一出水管和第二进水管同时连接的用于动植物用水的第二出水管，所述回水管路包括与第二出水管连接的回水管，回水管与第一进水管连接，回水管上设有循环泵，回水管上还设有处于循环泵两侧的第二阀门和第三阀门，所述回水管路通过循环泵将出水管路内的水循环至进水管路。

所述第一进水管上依次设有门第一阀门、水质净化器、减压阀和智能水表，回水管与第一进水管的连接点在智能水表的后面，第二进水管上设有第四阀门。

所述回水管为双层保温阻燃套管。

所述电磁加热装置上设有进口管和出口管，进口管和出口管均内切于加热内胆的上表面，加热内胆通过进口管与第一进水管连接，加热内胆通过出口管与第一出水管连接，所述加热内胆和感应线圈之间设有绝缘保温层。

所述温控装置包括设置电磁加热装置进口和出口部位的感温探头，与感温探头相连的微电脑智能控制器，所述微电脑控制器在先感知电磁加热装置进口部位的温度小于设定值时启动加热状态，然后再通过感知出口部位温度的高低来控制电磁加热装置的工作状态以实现微电脑控制器的双路互锁功能。

所述微电脑智能控制器包括出水温度显示模块、出水温度设定模块、进水温度显示模块、进水温度设定模块、报警指示灯，且出水温度设定模块的设定值不小于进水温度设定模块的设定值。

所述控制系统还包括水量监控系统、货款保护系统和数据系统，所述水量监控系统包括智能水表，所述智能水表包括芯片，所述芯片上设有记忆模块、工作模块、断水报警模块和超额报警模块。

所述数据系统包括无线数据传输模块和数据中心。

所述货款保护系统包括全款程序和尾款程序。

本发明的有益效果是：本发明采用非接触式电磁加热装置，从根源上杜绝漏电隐患，自主研发的双路互锁温控装置，依据芯片所载自主开发的互锁程序，自动识别进水温度和出水温度，对比相应设定值后，自动进入或退出加热状态，将水路水温提高到目标值，通过调压装置和循环装置自动循环加热，能满足规模农牧场持续用水持续加热，实现水路最近端和最远端同温同压供水，系统水温水量等信息通过无线传输模块自动传入数据中心，实现每日同期现场预警和异地数据分析预警。

附图说明

图1为本发明系统组成示意图；

图2为电磁加热装置结构示意图；

图3为加热内胆的剖面图；

图4为微电脑智能控制器的结构示意图；

图5为智能水表的结构示意图；

图中：总进水管1，第一进水管2，第一出水管3，第二出水管4，电磁加热装置5，回水管6，第二进水管7，第一阀门8，水质净化器9，减压阀10，智能水表11，第二阀门12，循环泵13，进口管14，出口管15，第三阀门16，第四阀门17，第五阀门18，感温探头19，电磁加热线路板20，电磁感应线圈21，加热内胆22，微电脑智能控制器23，出水温度显示模块24，出水温度设定模块25，进水温度显示模块26，进水温度设定模块27，记忆模块28，工作模块29，断水报警模块30，超额报警模块31。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，一种农牧业单层规模用水智能加热系统，包括水路系统、电磁加热装置和控制系统，磁加热装置5包括加热内胆22及用于对加热内胆22进行加热的外部感应线圈21，电感应线圈21与电磁加热线路板20相连，所述水路系统包括与加热内胆22连接用于向加热内胆22供水的进水管路、与加热内胆22连接用于将加热内胆22内的水排出的出水管路，水路系统还包括连接进水管路与出水管路以及将出水管路的水循环至进水管路的回水管路，所述控制系统包括温控装置，所述进水管路包括总进水管1，与总进水管1连接的第一进水管2和用于冲洗的第二进水管7，所述出水管路包括第一出水管3，与第一出水管3和第二进水管7同时连接的第二出水管4，所述回水管路包括与第二出水管4连接的回水管6，回水管6与第一进水管2连接，回水管6上设有循环泵13，回水管6上还设有处于循环泵13两侧的第二阀门12和第三阀门16，所述回水管路通过循环泵13将出水管路内的水循环至进水管路，电磁加热装置5上设有进口管14和出口管15，进口管14和出口管15均内切于加热内胆22的上表面，加热内胆22通过进口管14与第一进水管2的一端连接，加热内胆22通过出口管15与第一出水管3的一端连接，所述加热内胆22和感应线圈21之间设有绝缘保温层，这种非接触式的电磁感应加热方式，从根源上杜绝漏电隐患，提高了加热的安全性能，进口管14和出口管15均内切与加热内胆22的上表面，可以保证加热内胆22内部总有储水，不会被干烧，且水流在加热内胆22上方平行进出，没有空气余留的死角，即使温控失灵，也不会出现高压水汽，有防爆作用，电磁加热线路板20采用自主研发的电磁加热控制板，其中配备的软启动和电子元件，能满足每天上万次的电路开合，且无噪音。

第一进水管2上依次设有门第一阀门8，水质净化器9，减压阀10和智能水表11，回水管6与第一进水管2的连接点在智能水表11的后面，第二进水管7上设有第四阀门17，所述回水管6为双层保温阻燃套管，具有保温和防火的作用。

所述控制系统包括温控装置，温控装置包括设置在电磁加热装置5进口和出口部位的感温探头19，以及与感温探头19相连的微电脑智能控制器23，所述微电脑智能控制器23在先感知电磁加热装置5进口部位的温度小于设定值时启动加热状态，然后再通过感知出口部位温度的高低来控制电磁加热装置5的工作状态以实现微电脑控制器23的双路互锁功能。微电脑智能控制器23分别与电磁加热线路板20和循环泵13连接，微电脑智能控制器23包括出水温度显示模块24、出水温度设定模块25、进水温度显示模块26、进水温度设定模块27和报警指示灯，进水设定温度模块27内有预先设定的进水温度，感温探头19测量的进水温度会通过进水温度显示模块26显示，若进水温度高于进水温度设定模块27的设定值，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20，使其停止工作，若进水温度低于进水温度设定模块27的设定值，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20，使其开始工作，出水温度设定模块25内有预先设定的出水温度，感温探头19测量的出水温度会通过出水温度显示模块24显示，若出水温度高于出水温度设定模块25的设定值时，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其停止工作，若出水温度低于出水温度设定模块25的设定值时，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其开始工作，这种双路感温、递进互锁之后还有出水温度设定模块25中的设定值永远大于等于进水温度设定模块27中的设定值的互锁，为了满足动植物的用水温度，出水温度设定模块25的设定值上限为35℃，防止错误操作产出不当的过高水温，报警指示灯可以提示工作人员系统出现故障。

控制系统还包括水量监控系统、货款保护系统和数据系统，所述水量监控系统包括智能水表11，智能水表11包括芯片，所述芯片上设有记忆模块28、工作模块29、断水报警模块30和超额报警模块31，智能水表11通过工作模块29记录下被加热、循环和最终消耗的水量，另外智能水表可以将之前固定时间周期内的总水量存入记忆模块28，然后自动清零，重新计数，同时，存入记忆模块28的水量会与之前此模块中的某个设定值比对，若超过此值，智能水表11会通过超额报警模块31进行报警，数据系统包括无线数据传输模块和数据中心。

所述货款保护系统包括全款程序和尾款程序，在设备安装后，若有尾款未结清，设备通电开机一段时间后会自动关机，这是由尾款程序自动计时操作的，人为现场其他操作不会重新启动加热状态，尾款处理完毕，现场或远程输入密码后，全款程序启动，设备进入正常工作状态。

当农牧场用水需要加热时，关闭第四阀门17，高压水通过总进水管1进入第一进水管2，打开第一阀门8，经过水质净化器9净化后，进入减压阀10减小水的压力，然后进入智能水表11，通过进口管14进入加热内胆22进行加热，经过加热的水从出口管15流出，通过第一出水管3进入第二出水管4供动植物使用，当水流经第二出水管4的末端，第三阀门16打开，同时具有静音功能的循环泵13和第二阀门12打开，循环泵13将第二出水管4末端的水通过回流管6抽到第一进水管2然后重新进入加热内胆22进行加热，电磁加热装置5的进口和出口部位设有感温探头19，感温探头19分别与微电脑智能控制器23连接，感温探头19测量的进水温度会通过进水温度显示模块26显示，若进水温度高于进水温度设定模块27的设定值，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其停止工作，若进水温度低于进水温度设定模块27的设定值，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其开始工作，感温探头19测量的出水温度会通过出水温度显示模块24显示，若出水温度高于出水温度设定模块25的设定值时，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其停止工作，若出水温度低于出水温度设定模块25的设定值时，则微电脑智能控制器23控制电磁加热线路板20和循环泵13，使其开始工作，这种双路感温、递进互锁之后还有出水温度设定模块25的设定值永远大于等于进水温度设定模块27的设定值的互锁，为了满足动植物用水温度，出水温度设定模块25的设定值上限为35℃，防止错误操作产出不当的过高水温，热水从出口管15流至水路最远端，与第一出水管3和第二出水管4内原有的水进行混合，循环泵13将混合后的低温水再抽回电磁加热装置5的进口管14，重新流入加热内胆22进行加热，直至水路系统中的水温满足设定值，实现水路最近段和最远端同温同压供水。在工作过程中，智能水表11通过工作模块29记录下被加热、循环和最终消耗的水量，另外智能水表11可以将之前固定时间周期内的总水量存入记忆模块28，然后自动清零，重新计数，同时，存入记忆模块28的水量会与之前此模块中的某个设定值比对，若超过此值，智能水表11会通过超额报警模块31进行报警，当流速为零的时间超过设定值时判定为断水，智能水表11通过断水报警模块30提醒工作人员，同时，智能水表11记录的数据还可以通过无线数据传输模块传入数据中心，采集到的大数据经过各类程序分析后，为客户和行业提供基础科研数据和生产预警服务，所述控制器上设有报警指示灯，可以提示工作人员系统出现故障。

当农牧场需要冲洗时，关闭第一阀门8、第三阀门16和第五阀门18，同时打开第四阀门17，从总进水管1进来的高压水通过第二进水管7和第二出水管4然后流经喷头，可以对农牧场进行冲洗和打扫，使用方便。

本发明的其他实施例中，上述电磁加热装置5的加热内胆22可以采用铁质水槽，所述水槽底部设有电磁感应线圈。

Claims (10)

1.农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：包括水路系统、电磁加热装置和控制系统，磁加热装置（5）包括加热内胆（22）及用于对加热内胆进行加热的外部感应线圈（21），电感应线圈（21）与电磁加热线路板（20）相连，所述水路系统包括与加热内胆（22）连接用于向加热内胆（22）供水的进水管路、与加热内胆（22）连接用于将加热内胆（22）内的水排出的出水管路，水路系统还包括连接进水管路与出水管路以及将出水管路的水循环至进水管路的回水管路，所述控制系统包括温控装置、水量监控系统、货款保护系统和数据系统。

2.根据权利要求1所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述进水管路包括总进水管（1），与总进水管（1）连接的第一进水管（2）和用于冲洗圈舍的第二进水管（7），所述进水管路通过第一进水管（2）与加热内胆（22）连接，所述出水管路包括第一出水管（3），与第一出水管（3）和第二进水管（7）同时连接的用于动植物用水的第二出水管（4），所述回水管路包括与第二出水管（4）连接的回水管（6），回水管（6）与第一进水管（2）连接，回水管（6）上设有循环泵（13），回水管（6）上还设有处于循环泵（13）两侧的第二阀门（12）和第三阀门（16），所述回水管路通过循环泵（13）将出水管路内的水循环至进水管路。

3.根据权利要求1所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述第一进水管（2）上依次设有第一阀门（8）、水质净化器（9）、减压阀（10）和智能水表（11），回水管（6）与第一进水管（2）的连接点在智能水表的后面，第二进水管（7）上设有第四阀门（17）。

4.根据权利要求2所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述回水管（6）为双层保温阻燃套管。

5.根据权利要求1所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述电磁加热装置（5）上设有进口管（14）和出口管（15），进口管（14）和出口管（15）均内切于加热内胆（22）的上表面，加热内胆（22）通过进口管（14）与第一进水管（2）连接，加热内胆（22）通过出口管（15）与第一出水管（3）连接，所述加热内胆（22）和感应线圈（21）之间设有绝缘保温层。

6.根据权利要求1所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述温控装置包括设置在电磁加热装置（5）进口和出口部位的感温探头（19）和与感温探头（19）相连的微电脑智能控制器（23），所述微电脑控制器（23）在先感知电磁加热装置（5）进口部位的温度小于设定值时启动加热状态，然后再通过感知出口部位温度的高低来控制电磁加热装置（5）的工作状态以实现微电脑控制器（23）的双路互锁功能。

7.根据权利要求6所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述微电脑智能控制器（23）包括出水温度显示模块（24）、出水温度设定模块（25）、进水温度显示模块（26）、进水温度设定模块（27）和报警指示灯，且出水温度设定模块（25）的设定值不小于进水温度设定模块（27）的设定值。

8.根据权利要求1所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述控制系统还包括水量监控系统、货款保护系统和数据系统，所述水量监控系统包括智能水表（11），所述智能水表（11）包括芯片，所述芯片上设有记忆模块（28）、工作模块（29）、断水报警模块（30）和超额报警模块（31）。

9.根据权利要求8所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述数据系统包括无线数据传输模块和数据中心。

10.根据权利要求8所述的农牧业单层规模用水智能加热系统，其特征在于：所述货款保护系统包括全款程序和尾款程序。