CN107178117A - 一种高层供水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高层供水系统，包括供电模块，服务器主机、通信单元、控制单元、测量模块、变频器、水泵、供水模块和操作界面；测量模块位于供水模块的出水口，用于采集所述供水模块的实时数据；通信单元与测量模块和控制单元连接，用于向服务器主机传送所述测量模块采集的实时数据，以及向所述控制单元传送服务器主机根据接收到的实时数据产生的控制指令；操作界面与服务器主机相连，用于输入服务器主机的各项参数；控制单元的输入模块与测量模块的信号输出端相连，控制单元的输出模块与变频器相连；变频器与水泵相连，每一个变频器对应一个水泵，水泵的另一端与供水模块的出水端相连。本发明节约电能，实现远程智能化控制，节约人力。

Description

一种高层供水系统
技术领域
本发明涉及水资源控制技术领域，具体涉及一种高层供水系统。
背景技术
目前世界各地的高层建筑越来越多，对二次供水的需求也越来越广泛。现阶段技术较为领先的二次加压供水方式是箱式无负压供水系统，该供水系统的特点在于先将市政来水泄到水箱中，之后通过一个基于三通的流量控制器或流量匹配器向二次加压主泵供水。为达到压力匹配，在水箱和三通之间通常还需要一个小泵或辅助泵以使水箱的水达到市政来水的压力。该供水系统的缺点在于稳定性不足，节能效果不明显，在大流量供水工况下不但不节能反而耗能。
与此同时，在现有供水系统中多由人工现场读取各个供水系统装置的计量数据，并人工对供水系统装置进行操作，不仅工作人员不能及时得到供水系统装置实时数据，而且也不能根据供水系统装置的数据及时对供水系统装置进行控制，使得整个操作过程非常不方便，工作人员需要亲自到达各个楼层进行查看，大量浪费人力。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种适用于高层的节约能源的供水系统，在大流量供水工况下节约能源，能够进行远程控制，节约人力。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种高层供水系统，包括供电模块，服务器主机、通信单元、控制单元、测量模块、变频器、水泵、供水模块和操作界面；
所述测量模块位于所述供水模块的出水口，用于采集所述供水模块的实时数据；
所述通信单元与所述测量模块和控制单元连接，用于向服务器主机传送所述测量模块采集的实时数据，以及向所述控制单元传送服务器主机根据接收到的实时数据产生的控制指令；所述控制单元根据接收的控制指令对所述供水系统进行控制；所述操作界面与服务器主机相连，操作界面用于输入服务器主机的各项参数；
所述控制单元的输入模块与测量模块的信号输出端相连，控制单元的输出模块与变频器相连；所述变频器与水泵相连，每一个变频器对应一个水泵，所述水泵的一端与变频器相连，另一端与供水模块的出水端相连。
进一步地，所述供水系统还包括水温调节模块，所述水温调节模块与供水模块连接。
进一步地，所述水温调节模块包括冷水箱、热水箱和混合水箱，所述冷水箱与热水箱的入水口分别与所述供水模块的出水口通过管道连接，所述冷水箱与热水箱的出水口分别与混合水箱的入水口通过管道连接；所述冷水箱与混合水箱之间的管道上设有蒸发器与冷水水泵；所述热水箱与混合水箱之间的管道上设有冷凝器和热水水泵；所述冷水箱、热水箱和混合水箱内均设有温度感应器，且所述温度感应器与服务器主机信号连接。
进一步地，所述蒸发器与冷凝器之间设有水源热泵机组，所述水源热泵机组设有制冷端和制热端，所述蒸发器位于制冷端，所述冷凝器位于制热端。
进一步地，所述供电模块包括市电供电模块和太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板电连接有蓄电池。
进一步地，所述通信装置为GPRS模块和RS-485接口中的至少一种。
进一步地，所述实时数据包括供水模块的水位数据、加压水泵的出口压力和供水流量。
进一步地，所述服务器主机根据所述供水模块的水位数据下达控制指令以使所述控制单元控制取水点水泵的启停，根据所述加压水泵出口压力数据下达控制指令以使所述控制单元控制所述加压水泵的工作频率和启停，根据所述供水流量下达控制指令以使所述控制单元控制供水模块阀门的开闭。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
通过太阳能和市电供电模块对本发明共同进行供电，优先利用太阳能电源来供电，当太阳能电源供电不足以满足系统所需电能的情况下才进入市电供电模块，这样的供电系统能够保证在维持该高层供水系统正常供电电压的前提下，最大限度地节省电能。通过测量模块将压力信息传递给服务器主机，并传送服务器主机根据接收到的实时数据产生控制指令，根据设定好的压力值向控制单元传送控制变频水泵的数目和频率的指令，使水泵能够在最佳的工作频率工作，进一步节约电能。不仅如此，本发明实现了智能化控制，工作人员可通过操作界面设定服务器主机的各项参数，从而对高层供水系统进行远程控制，简化了操作过程，节省了人力。通过在用户的进水管处设置水温调节模块，使进水管处的水达到用户预先设定的水温，提高高层供水的灵活度。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构图；
图2是本发明实施例2的结构图；
图3是供电模块的结构图；
图4是实施例2中水温调节模块的工作原理图。
其中，1-供电模块；11-市电供电模块；12-蓄电池；13-太阳能电池板；2-服务器主机；3-通信单元；4-控制单元；5-测量模块；6-变频器；7-水泵；8-供水模块； 9-水温调节模块；91-管道；92-冷水箱；922-蒸发器；923-冷水水泵；93-热水箱； 932-冷凝器；933-热水水泵；94-水源热泵机组；95-混合水箱；96-温度感应器；10-操作界面。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高层供水系统，如图1所示，包括供电模块1，服务器主机2、通信单元3、控制单元4、测量模块5、变频器6、水泵7、供水模块8和操作界面10；供电模块1给整个高层供水系统供电。
测量模块5位于供水模块8的出水口，用于采集供水模块8的实时数据；
通信单元3与测量模块5和控制单元4连接，用于向服务器主机2传送测量模块5采集的实时数据，以及向控制单元4传送服务器主机2根据接收到的实时数据产生的控制指令；控制单元4根据接收的控制指令对供水系统进行控制；操作界面10与服务器主机2相连，操作界面10用于输入服务器主机2的各项参数；
控制单元4的输入模块与测量模块5的信号输出端相连，控制单元4的输出模块与变频器6相连；变频器6与水泵7相连，每一个变频器6对应一个水泵7，水泵7的一端与变频器6相连，另一端与供水模块8的出水端相连。
如图3所示，上述供电模块1包括市电供电模块11和太阳能供电模块，太阳能供电模块包括太阳能电池板13，太阳能电池板13电连接有蓄电池12。
上述通信装置为GPRS模块和RS-485接口中的至少一种。
上述实时数据包括供水模块8的水位数据、加压水泵的出口压力和供水流量。服务器主机2根据供水模块8的水位数据下达控制指令以使控制单元4控制取水点水泵的启停，根据加压水泵出口压力数据下达控制指令以使控制单元4控制加压水泵的工作频率和启停，根据供水流量下达控制指令以使控制单元4控制供水模块阀门的开闭。
本发明的工作原理为：
当白天有太阳的时候，太阳能电池板13给整个高层供水系统供电，同时太阳能电池板13给蓄电池12充电。当没有太阳的时候，即太阳能电池板13不能供电时，蓄电池12开始供电，当蓄电池12的电量用完时，由市电供电模块11向高层供水系统供电。即本发明的供电模块1优先利用太阳能电源来供电，当太阳能电源供电不足以满足系统所需电能的情况下才进入市电供电模块11，这样的供电系统能够保证在维持该高层供水系统正常供电电压的前提下，最大限度地节省电能。
通过操作界面10将各项参数输入到服务器主机2中，测量模块5采集供水模块8的水位数据、加压水泵的出口压力和供水流量，并发送至服务器主机2。服务器主机2根据供水模块8的水位数据下达控制指令以使控制单元4控制取水点水泵的启停，根据加压水泵出口压力数据下达控制指令以使控制单元4控制加压水泵的工作频率和启停，根据供水流量下达控制指令以使控制单元4控制供水模块阀门的开闭。
当服务器主机2分析得出供水模块8出水管中的压力达不到设定的压力值时，通过通信单元3向控制单元4发送指令，控制单元4接收指令并启动第一台水泵7，当水泵7运行在水泵最合理频率点后，启动第二台水泵7，第二台水泵与第一台水泵同频率运行。补充水量，当两台水泵同时运行在最佳工作点后，即达到第二阶段频率，仍然无法满足流量和压力要求时，依次类推直到满足用户需要。在压力到达用户需要值时，如果检测到到达某一阶段频率退出点时，退出其中一台水泵7，由其他水泵7来维持管网压力的平衡。如果最后一台水泵7到达休眠退出点后，退出所有水泵7，系统进入休眠状态。这样能够保证每台水泵7都运行在最理想的工作频率上，每台变频器6只要运行，都为一个频率源，节约了电能，同时管网压力更为稳定，避免了由于变频器6的切换造成管网水压的波动。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图2所示，本实施例中高层供水系统还包括水温调节模块9，水温调节模块9与供水模块8连接。
水温调节模块9包括冷水箱92、热水箱93和混合水箱95，冷水箱92与热水箱93的入水口分别与供水模块8的出水口通过管道91连接，冷水箱92与热水箱93的出水口分别与混合水箱95的入水口通过管道91连接；冷水箱92与混合水箱95之间的管道91上设有蒸发器922与冷水水泵923；热水箱93与混合水箱95之间的管道91上设有冷凝器932和热水水泵933；冷水箱92、热水箱93和混合水箱95内均设有温度感应器96，且温度感应器96与服务器主机2信号连接。
蒸发器922与冷凝器932之间设有水源热泵机组94，水源热泵机组94是一种吸热制热设备，设有制冷端和制热端，蒸发器922位于制冷端，冷凝器932位于制热端。
蒸发器922把冷水箱92的热量吸收走，使得冷水箱92的水温低，冷凝器932释放热量到热水箱93，使得热水箱93的水温高。冷水箱92中的冷水在冷水水泵923的作用下进入混合水箱95，热水箱93中的热水在热水水泵933的作用下进入混合水箱95。
温度感应器96将感应的温度反馈至服务器主机2，当混合水箱95内的水温低于预定值时，服务器主机2向控制单元4传输命令，控制单元4启动热水水泵933把适量的热水抽到混合水箱95中，当混合水箱95内的水温高于预定值时，服务器主机2向控制单元4传输命令，控制单元4启动冷水水泵923把适量的冷水抽到混合水箱95中。从而实现混合水箱95的温度控制，得到满足需要的水温。
由此可见，本发明通过太阳能和市电供电模块对本发明共同进行供电，优先利用太阳能电源来供电，当太阳能电源供电不足以满足系统所需电能的情况下才进入市电供电模块，这样的供电系统能够保证在维持该高层供水系统正常供电电压的前提下，最大限度地节省电能。通过测量模块5将压力信息传递给服务器主机2，并传送服务器主机2根据接收到的实时数据产生控制指令，例如服务器主机2根据供水模块8的水位数据下达控制指令以使控制单元4控制取水点水泵的启停，根据加压水泵出口压力数据下达控制指令以使控制单元4控制加压水泵的工作频率和启停，根据供水流量下达控制指令以使控制单元4控制供水模块阀门的开闭。
服务器主机2根据设定好的压力值向控制单元4传送控制变频水泵7的数目和频率的指令，使水泵7能够在最佳的工作频率工作，进一步节约电能。
不仅如此，本发明实现了智能化控制，工作人员可通过操作界面设定服务器主机的各项参数，从而对高层供水系统进行远程控制，简化了操作过程，节省了人力。通过在用户的进水管处设置水温调节模块，使进水管处的水达到用户预先设定的水温，提高高层供水的灵活度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高层供水系统，包供供电模块和供水模块，其特征在于，所述供水系统还包括服务器主机、通信单元、控制单元、测量模块、变频器、水泵和操作界面；
所述测量模块位于所述供水模块的出水口，用于采集所述供水模块的实时数据；
所述通信单元与所述测量模块和控制单元连接，用于向服务器主机传送所述测量模块采集的实时数据，以及向所述控制单元传送服务器主机根据接收到的实时数据产生的控制指令；所述控制单元根据接收的控制指令对所述供水系统进行控制；所述操作界面与服务器主机相连，操作界面用于输入服务器主机的各项参数；
所述控制单元的输入模块与测量模块的信号输出端相连，控制单元的输出模块与变频器相连；所述变频器与水泵相连，每一个变频器对应一个水泵，所述水泵的一端与变频器相连，另一端与供水模块的出水端相连。
2.根据权利要求1所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述供水系统还包括水温调节模块，所述水温调节模块与供水模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述水温调节模块包括冷水箱、热水箱和混合水箱，所述冷水箱与热水箱的入水口分别与所述供水模块的出水口通过管道连接，所述冷水箱与热水箱的出水口分别与混合水箱的入水口通过管道连接；所述冷水箱与混合水箱之间的管道上设有蒸发器与冷水水泵；所述热水箱与混合水箱之间的管道上设有冷凝器和热水水泵；所述冷水箱、热水箱和混合水箱内均设有温度感应器，且所述温度感应器与服务器主机信号连接。
4.根据权利要求4所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述蒸发器与冷凝器之间设有水源热泵机组，所述水源热泵机组设有制冷端和制热端，所述蒸发器位于制冷端，所述冷凝器位于制热端。
5.根据权利要求1所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述供电模块包括市电供电模块和太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板电连接有蓄电池。
6.根据权利要求1所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述通信装置为GPRS模块和RS-485接口中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述实时数据包括供水模块的水位数据、加压水泵的出口压力和供水流量。
8.根据权利要求7所述的一种高层供水系统，其特征在于，所述服务器主机根据所述供水模块的水位数据下达控制指令以使所述控制单元控制取水点水泵的启停，根据所述加压水泵出口压力数据下达控制指令以使所述控制单元控制所述加压水泵的工作频率和启停，根据所述供水流量下达控制指令以使所述控制单元控制供水模块阀门的开闭。
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