CN108277853B - 光电控水虹吸供水系统及光电控水虹吸供水方法 - Google Patents

光电控水虹吸供水系统及光电控水虹吸供水方法 Download PDF

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Abstract

本发明的针对现有技术中的不足提供一种光电控水虹吸供水系统及光电控水虹吸供水方法，实时监控用户蓄水室内的蓄水量和水质，以及送水管内的水压，并对用户蓄水室内的蓄水量和水质进行实时控制，对送水管内的水压进行实时调节，减少了供水系统的设备及连接管路，提高了设备自动控制水平，增强了设备的可靠性，使水管的安全性和水质得到了保障。该光电控水虹吸供水系统，包括沉井式过滤装置、太阳能水泵、用户蓄水室、虹吸管道和送水管、光电控制器和数据储存分析系统。

Description

光电控水虹吸供水系统及光电控水虹吸供水方法
技术领域
本发明涉及一种供水系统，尤其涉及基于用户用水需求的智能光电控水虹吸供水系统及光电控水虹吸供水方法。
背景技术
城市和农村供水系统的主要用水量不断变化的情况下，维持管内水压在一定范围内，既满足用户的用水要求，又能够最大程度的节约能源，延长设备寿命。
目前城市和农村供水系统存在的问题：
1)管道爆管问题。
管道爆管是城市供水安全的一大隐患，不断发生的爆管特别是特大型爆管对安全供水威胁大，经济损失较重，社会影响不好。城市供水管道的爆管发生面广，有些是因为使用了质量不好的管材，还有是施工质量不好阱及城市地面的不均匀沉降和位移造成的。
2)管网水质二次污染影响饮用水质量。
我国目前水厂的出厂水水质已基本控制在符合国家饮用水卫生标准内，但经管道输配和二次供水设施，水质受到影响，水泵加压设备和储水设施的清洗维护也已成影响水质的重要原因，有资料表明这些二次供水设施对用户水质的影响非常大。
发明内容
本发明的第一个目的在于针对现有技术中的不足提供一种光电控水虹吸供水系统，该系统具有用户用水需求的智能沉井过滤式太阳能抽水、虹吸送水的功能，实时监控用户蓄水室内的蓄水量和水质，以及送水管内的水压，并对用户蓄水室内的蓄水量和水质进行实时控制，对送水管内的水压进行实时调节，减少了供水系统的设备及连接管路，提高了设备自动控制水平，增强了设备的可靠性，使水管的安全性和水质得到了保障。
本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：
光电控水虹吸供水系统，包括沉井式过滤装置、太阳能水泵、用户蓄水室、虹吸管道和送水管、光电控制器和数据储存分析系统；
沉井式过滤装置安装在水源内，沉井式过滤装置由壳体、过滤腔和空腔，太阳能水泵的泵体放置在水源的沉井式过滤装置的空腔内；
太阳能水泵通过送水管与用户蓄水室相连，用户蓄水室内设有水位传感器，用户蓄水室的顶部设有避雷装置；太阳能水泵通过电源线与电源相连，由太阳能电源和备用电源提供双电源电源，电源线上设有光强传感器，当光强传感器监测到光强≥10万lux以上，则由太阳能电源单独提供电源，当光强传感器监测到光强＜10万lux时，则启动备用电源作为补充电源，太阳能电源和备用电源共同为太阳能水泵提供电源，备用电源的设置主要是弥补太阳能输出功率不稳定的缺陷；
虹吸管道的一端伸入用户蓄水室内，虹吸管道上设有三通阀，三通阀还与真空室和送水管连通，真空室与真空泵相连；送水管与用水用户相连；送水管上设有用于监测送水管内水压的水压传感器和水压保护开关，水压保护开关与泄水池相连，水压保护开关打开时，送水管内的水进入泄水池中，送水管泄压。
优选的，过滤腔由内向外分为细砂层、粗砂层和卵石层。
优选的，所述细砂层内还填充有活性炭颗粒和重金属吸附剂颗粒。
优选的，太阳能水泵包括光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体，光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体依次相连，泵体放入水源内，泵体与注水管或用户蓄水室相连。
优选的，避雷装置由接闪器和引下线、泄流地网组成，接闪器安装在用户蓄水室的顶端，并用引下线与埋在地下的泄流地网连接起来，用以避免或减少闪电击中用户蓄水室上或其附近造成的物理损害和人身伤亡。
优选的，所述数据储存分析系统选用安装有数据储存分析软件的PC计算机或安装有数据储存分析app的移动电话。
本发明的另一个目的在于针对现有技术中的不足提供一种光电控水虹吸供水方法，该方法是基于用户用水需求实现智能沉井过滤式太阳能抽水、虹吸送水功能。本发明通过以下技术方案实现：
光电控水虹吸供水方法，包括以下步骤：
S01，将用户蓄水室中最大蓄水量的和最小蓄水量分别对应的最高水位Hmax和最低水位Hmin、送水管所允许的最大水压Pmax和最小水压Pmin、启动太阳能水泵的太阳能电源的最低的室外太阳光强度Bmin、水质参数最低值Xmin输入至数据储存分析系统；
S02，用户蓄水室内的水位传感器实时监控用户蓄水室内的水位H，虹吸管道上的水压传感器实时监控送水管内的水压P，用户蓄水室顶部的光强传感器监测室外太阳光强度B，用户蓄水室内的水质监测器监测用户蓄水室内的水质参数X，并将监测数据传输至数据储存分析系统；
S03，太阳能水泵的启动与停止：太阳能水泵的启动，当用户蓄水室内的水位H≤最低水位Hmin时，自动唤醒启动太阳能水泵，同时根据室外太阳光强度B来选用太阳能水泵的电源，当B≥Bmin时，选用太阳能电池板作为太阳能水泵的电源，当B＜Bmin时，选用交流电源作为太阳能水泵的电源；太阳能水泵的停止，当用户蓄水室内的水位H＝最高水位Hmax时，太阳能水泵停止工作；
真空泵的启动与停止：真空泵的启动，当送水管内的水压P＜最小水压Pmin时，启动真空泵；当送水管内的水压P≥最小水压Pmin时，真空泵停止工作；
水压保护开关的打开与关闭：当送水管内的水压P＞最大水压Pmax时，打开水压保护开关进行泄压，送水管内的水进入泄水池中；当送水管内的水压P＜最大水压Pmax时，关闭水压保护开关；
用户蓄水室的放水阀的打开与关闭：当监测到用户蓄水室内的水质参数X＜水质参数最低值Xmin时，打开放水阀，将用户蓄水室内的水放空，并实时监测用户蓄水室内的水位；当监测用户蓄水室内的水位H＝0时，关闭放水阀。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：实时监控用户蓄水室内的蓄水量和水质，以及送水管内的水压，并对用户蓄水室内的蓄水量和水质进行实时控制，对送水管内的水压进行实时调节，通过光电开关和光电控制器实现对太阳能水泵的控制，减少了供水系统的设备及连接管路，提高了设备自动控制水平，增强了设备的可靠性，使水管的安全性和水质得到了保障，解决了送水系统的不稳定和水质差的问题。
附图说明
图1为本发明光电控水虹吸供水系统的结构示意图。
图中，1、水源，2、太阳能水泵，3、光伏扬水逆变器，4、光伏电池板，5、用户蓄水室，6、沉井式过滤装置，7、过滤腔，8、壳体，9、空腔，10、细砂层，11、粗砂层，12、卵石层，13、三通阀，14、真空室，15、真空泵，16、泄水池，17、水压保护开关，18、水压传感器，19、水位传感器，20、水质监测器，21、放水阀，22、备用电源，23、光强传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
请参照图1，本具体实施例提供光电控水虹吸供水系统，包括沉井式过滤装置、太阳能水泵、用户蓄水室、虹吸管道和送水管、光电控制器和数据储存分析系统；
沉井式过滤装置安装在水源内，沉井式过滤装置由壳体、过滤腔和空腔，太阳能水泵的泵体放置在水源的沉井式过滤装置的空腔内；
太阳能水泵通过送水管与用户蓄水室相连，用户蓄水室内设有水位传感器，用户蓄水室的顶部设有避雷装置；太阳能水泵通过电源线与电源相连，由太阳能电源和备用电源提供双电源电源，电源线上设有光强传感器，当光强传感器监测到光强≥10万lux以上，则由太阳能电源单独提供电源，当光强传感器监测到光强＜10万lux时，则启动备用电源作为补充电源，太阳能电源和备用电源共同为太阳能水泵提供电源，备用电源的设置主要是弥补太阳能输出功率不稳定的缺陷；
虹吸管道的一端伸入用户蓄水室内，虹吸管道上设有三通阀，三通阀还与真空室和送水管连通，真空室与真空泵相连；送水管与用水用户相连；送水管上设有用于监测送水管内水压的水压传感器和水压保护开关，水压保护开关与泄水池相连，水压保护开关打开时，送水管内的水进入泄水池中，送水管泄压。
在一更佳的实施例中，过滤腔由内向外分为细砂层、粗砂层和卵石层。
在一更佳的实施例中，所述细砂层内还填充有活性炭颗粒和重金属吸附剂颗粒。
在一更佳的实施例中，太阳能水泵包括光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体，光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体依次相连，泵体放入水源内，泵体与注水管或用户蓄水室相连。
在一更佳的实施例中，避雷装置由接闪器和引下线、泄流地网组成，接闪器安装在用户蓄水室的顶端，并用引下线与埋在地下的泄流地网连接起来，用以避免或减少闪电击中用户蓄水室上或其附近造成的物理损害和人身伤亡。
在一更佳的实施例中，所述数据储存分析系统选用安装有数据储存分析软件的PC计算机或安装有数据储存分析app的移动电话。
实施例二
光电控水虹吸供水方法，包括以下步骤：
S01，将用户蓄水室中最大蓄水量的和最小蓄水量分别对应的最高水位Hmax和最低水位Hmin、送水管所允许的最大水压Pmax和最小水压Pmin、启动太阳能水泵的太阳能电源的最低的室外太阳光强度Bmin、水质参数最低值Xmin输入至数据储存分析系统；
S02，用户蓄水室内的水位传感器实时监控用户蓄水室内的水位H，虹吸管道上的水压传感器实时监控送水管内的水压P，用户蓄水室顶部的光强传感器监测室外太阳光强度B，用户蓄水室内的水质监测器监测用户蓄水室内的水质参数X，并将监测数据传输至数据储存分析系统；
S03，太阳能水泵的启动与停止：太阳能水泵的启动，当用户蓄水室内的水位H≤最低水位Hmin时，自动唤醒启动太阳能水泵，同时根据室外太阳光强度B来选用太阳能水泵的电源，当B≥Bmin时，选用太阳能电池板作为太阳能水泵的电源，当B＜Bmin时，选用交流电源作为太阳能水泵的电源；太阳能水泵的停止，当用户蓄水室内的水位H＝最高水位Hmax时，太阳能水泵停止工作；
真空泵的启动与停止：真空泵的启动，当送水管内的水压P＜最小水压Pmin时，启动真空泵；当送水管内的水压P≥最小水压Pmin时，真空泵停止工作；
水压保护开关的打开与关闭：当送水管内的水压P＞最大水压Pmax时，打开水压保护开关进行泄压，送水管内的水进入泄水池中；当送水管内的水压P＜最大水压Pmax时，关闭水压保护开关；
用户蓄水室的放水阀的打开与关闭：当监测到用户蓄水室内的水质参数X＜水质参数最低值Xmin时，打开放水阀，将用户蓄水室内的水放空，并实时监测用户蓄水室内的水位；当监测用户蓄水室内的水位H＝0时，关闭放水阀。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本发明的构思和技术方案应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.光电控水虹吸供水系统，其特征在于，包括沉井式过滤装置、太阳能水泵、用户蓄水室、虹吸管道和送水管、光电控制器和数据储存分析系统；
沉井式过滤装置安装在水源内，沉井式过滤装置由壳体、过滤腔和空腔，太阳能水泵的泵体放置在水源的沉井式过滤装置的空腔内；
太阳能水泵通过送水管与用户蓄水室相连，用户蓄水室内设有水位传感器和水质监测器，用户蓄水室底部设有放水阀，用户蓄水室的顶部设有避雷装置；太阳能水泵通过电源线与电源相连，由太阳能电源和备用电源提供双电源电源，电源线上设有光强传感器；
虹吸管道的一端伸入用户蓄水室内，虹吸管道上设有三通阀，三通阀还与真空室和送水管连通，真空室与真空泵相连；送水管与用水用户相连；送水管上设有用于监测送水管内水压的水压传感器和水压保护开关，水压保护开关与泄水池相连，水压保护开关打开时，送水管内的水进入泄水池中，送水管泄压；
所述光电控水虹吸供水系统在使用时，将所述用户蓄水室中最大蓄水量和最小蓄水量分别对应的最高水位Hmax和最低水位Hmin、所述送水管所允许的最大水压Pmax和最小水压Pmin、启动所述太阳能水泵的太阳能电源的最低的室外太阳光强度Bmin、水质参数最低值Xmin输入至所述数据储存分析系统；
所述用户蓄水室内的水位传感器实时监控所述用户蓄水室内的水位H，所述虹吸管道上的水压传感器实时监控所述送水管内的水压P，所述用户蓄水室顶部的光强传感器监测室外太阳光强度B，所述用户蓄水室内的水质监测器监测所述用户蓄水室内的水质参数X，并将监测数据传输至所述数据储存分析系统；
太阳能水泵的启动与停止：所述太阳能水泵的启动，当所述用户蓄水室内的水位H≤最低水位Hmin时，自动唤醒启动所述太阳能水泵，同时根据室外太阳光强度B来选用所述太阳能水泵的电源，当B≥Bmin时，选用太阳能电池板作为所述太阳能水泵的电源，当B＜Bmin时，选用交流电源作为所述太阳能水泵的电源；所述太阳能水泵的停止，当所述用户蓄水室内的水位H＝最高水位Hmax时，所述太阳能水泵停止工作；
真空泵的启动与停止：真空泵的启动，当所述送水管内的水压P＜最小水压Pmin时，启动真空泵；当所述送水管内的水压P≥最小水压Pmin时，真空泵停止工作；
水压保护开关的打开与关闭：当所述送水管内的水压P＞最大水压Pmax时，打开水压保护开关进行泄压，所述送水管内的水进入泄水池中；当所述送水管内的水压P＜最大水压Pmax时，关闭水压保护开关；
用户蓄水室的放水阀的打开与关闭：当监测到所述用户蓄水室内的水质参数X＜水质参数最低值Xmin时，打开放水阀，将所述用户蓄水室内的水放空，并实时监测所述用户蓄水室内的水位；当监测所述用户蓄水室内的水位H＝0时，关闭放水阀。
2.根据权利要求1所述的光电控水虹吸供水系统，其特征在于，过滤腔由内向外分为细砂层、粗砂层和卵石层。
3.根据权利要求2所述的光电控水虹吸供水系统，其特征在于，所述细砂层内还填充有活性炭颗粒和重金属吸附剂颗粒。
4.根据权利要求1至3任一所述的光电控水虹吸供水系统，其特征在于，太阳能水泵包括光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体，光伏电池板、光伏扬水逆变器、泵体依次相连，泵体放入水源内，泵体与注水管或用户蓄水室相连。
5.根据权利要求1至3任一所述的光电控水虹吸供水系统，其特征在于，避雷装置由接闪器和引下线、泄流地网组成，接闪器安装在用户蓄水室的顶端，并用引下线与埋在地下的泄流地网连接起来。
6.根据权利要求1或2所述的光电控水虹吸供水系统，其特征在于，所述数据储存分析系统选用安装有数据储存分析软件的PC计算机或安装有数据储存分析app的移动电话。
7.光电控水虹吸供水方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，将用户蓄水室中最大蓄水量的和最小蓄水量分别对应的最高水位Hmax和最低水位Hmin、送水管所允许的最大水压Pmax和最小水压Pmin、启动太阳能水泵的太阳能电源的最低的室外太阳光强度Bmin、水质参数最低值Xmin输入至数据储存分析系统；
S02，用户蓄水室内的水位传感器实时监控用户蓄水室内的水位H，虹吸管道上的水压传感器实时监控送水管内的水压P，用户蓄水室顶部的光强传感器监测室外太阳光强度B，用户蓄水室内的水质监测器监测用户蓄水室内的水质参数X，并将监测数据传输至数据储存分析系统；
S03，太阳能水泵的启动与停止：太阳能水泵的启动，当用户蓄水室内的水位H≤最低水位Hmin时，自动唤醒启动太阳能水泵，同时根据室外太阳光强度B来选用太阳能水泵的电源，当B≥Bmin时，选用太阳能电池板作为太阳能水泵的电源，当B＜Bmin时，选用交流电源作为太阳能水泵的电源；太阳能水泵的停止，当用户蓄水室内的水位H＝最高水位Hmax时，太阳能水泵停止工作；
真空泵的启动与停止：真空泵的启动，当送水管内的水压P＜最小水压Pmin时，启动真空泵；当送水管内的水压P≥最小水压Pmin时，真空泵停止工作；
水压保护开关的打开与关闭：当送水管内的水压P＞最大水压Pmax时，打开水压保护开关进行泄压，送水管内的水进入泄水池中；当送水管内的水压P＜最大水压Pmax时，关闭水压保护开关；
用户蓄水室的放水阀的打开与关闭：当监测到用户蓄水室内的水质参数X＜水质参数最低值Xmin时，打开放水阀，将用户蓄水室内的水放空，并实时监测用户蓄水室内的水位；当监测用户蓄水室内的水位H＝0时，关闭放水阀。
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