CN108625431A - 智能节能变频供水系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了智能节能变频供水系统及其控制方法，在稳流水箱的前端设置了具备反向清洁功能的净化水装置，并且在泵组增加了稳流供水支路，稳流供水支路、循环管路、净化水装置及稳流水箱之间形成有水循环路径。本发明中净化装置能对水体进行净化，改善进入稳流水箱的水质，同时，净化装置、稳流泵支路及循环管道形成对稳流水箱清洁的净化回路，减少稳流水箱的人工清洁频率，保障供水管网的供水品质。采用了可以在泄压量较小情况下使用的稳压泵支路，能避免大功率变频泵的低效率运行，降低了能源损耗。反向清洁和循环清洁可以同时进行，亦可在反向清洁和循环清洁的同时实现对供水管网的供水。易于实施及推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种供水系统，尤其涉及一种智能节能变频供水系统及其控制方法，属于变频恒压设备的技术领域。
背景技术
变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节 (PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。
现有技术中，一般会采用多组大功率的变频泵，其最低调频功率依然较大，当供水组网用水较少及泄压量小的情况下，大功率变频泵处于低效率运行状态，造成不必要的电能损失，且对变频泵的使用寿命有影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足。
本发明提出了智能节能变频供水系统，包括稳流水箱、泵组、PLC控制器和变频器，所述泵组的出水端设有压力变送器，所述泵组包括并联的若干设有变频泵的变频供水支路，所述PLC控制器分别与压力变送器、变频器相电性连接，所述变频器控制变频泵的变频运行，
所述泵组还包括一条与任意变频供水支路相并联的设有稳压泵的稳压供水支路，所述稳压泵与所述PLC控制器相连，并且所述稳压泵的输出功率小于所述变频泵的最低频输出功率，
所述稳流水箱的进水端设有净化装置，所述净化装置通过一储能罐与外部供水管路相连，所述稳压供水支路的出水端设有一连通所述净化装置进水端的循环管路。
优选地，所述净化装置包括若干个并联的过滤支管，任意所述过滤支管的出水端设有反向清洗排污管。
优选地，所述净化装置的出水端设有一级水质监控器，所述一级水质监控器与所述PLC控制器相连。
优选地，所述泵组的出水端设有二级水质监控器，所述二级水质监控器与所述PLC控制器相连。
优选地，所述泵组的出水端设有稳压罐，并且所述稳压罐的最大压力低于所述PLC控制器的设定管网压力。
优选地，所述稳压罐至少包括隔膜式稳压罐和囊式稳压罐。
优选地，所述PLC控制器上设有无线通讯模块，所述PLC控制器通过所述无线通讯模块与远程服务器相通信连接。
优选地，所述变频泵上设有热过载继电器，所述热过载继电器与所述PCL控制器相连。
本发明还提出了基于智能节能变频供水系统的控制方法，包括：
S1供水净化步骤，外部供水管路的供水首先进入储能罐，然后进入净化装置净化后进入稳流水箱；
S2变频供水控制步骤，PLC控制器通过压力变送器实时监控供水管网的泄压量，
当泄压量低于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过PLC控制器启动稳压供水支路进行低供给稳压输出，
当泄压量高于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过变频器启动变频供水支路进行供水管网的变频供水，并且根据泄压量对变频供水支路进行适应性调频；
S3循环清洁步骤，稳压供水支路的出水端出水经过循环管路进入净化装置后回流至稳流水箱，形成对稳流水箱的清洁回路。
优选地，包括S4反向清洁步骤，所述净化装置中任意一个过滤支管的进水端关闭、反向清洗排污管打开，外部供水管路的供水经过储能罐进入净化装置内、经过其它正向的过滤支管净化后，净化水反向经过进水端关闭的过滤支管从反向清洗排污管排出；
S5触发步骤，用于触发步骤S4和/或步骤S5，
当一级水质监控器监控到水质低于水质标准时，启动步骤S5，
当二级水质监控器监控到水质低于水质标准时，启动步骤S4，
步骤S4和步骤S5同时运行或任意独立运行。
本发明的有益效果主要体现在：
1.净化装置能对水体进行净化，改善进入稳流水箱的水质，同时，净化装置、稳流泵支路及循环管道形成对稳流水箱清洁的净化回路，减少稳流水箱的人工清洁频率，保障供水管网的供水品质。
2.采用了可以在泄压量较小情况下使用的稳压泵支路，能避免大功率变频泵的低效率运行，降低了能源损耗。
3.反向清洁和循环清洁可以同时进行，亦可在反向清洁和循环清洁的同时实现对供水管网的供水。
4.易于实施及推广应用。
附图说明
图1是本发明智能节能变频供水系统的结构示意图。
图2是本发明中反向清洁和循环清洁的水流径示意图。
具体实施方式
本发明提供智能节能变频供水系统及其控制方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
一种变频恒压供水装置，如图1和图2所示，包括稳流水箱1、泵组2、PLC控制器3和变频器4，泵组2的出水端设有压力变送器5，泵组2包括并联的若干设有变频泵的变频供水支路6，PLC控制器3分别与压力变送器5、变频器4相电性连接，变频器4控制变频泵的变频运行。
通过PLC控制器3设定预设压力，通过监控到的供水管网压力从而计算出调频数据，通过变频器4响应，从而控制变频泵的调频，以上控制属于现有技术，在此不再赘述。
本案的泵组2还包括一条与任意变频供水支路6相并联的设有稳压泵的稳压供水支路7，稳压泵与PLC控制器3相连，并且稳压泵的输出功率小于变频泵的最低频输出功率。
具体地说明，在供水网管泄压量较小的情况下，远低于变频泵的最低频输出功率的补给量时，PLC控制器3通过变频器4停止全部变频泵的输出，并启动稳压泵，如此设计能有效防止变频泵的低效率运行，采用稳压泵能满足供水管网较低泄压量的需求。
另外，稳流水箱1的进水端设有净化装置9，净化装置9通过一储能罐10与外部供水管路相连，稳压供水支路7的出水端设有一连通净化装置9进水端的循环管路8。通过该净化装置9能将供水进行净化，使进入稳流水箱1的水体保持洁净，储能罐10能防止对市政管网产生负压，满足规定要求。
具体地说明，众所周知，稳流水箱1是一种大型的蓄水容器，长期蓄水会导致内部出现污染物，对供水会产生二次污染，而频繁的人工清洁不现实，本案通过增设的循环管路8与前置的净化装置9来实现对稳流水箱1的循环过滤清洁。
需要说明的是，变频供水支路6的输出功率较大，无法适应小循环的供给需求，因此通过稳压供水支路7能提供较为合适的输出功率，满足对稳流水箱1的循环需求。
对净化装置9进行详细描述，净化装置9包括若干个并联的过滤支管15，任意过滤支管15的出水端设有反向清洗排污管16。
具体地说明，如图2所示，对其中一过滤支管15进行清洁时，关闭该过滤支管15的进水端及打开过滤支管15的反向清洗排污管16的蝶阀，选择一个过滤支管15作为该过滤支管15的清洁支管，该过滤支管15的进水端及反向清洁排污管16的蝶阀关闭，并且该过滤支管15的出水端与过滤支管15进水端之间的蝶阀打开、并且与净化装置9的出水端之间蝶阀关闭，通过过滤支管15净化水体后反向从过滤支管15的进水端引出排离反向清洗排污管16，实现过滤支管15的反向清洁，可以进行针对任意过滤支管15的清洗。
为了能及时了解净化装置的净化能力及稳流水箱内的洁净程度，净化装置9的出水端设有一级水质监控器12，一级水质监控器12与所述PLC控制器相连。泵组2的出水端设有二级水质监控器17，二级水质监控器与所述PLC控制器相连。
本案的一个实施例中，泵组2的出水端设有稳压罐11，并且稳压罐的最大压力低于PLC控制器的设定管网压力。稳压罐11至少包括隔膜式稳压罐和囊式稳压罐。通过稳压罐11能缓冲压力波动及能起到削峰储能的作用。
本案的一个优选实施例中，泵组2的出水端设有水质检测机构12，水质检测机构12与PLC控制器3相连，通过水质检测机构12能检测到供水的水质状态，当出现二次污染较为严重时，能通过PLC控制器3控制关闭变频泵，开启稳压泵和电动蝶阀10，实现对稳流水箱1的循环净化清洁。
对本案进一步优化，PLC控制器3上设有无线通讯模块13，PLC控制器3通过无线通讯模块13与远程服务器14相通信连接。通过无线通讯模块13的设置，方便与远程服务器14搭建联系，通过远程服务器14能实时监控到供水装置的运行状态。
变频泵上设有热过载继电器，热过载继电器与PCL控制器3相连，通过热过载继电器能监控变频泵的运行状态，提供过热保护能防止变频泵过热损坏。
对本案智能节能变频供水系统的控制方法进行详细描述：
首先是供水净化步骤，外部供水管路的供水首先进入储能罐10，然后进入净化装置9净化后进入稳流水箱1，即通过净化前置的方式，能使得进入稳流水箱1的供水保持洁净，稳流水箱1内不易产生水质污染。
对变频供水控制步骤进行描述，PLC控制器3通过压力变送器5实时监控供水管网的泄压量，当供水管网泄压量低于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过PLC控制器启动稳压供水支路进行低供给稳压输出。当泄压量高于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过变频器启动变频供水支路进行供水管网的变频供水，并且根据泄压量对变频供水支路进行适应性调频。
即在用户用水量较少的情况下，通过稳压供水支路进行供水输出即可，能降低系统的能耗，避免变频泵的低效率运行。节约了能源。
对循环清洁步骤进行说明，稳压供水支路7的出水端出水经过循环管路8进入净化装置9后回流至稳流水箱1，形成对稳流水箱1的清洁回路。
具体地说明，清洁回路由稳压泵提供持久稳定的供给动力，产生循环路径，在循环过程中的水压损耗均由稳压泵补给，整个循环过程不会对稳流水箱及管网产生不必要的冲击，另外由于循环路径上具备储能罐10，能起到稳定水压的作用，保障循环路径的运行稳定。
本案的具体实施例中，如图2所示，净化装置9包括至少三个并联的过滤支管15，任意过滤支管15的出水端设有反向清洗排污管16，净化装置9的出水端设有一级水质监控器12，一级水质监控器12与PLC控制器3相连，泵组2的出水端设有二级水质监控器17，二级水质监控器17与PLC控制器3相连。
具体地反向清洁步骤说明，净化装置9中任意一个过滤支管15的进水端关闭、反向清洗排污管打开，外部供水管路的供水经过储能罐10进入净化装置9内经过其它正向的过滤支管15净化后，净化水反向经过进水端关闭的过滤支管15从反向清洗排污管16排出。
一级水质监控器12监控到水质低于水质标准时，启动步骤S5，二级水质监控器17监控到水质低于水质标准时，启动步骤S4，步骤S4和步骤S5同时运行或任意独立运行。图2中的箭头所示为水流路径。
本案的另一个方案中，在进行反向清洁和循环清洁的同时，亦可打开变频供水支路6进行供水管网供水，为了防止变频供水支路6对稳压供水支路7产生影响，可以在稳压供水支路7的进水端增加止回阀。
通过以上描述可以发现，本发明智能节能变频供水系统及其控制方法，净化装置能对水体进行净化，改善进入稳流水箱的水质，同时，净化装置、稳流泵支路及循环管道形成对稳流水箱清洁的净化回路，减少稳流水箱的人工清洁频率，保障供水管网的供水品质。采用了可以在泄压量较小情况下使用的稳压泵支路，能避免大功率变频泵的低效率运行，降低了能源损耗。反向清洁和循环清洁可以同时进行，亦可在反向清洁和循环清洁的同时实现对供水管网的供水。易于实施及推广应用。
以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.智能节能变频供水系统，包括稳流水箱、泵组、PLC控制器和变频器，所述泵组的出水端设有压力变送器，所述泵组包括并联的若干设有变频泵的变频供水支路，所述PLC控制器分别与压力变送器、变频器相电性连接，所述变频器控制变频泵的变频运行，
其特征在于：
所述泵组还包括一条与任意变频供水支路相并联的设有稳压泵的稳压供水支路，所述稳压泵与所述PLC控制器相连，并且所述稳压泵的输出功率小于所述变频泵的最低频输出功率，
所述稳流水箱的进水端设有净化装置，所述净化装置通过一储能罐与外部供水管路相连，所述稳压供水支路的出水端设有一连通所述净化装置进水端的循环管路。
2.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述净化装置包括若干个并联的过滤支管，任意所述过滤支管的出水端设有反向清洗排污管。
3.根据权利要求2所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述净化装置的出水端设有一级水质监控器，所述一级水质监控器与所述PLC控制器相连。
4.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述泵组的出水端设有二级水质监控器，所述二级水质监控器与所述PLC控制器相连。
5.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述泵组的出水端设有稳压罐，并且所述稳压罐的最大压力低于所述PLC控制器的设定管网压力。
6.根据权利要求2所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述稳压罐至少包括隔膜式稳压罐和囊式稳压罐。
7.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述PLC控制器上设有无线通讯模块，所述PLC控制器通过所述无线通讯模块与远程服务器相通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水装置，其特征在于：所述变频泵上设有热过载继电器，所述热过载继电器与所述PCL控制器相连。
9.基于权利要求1~8任意一项所述智能节能变频供水系统的控制方法，其特征在于包括：
S1供水净化步骤，外部供水管路的供水首先进入储能罐，然后进入净化装置净化后进入稳流水箱；
S2变频供水控制步骤，PLC控制器通过压力变送器实时监控供水管网的泄压量，
当泄压量低于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过PLC控制器启动稳压供水支路进行低供给稳压输出，
当泄压量高于一个变频泵的最低频输出供给量时，通过变频器启动变频供水支路进行供水管网的变频供水，并且根据泄压量对变频供水支路进行适应性调频；
S3循环清洁步骤，稳压供水支路的出水端出水经过循环管路进入净化装置后回流至稳流水箱，形成对稳流水箱的清洁回路。
10.根据权利要求9所述的智能节能变频供水系统的控制方法，
所述净化装置包括至少三个并联的过滤支管，任意所述过滤支管的出水端设有反向清洗排污管，所述净化装置的出水端设有一级水质监控器，所述一级水质监控器与所述PLC控制器相连，所述泵组的出水端设有二级水质监控器，所述二级水质监控器与所述PLC控制器相连，
其特征在于包括：
S4反向清洁步骤，所述净化装置中任意一个过滤支管的进水端关闭、反向清洗排污管打开，外部供水管路的供水经过储能罐进入净化装置内、经过其它正向的过滤支管净化后，净化水反向经过进水端关闭的过滤支管从反向清洗排污管排出；
S5触发步骤，用于触发步骤S4和/或步骤S5，
当一级水质监控器监控到水质低于水质标准时，启动步骤S5，
当二级水质监控器监控到水质低于水质标准时，启动步骤S4，
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