CN110359518A - 一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统，包括变流量多级多出口水泵（1），压力传感器（3）及变频调速器（2）组成，变流量多级多出口水泵（1）不同位置”区段”设置多级出口（6）通过单向阀（4）连接供水管道分别为低区、中区、高区供水，所述压力传感器（3）设在高区出口管道上，所述多级多出口水泵（1）电机，压力传感器（3）及变频调速器（2）相互连接，通过预设的压力值由变频调速器（2）闭环控制多级多出口水泵（1）的高区出口压力并同步控制中区、低区压力。本发明的有益效果为：用一台水泵实现了不同压力供水区的高效供水系统，可应用在流量变化较大的高层、超高层的工业与民用建筑供水系统中。本系统的应用为用户节省了大量的设备投资和运行电能，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及高层、超高层工业与民用建筑供水系统，具体是一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统及控制方法。
背景技术
目前大多数高层超高层建筑均采用多级单出口变频水泵，按供水压力分高、中、低等分区，恒压供水；水泵规格多系统复杂且能耗浪费，现有的多级多出口水泵产品各区段的叶轮同轴且同型号，只能一台电机一个变频器一个压力传感器驱动，因此只能控制其中一个出口的压力，其他出口就得不到有效的恒压控制，另外每区段的流量相差很大，采用相同型号的叶轮也必然能耗大。所以目前多级多出口水泵只能应用在对各区出口压力波动没有要求的恒转速消防供水中，【CN201943120U】公开的一种“多级多出口水泵与多区多级水泵并联供水系统”也面临同样的问题，无法在高层超高层供水设备中推广使用。这是给排水、水泵制造及工控专业需要解决的共同问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统及控制方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统，包括多级多出口水泵(1)，压力传感器(3)及变频调速器(2)组成，多级多出口水泵(1)不同位置设置多级出口(6)通过单向阀(4)连接供水管道分别为低区、高区供水，所述压力传感器(3)设在高区出口管道上，所述变流量多级多出口水泵(1)，压力传感器(3)及变频调速器(2)相互连接，通过系统预设的压力值由变频调速器(2) 闭环控制变流量多级多出口水泵(1)电机。
进一步地，变流量多级多出口水泵(1)不同位置设置多级出口通过单向阀(4)连接供水管道分别为低区、中区和高区供水。
进一步地，变流量多级多出口水泵(1)的进水端的水源为蓄水箱、叠压罐，管网余压利用装置。
进一步地，所述变流量多级多出口水泵由各区段不同型号的叶轮组合而成。
进一步地，所述多级多出口水泵的叶轮型号由各区段的流量决定，其直径由上至下递增，呈阶梯型。
另外，本发明公开了变流量多级多出口水泵恒压供水系统的控制方法，即根据高区压力传感器(3)的压力值Hh，调整多级多出口水泵(1)的级数和叶轮直径尺寸满足各级出口的压力及流量，其满足的条件是：水泵总吸入流量等于各区输出流量之和，即 QT＝ΣQi＝Ql+Qm+Qh，若各区流量相同，则低区段的过流量为中区段的1.5倍，高区段的3 倍，压力压差关系为：水泵的总扬程视为各区段扬程(压差)之和，即 Hh＝ΣΔHi＝ΔHl+ΔHm+ΔHh(设H0＝0)，ΔHl＝f(Ql，Qm，Qh)，ΔHm＝f (Qm，Qh)，ΔHh＝f(Qh)，Hh＝f(Ql，Qm，Qh)+f(Qm，Qh)+f(Qh)，Hm＝f(Ql，Qm，Qh)+f(Qm，Qh)，Hl＝f(Ql，Qm，Qh)，显而易见各流量的变化对高区扬程Hh的反应最强，中区次之，低区更差，因此必须将压力传感器设在高区段出口，各区段的叶轮型号也必须分段设计。其中QT—总流量；H0＝水源压力；Ql—低区流量；Qm—中区流量；Qh＝高区流量，Hl—低区压力；Hm—中区压力；Hh—高区压力，ΔHl—低区压差，ΔHm—中区压差，和ΔHh—高压压差。
本发明的有益效果为：用一台水泵实现多区不同压力供水区的供水系统，可应用在流量变化较大的生活供水设备中，尤其适合高层、超高层的工业与民用建筑供水系统。本系统的应用为用户节省了大量电能，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是低、高区两级出口系统结构图。
图2是低、中、高三级出口系统结构图。
图3是多级多出口水泵的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的变流量多级多出口水泵恒压供水系统，包括多级多出口水泵1，压力传感器3及变频调速器2组成，多级多出口水泵1不同位置设置多级出口6通过单向阀4连接供水管道分别为低区、高区供水，所述压力传感器3设在高区出口管道上，所述多级多出口水泵1，压力传感器3及变频调速器2串联，通过系统预设的压力值由变频调速器2闭环控制多级多出口水泵1电机。
图2中，变流量多级多出口水泵1不同位置设置多级出口6通过单向阀4连接供水管道分别为低区、中区和高区供水。
其中变流量多级多出口水泵1的进水端的水源为蓄水箱、叠压罐，管网余压利用装置。
如图3所示，变流量多级多出口水泵恒压供水系统的控制方法，即根据高区压力传感器3的压力值Hh，调整变流量多级多出口水泵1的级数和叶轮直径尺寸满足各级出口的压力及流量，其满足的条件是：水泵总吸入流量等于各区输出流量之和，即 QT＝ΣQi＝Ql+Qm+Qh，若各区流量相同，则低区段的过流量为中区段的1.5倍，高区段的3 倍，压力压差关系为：水泵的总扬程视为各区段扬程(压差)之和，即 Hh＝ΣΔHi＝ΔHl+ΔHm+ΔHh(设H0＝0)，ΔHl＝f(Ql，Qm，Qh)，ΔHm＝f (Qm，Qh)，ΔHh＝f(Qh)，Hh＝f(Ql，Qm，Qh)+f(Qm，Qh)+f(Qh)， Hm＝f(Ql，Qm，Qh)+f(Qm，Qh)，Hl＝f(Ql，Qm，Qh)，显而易见各流量的变化对高区扬程Hh的反应最强，中区次之，低区更差，因此将压力传感器设在高区段出口。其中QT—总流量；H0＝水源压力；Ql—低区流量；Qm—中区流量；Qh＝高区流量，Hl—低区压力；Hm—中区压力；Hh—高区压力，ΔHl—低区压差，ΔHm—中区压差，和ΔHh—高压压差。
具体实施效果，以xx酒店为例，30层楼高，其中的热水大约210m3/d,由地下室分三个区采用流量为25m3/h，扬程分别为50、90、128m的三组多级泵(单出口)变频恒压供给，压力分别设定为0.45、0.85、1.25Mp；
本系统的具体实施方法如下：1、将压力传感器设置在高区，变频器内置PID设定闭环压力为125m；2、取每个区高峰流量为21m3/h，所以低区段设计流量为∑ Q1+Q2+Q3＝21+21+21＝63m3/h,扬程45m,取64m3/h的标准大叶轮3组；中区段设计流量为 Q2+Q3＝21+21＝42m3/h,扬程为85-45＝40m,取45m3的标准大叶轮2组；高区段流量为Q3＝21m3/h，扬程125-85＝40m,取32m3/h的标准小叶轮3组。经过实验台或者现场运行，一定存在着误差，取下叶轮将其叶片直径进行适当的加减，反复调试，直至达到三个区的压力都符合设计要求。目前该系统运行稳定，节能率约为60％。下表是该系统运行前后xx 酒店每个月的实际电量表。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种变流量多级多出口水泵恒压供水系统，其特征在于，包括变流量多级多出口水泵（1），压力传感器（3）及变频调速器（2）组成，变流量多级多出口水泵（1）不同位置设置多级出口（6）通过单向阀（4）连接供水管道分别为低区、高区供水，所述压力传感器（3）设在高区出口管道上，所述变流量多级多出口水泵（1），压力传感器（3）及变频调速器（2）相互连接，通过系统预设的压力值由变频调速器（2）闭环控制变流量多级多出口水泵（1）。
2.根据权利要求1所述的变流量多级多出口水泵恒压供水系统，其特征在于，变流量多级多出口水泵（1）不同位置“区段”设置多级出口（6）通过单向阀（4）连接供水管道分别为低区、中区和高区供水。
3.根据权利要求1或2所述的变流量多级多出口水泵恒压供水系统，其特征在于，变流量多级多出口水泵（1）的进水端的水源为蓄水箱、叠压罐，管网余压利用装置。
4.根据权利要求1所述的变流量多级多出口水泵恒压供水系统，其特征在于，所述变流量多级多出口水泵由各区段不同型号的叶轮组合而成。
5.根据权利要求4所述的变流量多级多出口水泵恒压供水系统，其特征在于，所述多级多出口水泵的叶轮型号由各区段的扬程ΔHl决定，叶轮型号由各区段的流量ΔQi决定，叶轮大小由上至下递增，呈阶梯型。
6.如权利要求4或5所述的变流量多级多出口水泵恒压供水系统的控制方法，其特征在于，根据高区的供水压力值Hh同步控制各出口压力；变流量多级多出口水泵（1）的级数和叶轮直径满足各级出口压力及各区段的流量，其满足的条件是：水泵总吸入流量等于各区输出流量之和，即QT=ΣQi=Ql+Qm+Qh，若各区流量相同，则低区段的过流量为中区段的1.5倍，高区段的3倍；压力压差关系为：水泵的总扬程视为各区段扬程（压差）之和，即Hh=ΣΔHi=ΔHl+ΔHm+ΔHh（设H0=0），ΔHl=f（Ql，Qm，Qh），ΔHm=f（Qm，Qh），ΔHh=f（Qh），Hh=f（Ql，Qm，Qh）+f（Qm，Qh）+f（Qh），Hm=f（Ql，Qm，Qh）+f（Qm，Qh），Hl=f（Ql，Qm，Qh），
其中QT—总流量；H0=水源压力；Ql—低区流量；Qm—中区流量；Qh=高区流量，Hl—低区压力；Hm—中区压力；Hh—高区压力，ΔHl—低区压差，ΔHm—中区压差，和ΔHh—高区压差。
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