CN110886347A - 一种分压箱式供水设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分压箱式供水设备，包括有水箱、水箱进水保护装置、强制性水循环水箱液位控制装置及系统、叠压静压分流分压装置、叠压静压全变频加压机组、叠压静压分流分压控制系统及全变频控制柜。本发明采用了叠压静压分流分压装置，将传统的叠压供水、静压供水的特点进行择优结合，既能利用市政管网的叠加增压自动变频供水又能利用水箱的调蓄量在静压下自动变频供水。

Description

一种分压箱式供水设备

技术领域

本发明涉及一种箱式供水设备，更具体地说，是关于一种分压箱式供水设备。

背景技术

目前我国供水行业现状可知，供水或者说是二次供水往往采用叠压或者是水箱加变频机组的单一形式，叠压供水虽然节能但调蓄量不足，管网压力不足时往往不能使用，水箱加变频机组能保证较大的调蓄量，但无法做到节能环保。

不考虑停电因素，主要指两方面，一是因水厂或管道原因出现的停断水，二是因水箱清洗原因出现的停断水。水厂或管道原因更多是客观原因导致的，当然也有因检修停水，或第三方施工造成的管道损坏导致的，但这不影响水箱的持续供水，水箱本身的调蓄能力，决定了在短时间内不会受市政停水的影响。而对居民而言，更多影响在于水箱清洗时的停断水，清洗时间受水箱容积和水箱自身清洁度影响，同时，由于水箱数量的增加，清洗的难度增加，清洗时间也相应延长，这也受影响的居民数量增加，因此，如何尽可能减少水箱清洗时的停断水应该作为供水企业的考虑。

目前绝大多数供水企业而言，净水都是经过严格检测合格之后出厂的，但受沿途管网、末端水箱、小区内网影响，到居民家水龙头的水质合格率仅为80％左右，每个地区也不尽相同，个别区域达到95％以上，但还有一些区域在70％，这说明水质安全存在着很大的挑战，，而二次供水成为影响水质安全的最大因素。水箱作为供水调蓄的重要组成，不可忽视，但同时，水箱内部水质的安全保障也要引起重视，作为安全防护，水箱装有自洁消毒器、紫外线消毒器或臭氧发生器，在做处理的同时，更多的是防护，水箱内部水容易变质的原因往往是由于存在死水层、滞留层，水无法有效循环流走，同时，现行水箱的控制方式为用水即进水，也就是只要用户有用水，水箱就会进水，这就很容易导致水箱内的水无法循环，水不鲜活，而消毒的作用相对有限，就容易出现水质不达标的事宜，因此，我们应考虑如何保证水箱的水鲜活，让水真正循环起来。

在保证持续供水、水质安全的基础上，作为影响供水企业经济效益的能耗，自然也是我们供水企业考虑的因素。在供水企业设备运营支出中，能耗的最大支出，水厂的运营支出有70％以上是电费支出，个别甚至更高。能耗如此居高不下，原因有很多，如水厂与二次供水终端是否联动；设备选型是否合理；设备运行是否在高效区间；而水厂与水箱之间的联动，则是其中重要因素，因此，我们要考虑如何实现削峰填谷，如何巧妙的在利用水箱供水的同时利用来水压力。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分压箱式供水设备，通过本技术方案，解决了传统的设备噪音大、烧毁电机的的问题。水泵采用叠压和静压水泵配置，使得设备在最优工况下运行，解决了传统的水泵在低频下偏离高效区的问题，大大节省了电能。设备设计有静压区系统，叠压区系统，兼顾了叠压供水和变频供水，既有效利用了市政管网压力，有能满足用户需求。

同时，设备能定时循环水箱储水，保证水质鲜活。设备有设有自动清洗功能，当传感器反馈水质不达标时，设备自动调用自动清洗逻辑，对水箱进行全方位清洗。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种分压箱式供水设备，包括水箱、水箱进水保护装置、水箱自动清洗装置、水箱自动排污装置、叠压静压分流分压装置、汇流总管、阀门组紧固件及全变频控制柜；全变频控制柜内配置有叠压静压分流分压控制系统、强制性水循环水箱液位控制系统、叠压静压全变频加压机组控制系统以及相应的变频器、中央处理器、电气功能元件。

叠压静压分流分压装置，该装置进行分区设计，将一个稳流补偿容器进行完全隔离的分腔设计，根据其在设备整体运行中起到的作用可分为叠压区与静压区，叠压区进口与市政管网相连出口与叠压全变频水泵相连，该区域通过叠压供水逻辑及控制系统实现叠压供水。静压区进口与水箱出水口相连，出口与静压全变频水泵相连。该区域通过静压供水逻辑及控制系统实现静压供水。该装置将传统的叠压供水、静压供水的特点进行择优结合，既能利用市政管网的叠加增压自动变频供水又能利用水箱的调蓄量在静压下自动变频供水

叠压静压全变频加压机组：叠压全变频水泵是一款全变频矢量控制系统控制全变频电机驱动的能够在叠压工况下满足用户用水要求的全变频水泵。静压全变频水泵是一款全变频矢量控制系统控制全变频电机驱动的能够在静压工况下满足用户用水要求的全变频水泵。所述叠压泵与静压泵可以是两组流量与扬程均不相同的全变频水泵，通常情况下，叠压全变频水泵的扬程低于静压全变频水泵。在压箱式全变频供水设备的运行中，通过叠压静压全变频水泵的合理配置可以使机组在任何供水工况都在高效区运行，提高设备运行效率，降低噪音，且系统更加稳定、节能。

叠压静压分流分压控制系统，该系统使叠压供水逻辑与静压供水逻辑有效结合既相互独立，又互相协同、既能协同运行又能互为备用。用水高峰时该系统自动将叠压控制系统切换到静压控制系统，使叠压全变频水泵减少或停止对市政管网来水及压力的索取，转而由静压全变频水泵通过水箱储水供给用户。减少了市政管网的供水负担，保护了市政管网的压力。当用水谷期，市政管网来水充足，该系统会控制水箱进水保护装置开启并对水箱进行补水，且减少或停止静压全变频水泵对水箱储水的索取而自动切换到叠压供水控制系统，此时叠压全变频水泵可从利用市政来水叠压供给用户。并且该系统能控制叠压及静压系统同时开启或关闭，设备可同时从市政及水箱中取水供给用户。实现削峰填谷的节能供水理念。

强制性水循环液位控制装置及控制系统。该装置安装在水箱上，该系统控制软件嵌入在全变频控制柜中。该系统强制水箱储水通过静压全变频水泵在规定的时间规定的工况下将水箱储水供给用户并控制水箱进水保护装置在规定的时间对水箱进行补水，进行输入输出的循环，该系统规定水箱储水先供用户，液位达到系统认定的充分循环液位时再进行补水，且该系统联动水箱自动清洗装置、水箱自动排污装置，在分压分流供水的独特供水逻辑下能实现清理水箱时不必停机停水，依然保证用户的用水要求。该系统以精确的液位控制结合叠压静压分流分压供水实际工况为原则，使水箱水质得到有效保障使用户用水更安全。

全变频加压机组控制系统，该系统对加压机组实施一对一矢量控制，使系统控制更加高效、更加迅速、更加稳定。

本发明用水高峰期时，市政压力不足，为了满足用户需求，保护管网压力，系统切换为静压区供水运行逻辑。采用两套控制逻辑，既能做到叠压供水，又能以变频供水方式运行，兼顾了节能同时，又能满足用户需求，水箱可实现自动清洗，定时循环水箱储水，保证水质鲜活。

采用上述技术方案后的有益效果是：通过本发明可以综合节能高达20％以上，尤其是解决了传统设备高耗能的问题，改变传统设备两种极端的供水方式既叠压和变频，将这两种供水逻辑结合在一起，既满足用户需求，也能使水泵在各自的高效区运行；另外，此设备压保证了水箱储水充分循环，保证了水质鲜活，且能在用户用水过程中自动清洗水箱，实现了用户不间断连续供水。本发明实现了将压力不同的供水源采用分压装置的不同腔体进行分压后达到恒压的状态，从而大大提高了设备的高效供水，满足用户需求。

本发明采用机电一体化设计,易于控制，结构紧凑、简单、美观,运行供水可靠，并且方便维护，占地面积小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详述。

本发明涉及的分压箱式供水设备，包括有水箱1、水泵2、3，电机4和全变频控制柜5，水泵2、3固定在电机4的下方，全变频控制柜内配置有叠压静压分流分压控制系统、强制性水循环水箱液位控制系统、叠压静压全变频加压机组控制系统以及相应的变频器、中央处理器、电气功能元件，水箱1 设置有进水口6和出水口7、8，进水口6与市政管网相连，出水口7与叠压静压分流分压装置一端相连，叠压静压分流分压装置出口E与水泵2进口相连，水箱出水口8与叠压静压分流分压装置的另一端相连，叠压静压分流分压装置出口F与泵3出口相连，泵2、3经过单相截止阀给用户供水，供水管 11上设置有供水气压罐12，叠压静压分流分压装置9与水箱1的出水口7相连通的支路上设置有电动控制阀13、稳压调节器14和压力传感器15。

水箱1进水口6上设置有水箱浮球阀18在水箱浮球阀18的进水端和市政管网之间设置有防倒流器16，所述叠压静压分流分压装置9与水箱1的进水口6相连通的支路中的电动控制阀13与水箱浮球阀18的进水端相连通。两个水泵2、3的出水端上设置有单向截止阀17。压力传感器15和电动控制阀13，与变频控制柜5相电连。

在工作时，市政管网来水经由倒流防止器16接通，6连接水箱浮球阀18 接入到水箱1中，水箱1的出水口7连接叠压静压分流分压装置9，叠压静压分流分压装置9通过水泵2和单向截止阀17连通供水管11，送水到用户管网。市政来水管路上装有电动阀和压力变送器，不会影响市政管网压力。使用中，当市政管网供水量能够满足正常用水要求时，市政管网直接由开通的电动控制阀13经过稳压调节器14进入到叠压静压分流分压装置9的端，然后由水泵2(小泵)叠加增压后经供水管进入到用户管网，满足用户用水需要。当市政管网不能满足用水要求时，压力传感器15检测到市政管网来水压力下降，当信号反馈到控制柜5，控制柜5调节稳压调节器14，用以改变电动控制阀 13的开度，以不对市政管网产生负压影响，由于水泵2(叠压区水泵)前供水流量不能满足用户管网要求，水泵3(静压区水泵)启动，直接给用户供水，静压区水泵直接启动弥补市政管网供水不足，保证用户管网的正常供水需求。

当用户管网用水量小或者停止用水时，水泵2、3休眠，由供水气压罐保持一定的高压水对用户管网进行稳压保压，当用户管网出现少量用水时，水泵2、3不用再启动，仅靠供水气压罐12的保压作用向用户管网进行供水，大大节约了电能，延长了水泵2、3的使用寿命。

设备运行过程中，22水质测试仪实时在线将水质状况反馈给变频控制柜 5，当变频控制柜5程序内设置的预警值接近实际值时，设备将在低谷期，开启清洗水箱运行逻辑，关闭市政来水电动阀26，电动阀27，启动静压区水泵 3,将水箱1内水抽出，切换逻辑启动叠压区水泵2,关闭水泵进口之路电动阀 27，开启电磁阀20，高压水通过高压连接管19，进入水箱1,启动旋转喷头 21,水箱1快速清洗，水箱排污口电磁阀24经过水箱排污口23排出，当水质监测值满足标准时，停止清洗，转为泵切换逻辑供水。

利用进口电动阀27，每8小时，强制切换水箱用水，保证水质鲜活。

本发明将叠压静压分流分压装置设置两个进水口与三个(或三个以上) 出水口，叠压静压分流分压装置的叠压区进口与市政相连接，叠压静压分流分压装置的静压区进口与水箱出口相连接，叠压静压分流分压装置的叠压区出口与叠压全变频水泵的进水口相连，叠压静压分流分压装置的静压区出水口与静压全变频水泵的进水口相连。所有水泵的出水与汇流总管相连。所有水泵的进出水口均设有检修阀门及挠性接头。全变频控制柜内配置有叠压静压分流分压控制系统、强制性水循环水箱液位控制系统、全变频加压机组控制系统以及相应的变频器、中央处理器、电气功能元件。本发明相对传统的供水设备具有以下显著优势。第一、本发明采用了叠压静压分流分压装置，将传统的叠压供水、静压供水的特点进行择优结合，既能利用市政管网的叠加增压自动变频供水又能利用水箱的调蓄量在静压下自动变频供水；第二、全变频水泵的分流分压配置、使设备在峰谷工况都能在高校区运行、节能效果显著，叠压静压的有效结合使削峰填谷运行逻辑充分体现；第三、本发明通过全变频控制柜对加压机组实施一对一矢量控制，使系统控制更加高效、更加迅速、更加稳定；第四、本发明配置有强制性水循环液位控制装置及控制系统，强制水箱储水通过静压全变频水泵在规定的时间规定的工况进行输入输出的循环，该系统规定先供后补精确液位控制的原则，使水箱水质得到有效保障使用户用水更安全；第五、本发明通过叠压静压分流分压控制系统使叠压供水逻辑与静压供水逻辑有效结合既相互独立，又互相协同、既能协同运行又能互为备用。第六、本发明分压分流供水的独特供水逻辑能实现清理水箱时不必停机停水，依然保证用户的用水要求。分压箱式全变频供水设备双系统集成设计，供水压力更稳定，更安全，更节能、且充分保证了系统末端压力，一体化专业设计，结构紧凑，外形美观。

Claims (6)

1.一种分压箱式供水设备，其特征在于：所述的分压箱式全变频供水设备包括水箱、叠压静压分流分压装置、汇流总管及全变频控制柜；所述的全变频控制柜内配置有叠压静压分流分压控制系统、强制性水循环水箱液位控制系统、叠压静压全变频加压机组控制系统以及相应的变频器。

2.根据权利要求1一种分压箱式供水设备所述其特征在于：所述的叠压静压分流分压装置为一个稳流补偿容器进行完全隔离的分腔结构，分为叠压区与静压区，叠压区进口与市政管网相连出口与叠压全变频水泵相连，该区域通过叠压供水逻辑及控制系统实现叠压供水；静压区进口与水箱出水口相连，出口与静压全变频水泵相连；通过静压供水逻辑及控制系统静压供水。

3.根据权利要求1所述的一种分压箱式供水设备，其特征在于：所述的叠压全变频加压机组的叠压全变频水泵为全变频矢量控制系统控制全变频电机驱动的能够在叠压工况下满足用户用水要求的全变频水泵；静压全变频水泵为全变频矢量控制系统控制全变频电机驱动的能够在静压工况下满足用户用水要求的全变频水泵；所述叠压泵与静压泵为两组流量与扬程均不相同的全变频水泵；叠压全变频水泵的扬程低于静压全变频水泵。

4.根据权利要求1所述的一种分压箱式供水设备，其特征在于：所述的叠压静压分流分压控制系统将叠压供水逻辑与静压供水逻辑有效结合；且该系统控制叠压及静压系统同时开启或关闭，设备同时从市政及水箱中取水供给用户。

5.根据权利要求1所述的一种分压箱式供水设备，其特征在于：所述的强制性水循环液位控制装置及控制系统安装在水箱上，该系统控制软件嵌入在全变频控制柜中。

6.根据权利要求1所述的一种分压箱式供水设备，其特征在于：所述的全变频加压机组控制系统对加压机组实施一对一矢量控制。

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