CN111156583B - 一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统 - Google Patents

Abstract

一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统。总供水提供的水流在输送过程中缺乏有效温控，因输送距离的远近导致水温温度差异较大弊端难以及时监控。本发明中供水站上设有控制器和总温控仪，主管道的进水口与供水站的出水口相连通，主管道上沿其长度方向布置有多个第一温度传感器，主管道的出水口与分管道的进水口相连通，分管道上布置有多个第二温度传感器，分温控仪设置在分管道上，分管道的出水口连通有终端出水阀门总成，多个第一温度传感器通过控制器与总温控仪电连接，多个第二温度传感器通过控制器与分温控仪电连接。本发明用于校园。

Description

一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统

技术领域

本发明涉及一种用水供应系统，具体涉及一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统。

背景技术

大学校园作为一个教育、生活的服务综合体，在校园提供的洗浴模式上因受到地域、办学条件不同，提供的洗浴模式存在差异，主要分为集中式大澡堂、宿舍楼内集中小浴室以及学生单间内卫浴三种方式，学生方便程度逐渐递增。其中宿舍楼内集中小浴室以及学生单间内卫浴方式因使用方便，利于学生安全使用而广受欢迎，但使用过程中相关问题也凸显，由于总供水端与用户端距离较远，多采用人工调节阀门开关大小的方式来调整水温。这样做的弊端是：通过多次调节阀门，才能调到适宜的水温，导致水和热量的浪费；尤其是在人数较多的大学校园，浪费的数量是巨大的；供水站一般采用温度传感器来控制阀门或者加热装置，进而控制水温；这样做的缺陷在于：由于传感器控制存在的延迟现象，具体比如标准温度是60度，控制程序要求启动阀门的温度是50度，则存在10度的延迟温度，导致水温定期的骤冷骤热。使用温度不稳定导致学生使用时存在安全隐患。总之，总供水提供的水流在输送过程中缺乏有效温控，因输送距离的远近导致水温温度差异较大弊端难以及时监控。

发明内容：

针对上述问题，本发明公开了一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统。

本发明所采用的技术方案为：

一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，包括供水站、控制器、主管道、分管道、终端出水阀门总成、总温控仪、分温控仪、多个第一温度传感器和多个第二温度传感器，供水站上设置有控制器和总温控仪，主管道的进水口与供水站的出水口相连通，主管道上沿其长度方向布置有多个第一温度传感器，主管道的出水口与分管道的进水口相连通，分管道上布置有多个第二温度传感器，分温控仪设置在分管道上，分管道的出水口连通有终端出水阀门总成，多个第一温度传感器通过控制器与总温控仪电连接，多个第二温度传感器通过控制器与分温控仪电连接。

作为优选方案：供水站包括支撑座体、水箱、终端加热箱和多个过滤罐，所述支撑座体水平设置，水箱设置在支撑座体上，水箱上加工有总进水口和第一出水口，多个过滤罐从上至下水平设置在水箱的顶部，多个过滤罐分别与第一出水口相连通，每个过滤罐的出水口与终端加热箱相连通，控制器和总温控仪均设置在终端加热箱上，控制器配合设置有初始温度探头，初始温度探头设置在终端加热箱内。

作为优选方案：多个过滤罐配合设置有支撑架，支撑架为匚字形架体。

作为优选方案：多个第二温度传感器均靠近终端出水阀门总成设置，每两个相邻的第二温度传感器之间的距离为50～100cm。

作为优选方案：多个第一温度传感器均靠近终分管道的进水口设置，每两个相邻的第一温度传感器之间的距离为100～200cm。

作为优选方案：终端出水阀门总成包括终端管道和多个出水阀门，多个出水阀门沿终端管道的长度方向设置在终端管道上。

作为优选方案：控制器为带有AT89C55芯片的单片机。

本发明的有益效果为：

一、本发明通过供水站、控制器、主管道、分管道、终端出水阀门总成、总温控仪、分温控仪、多个第一温度传感器和多个第二温度传感器之间相互配合能够实现供水站输出的水流温度得到及时有效的监控，在水温不足时能够得到及时的二次加热，使终端使用时的水温舒适且安全，有效避免因输送距离过远且监控不到带来的水温忽高忽低的弊端发生。

二、本发明能够有效节省加热能源，根据供水需要进行适量加热。控制器、总温控仪、分温控仪、多个第一温度传感器和多个第二温度传感器相互配合实现全面的监控方式，加热方式灵活。

三、本发明通过将现有校园内供水系统改进即可实现，改进成本值低于整套更换的费用。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的主视结构示意图，图中仅示意有一排第一温度传感器和一排第二温度传感器；

图2为供水站的主视结构示意图；

图3为本发明的工作流程框图；

图4为多个第一温度传感器的探头布置在主管道内的横向剖面示意图；

图5为终端出水阀门总成5的结构示意图。

图中标注如下：

1-供水站；1-1-支撑座体；1-2-水箱；1-3-终端加热箱；1-4-过滤罐；1-5-支撑架；2-控制器；3-主管道；4-分管道；5-终端出水阀门总成；5-1-终端管道；5-2-出水阀门；6-总温控仪；7-分温控仪；8-第一温度传感器；9-第二温度传感器；10-总进水口；11-第一出水口。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式包括供水站1、控制器2、主管道3、分管道4、终端出水阀门总成5、总温控仪6、分温控仪7、多个第一温度传感器8和多个第二温度传感器9，供水站1上设置有控制器2和总温控仪6，主管道3的进水口与供水站1的出水口相连通，主管道3上沿其长度方向布置有多个第一温度传感器8，主管道3的出水口与分管道4的进水口相连通，分管道4上布置有多个第二温度传感器9，分温控仪7设置在分管道4上，分管道4的出水口连通有终端出水阀门总成5，多个第一温度传感器8通过控制器2与总温控仪6电连接，多个第二温度传感器9通过控制器2与分温控仪7电连接。

进一步的，总温控仪6用于控制供水站1内的水温。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，供水站1包括支撑座体1-1、水箱1-2、终端加热箱1-3和多个过滤罐1-4，所述支撑座体1-1水平设置，水箱1-2设置在支撑座体1-1上，水箱1-2上加工有总进水口10和第一出水口11，多个过滤罐1-4从上至下水平设置在水箱1-2的顶部，多个过滤罐1-4分别与第一出水口11相连通，每个过滤罐1-4的出水口与终端加热箱1-3相连通，控制器2和总温控仪6均设置在终端加热箱1-3上，控制器2配合设置有初始温度探头，初始温度探头设置在终端加热箱1-3内。

进一步的，总温控仪6与终端加热箱1-3相连通，用于控制终端加热箱1-3内的水温。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，如图1所示，多个过滤罐1-4配合设置有支撑架1-5，支撑架1-5为匚字形架体。支撑架1-5的结构能够有效支撑多个过滤罐1-4的位置稳定。

进一步的，多个过滤罐1-4的成上下两排设置，每排水平并列设置有若干个过滤罐1-4，每个过滤罐1-4均通过自身对应的单管路与第一出水口11相连通。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，多个第二温度传感器9均靠近终端出水阀门总成5设置，每两个相邻的第二温度传感器9之间的距离为50～100cm。

进一步的，多个第二温度传感器9的设置位置能够实现对终端出水阀门总成5处的水温进行定距离监控，监控效果全面且准确。多个第二温度传感器9的设置有利于实现分管道4长度方向上的多点监控过程。

进一步的，通过试验可知，每两个相邻的第二温度传感器9之间的最佳距离为80cm。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，多个第一温度传感器8均靠近终分管道4的进水口设置，每两个相邻的第一温度传感器8之间的距离为100～200cm。

进一步的，通过试验可知，每两个相邻的第一温度传感器8之间的最佳距离为150cm。

进一步的，主管道3的内径大于分管道4的内径。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，终端出水阀门总成5包括终端管道5-1和多个出水阀门5-2，多个出水阀门5-2沿终端管道5-1的长度方向设置在终端管道5-1上。

进一步的，主管道3的内径与分管道4的内径的比值与出水阀门5-2的设置个数相配合。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五或六的进一步限定，控制器2为带有AT89C55芯片的单片机。

本实施方式中的AT89C55芯片，是由ATMEL公司推出的51系列8位单片机。片内主要有20KFlash存储器、256字节片内RAM，4个8位的双向可寻址I/O口，1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。高性能CMOS8位微控制器，具有8k在系统可编程F1ash存储器。片上F1ash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52可为控制水温系统提供有效的支持。

通过AT89C55芯片和计算机程序，可以使用以下方法控制水温：

供水站出口水温度T₁₀；T₁₀的解算方法如下：

T₁(0,t)＝T₁0(t)

T₁(x,0)＝T₁e(x)；

其中，c代表水的热容量；T₁₀代表供水站出口水温；β₁代表主管道中的水与环境的热交换系数；T₁(x,t)代表主管道中的水温度；T_1e代表主管道的环境温度；V₁(x)代表主管道不同部分热负载的流量；

分管道出水口水温T₂₀；T₂₀的解算方法如下：

T₂(0,t)＝T₂₀(t)

T₂(y,0)＝T_2e(y)；

其中，c代表水的热容量；T₂₀代表分管道出水口水温；β₂代表分管道中的水与环境的热交换系数；T₂(x,t)代表分管道中的水温度；T_2e代表分管道环境温度；V₂(y)代表分管道不同部分热负载的流量。

通过AT89C55芯片，采用上述方法，基本实现了对供水站出水口和分管道出水口水温的实时控制。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图4所示，多个第一温度传感器8包括多个长探头温度传感器和多个短探头温度传感器，多个长探头温度传感器和多个短探头温度传感器沿主管道3的圆周方向交替设置在主管道3内，长探头温度传感器的探头端靠近主管道3中心轴线设置，短探头温度传感器的探头靠近主管道3的内壁设置，多位置多角度的测温方式能够配合控制器2实现全面温度数据的获取。同理于第二温度传感器9在分管道4上的布置方式。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，供水站1内安装有流量控制阀，流量控制阀与控制器2电连接，使控制器2还能够控制供水站1的供水流量。

工作过程：

当主管道3内的水温稍低于预定值时，第一温度传感器8将接收的温度信号转为电信号传递给控制器2，控制器2控制总温控仪6对终端加热箱1-3内的水进行加热。当分管道4的水温稍低于预定值时，第二温度传感器9将接收的温度信号转为电信号传递给控制器2，控制器2控制分温控仪7对分管道4内的水进行加热。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，其特征在于：包括供水站(1)、控制器(2)、主管道(3)、分管道(4)、终端出水阀门总成(5)、总温控仪(6)、分温控仪(7)、多个第一温度传感器(8)和多个第二温度传感器(9)，供水站(1)上设置有控制器(2)和总温控仪(6)，主管道(3)的进水口与供水站(1)的出水口相连通，主管道(3)上沿其长度方向布置有多个第一温度传感器(8)，主管道(3)的出水口与分管道(4)的进水口相连通，分管道(4)上布置有多个第二温度传感器(9)，分温控仪(7)设置在分管道(4)上，分管道(4)的出水口连通有终端出水阀门总成(5)，多个第一温度传感器(8)通过控制器(2)与总温控仪(6)电连接，多个第二温度传感器(9)通过控制器(2)与分温控仪(7)电连接；

多个第一温度传感器(8)包括多个长探头温度传感器和多个短探头温度传感器，多个长探头温度传感器和多个短探头温度传感器沿主管道(3)的圆周方向交替设置在主管道(3)内，长探头温度传感器的探头端靠近主管道(3)中心轴线设置，短探头温度传感器的探头靠近主管道(3)的内壁设置，多位置多角度的测温方式能够配合控制器(2)实现全面温度数据的获取；

供水站(1)包括支撑座体(1-1)、水箱(1-2)、终端加热箱(1-3)和多个过滤罐(1-4)，所述支撑座体(1-1)水平设置，水箱(1-2)设置在支撑座体(1-1)上，水箱(1-2)上加工有总进水口(10)和第一出水口(11)，多个过滤罐(1-4)从上至下水平设置在水箱(1-2)的顶部，多个过滤罐(1-4)分别与第一出水口(11)相连通，每个过滤罐(1-4)的出水口与终端加热箱(1-3)相连通；

多个过滤罐(1-4)配合设置有支撑架(1-5)，支撑架(1-5)为匚字形架体。

2.根据权利要求1所述的一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，其特征在于：控制器(2)和总温控仪(6)均设置在终端加热箱(1-3)上，控制器(2)配合设置有初始温度探头，初始温度探头设置在终端加热箱(1-3)内。

3.根据权利要求1或2所述的一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，其特征在于：多个第二温度传感器(9)均靠近终端出水阀门总成(5)设置，每两个相邻的第二温度传感器(9)之间的距离为50～100cm。

4.根据权利要求3所述的一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，其特征在于：多个第一温度传感器(8)均靠近终分管道(4)的进水口设置，每两个相邻的第一温度传感器(8)之间的距离为100～200cm。

5.根据权利要求1所述的一种可调节温度的校园洗浴用水供应系统，其特征在于：终端出水阀门总成(5)包括终端管道(5-1)和多个出水阀门(5-2)，多个出水阀门(5-2)沿终端管道(5-1)的长度方向设置在终端管道(5-1)上。

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