CN112343808A - 一种户外双水泵防冻控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种户外双水泵防冻控制系统,包括由并联的两台水泵组成的机组,其特征在于,在机组入口管路上设置压力变送器A和温度变送器;在机组出口管路上设置压力变送器B和气压罐;所述的机组入口管路和机组出口管路之间还连接一条内循环管路,内循环管路上设置电磁阀;机组入口管路、机组出口管路和内循环管路上都包覆加热模块;两台水泵、压力变送器A、压力变送器B、温度变送器、加热模块和电磁阀电连接控制柜中的控制系统;所述控制系统通过对压力变送器A、压力变送器B和温度变送器监测数据的比对,控制两台水泵、加热模块和电磁阀的开启与关闭,以实现管路内的自来水不结冰。
Description
技术领域
本发明涉及一种户外双水泵防冻控制系统,属于户外水泵泵站防冻技术领域。
背景技术
目前户外景观机组(泵站)防冻措施均采用橡塑棉包裹管道、阀门及水泵,此种方式虽然能起到一定的防冻作用,但仍有冻结风险,尤其是在北方地区凌晨时刻,居民小区基本没有用水的情况下,自来水结冰风险会极大提升,户外景观机组被破坏的风险也将极大提升,尤其是在夜间的时候,因为用户端不使用自来水,在北方低温地区,管路十分容易发生冰冻的情况,从而影响到居民小区生活用水供水。
发明内容
本发明针对北方低温地区,采用传统保温方式,泵站依然存在很高的冰冻风险的问题,提供一种户外双水泵防冻控制系统。本发明要解决的主要技术问题是为确保户外景观机组管道、阀门、水泵在使用过程中,尤其是在夜间无用户使用的时候,保证管道中无冻结风险,以彻底保障居民小区生活用水供水。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种户外双水泵防冻控制系统,包括由并联的两台水泵组成的机组,其特征在于,在机组入口管路上设置压力变送器A和温度变送器;在机组出口管路上设置压力变送器B和气压罐;所述的机组入口管路和机组出口管路之间还连接一条内循环管路,内循环管路上设置电磁阀;机组入口管路、机组出口管路和内循环管路上都包覆加热模块;两台水泵、压力变送器A、压力变送器B、温度变送器、加热模块和电磁阀电连接控制柜中的控制系统;所述控制系统通过对压力变送器A、压力变送器B和温度变送器监测数据的比对,控制两台水泵、加热模块和电磁阀的开启与关闭,以实现管路内的自来水不结冰。其中控制系统采用PLC控制系统。
在上述技术方案的基础上,本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性,还可以对上述的技术方案作出如下的改进:
进一步,压力变送器A检测机组入口管路上自来水管网实测压力Pn,压力变送器B检测机组出口管路上机组出口实测压力Px,温度变送器实测管路内自来水的温度T;另设定自来水管网超低压报警压力P0、自来水管网设定压力P1、供水启动压力P2、供水设定压力P3和超高报警停泵压力P4;当自来水温度范围1.5℃<T≤3℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅰ级防冻模式运行;当自来水温度范围T≤1.5℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅱ级防冻模式运行。
进一步,所述Ⅰ级防冻模式为:
a1强制启动1台水泵,延时3s后,开启内循环管路上的电磁阀,机组出口管路内自来水由内循环管路泄压至机组入口管路,水泵通过变频运转将机组入口管路自来水输送至机组出口管路,维持机组出口管路压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
a2自动调整水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3;
a3水泵运转时需轮换运转,轮换时间1min。
进一步,所述Ⅱ级防冻模式为:
b1强制启动2台水泵,延时3s后,开启内循环管路上的电磁阀,机组出口管路自来水由内循环管路泄压至机组入口管路,水泵通过变频运转将机组入口管路自来水输送至机组出口管路,维持机组出口管路压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
b2自动调整2台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3。
进一步,所述的加热模式运行:
c1机组运行时,通过温度变送器实时检测自来水温度;
c2当自来水温度T<4℃时,延时一段时间后,加热模块启动,对机组管路、水泵进行加热;
c3当自来水温度T>6℃时,延时一段时间后,加热模块关闭,停止加热。
进一步,所述的机组入口管路上沿进水流向依次设置检修闸阀、Y型过滤器和倒流防止器。
进一步,所述的两台水泵各自的支路上分别设置有一对检修阀和一个止回阀;所述内循环管路上还设置有电磁阀。
本发明的优点在于:
1.户外景观机组户外放置、内部空间有限,传统保温棉防冻方式施工困难,本发明防冻系统施工便捷,减少操作难度。
2.本发明防冻系统较传统保温棉防冻方式,更加安全可靠,实用性更强,能彻底解决户外景观机组防冻问题。
附图说明
图1为本申请一种户外双水泵防冻控制系统的结构示意图;
图2为泵性能曲线图。
附图标记记录如下:1-水泵,2-压力变送器A,3-温度变送器,4-压力变送器B,5-气压罐,6-加热模块,7-电磁阀,8-控制柜,9-检修阀,10-止回阀,11-检修闸阀,12-Y型过滤器,13-倒流防止器,21-机组入口管路,22-机组出口管路,23-内循环管路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
一种户外双水泵防冻控制系统(参见图1、图2),包括由并联的两台水泵1组成的机组,在机组入口管路21上设置压力变送器A2和温度变送器3;在机组出口管路22上设置压力变送器B4和气压罐5;所述的机组入口管路21和机组出口管路22之间还连接一条内循环管路23,内循环管路23上设置电磁阀7;机组入口管路21、机组出口管路22和内循环管路23上都包覆加热模块6;两台水泵1、压力变送器A2、压力变送器B4、温度变送器3、加热模块6和电磁阀7电连接控制柜8中的控制系统;所述控制系统通过对压力变送器A2、压力变送器B4和温度变送器3监测数据的比对,控制两台水泵1、加热模块6和电磁阀7的开启与关闭,以实现管路内的自来水不结冰。
在上述的实施例中:
压力变送器A2检测机组入口管路21上自来水管网实测压力Pn,压力变送器B4检测机组出口管路22上机组出口实测压力Px,温度变送器3实测管路内自来水的温度T;另设定自来水管网超低压报警压力P0、自来水管网设定压力P1、供水启动压力P2、供水设定压力P3和超高报警停泵压力P4;当自来水温度范围1.5℃<T≤3℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅰ级防冻模式运行;当自来水温度范围T≤1.5℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅱ级防冻模式运行;
所述Ⅰ级防冻模式为:
a1)强制启动1台水泵,延时3s后,开启内循环管路23上的电磁阀7,机组出口管路22内自来水由内循环管路23泄压至机组入口管路21,水泵1通过变频运转将机组入口管路21自来水输送至机组出口管路22,维持机组出口管路22压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
a2)自动调整水泵1的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3;
a3)水泵运转时需轮换运转,轮换时间1min。例:其中第一台水泵启动,连续运转1min后,第二台水泵停止运转;第二台水泵启动,连续运转1min后,第二台水泵停止运转,第一台水泵启动,交替运转;
所述Ⅱ级防冻模式为:
b1)强制启动2台水泵,延时3s后,开启内循环管路23上的电磁阀7,机组出口管路22自来水由内循环管路23泄压至机组入口管路21,水泵1通过变频运转将机组入口管路21自来水输送至机组出口管路22,维持机组出口管路22压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
b2)自动调整2台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3。
所述的加热模式运行:
c1)机组运行时,通过温度变送器3实时检测自来水温度;
c2)当自来水温度T<4℃时,延时一段时间后,加热模块6启动,对机组管路、水泵进行加热;
c)3当自来水温度T>6℃时,延时一段时间后,加热模块关闭,停止加热。
为了便于机组的检修维护:
机组入口管路21上沿进水流向依次设置检修闸阀11、Y型过滤器12和倒流防止器13;两台水泵1各自的支路上分别设置有一对检修阀9和一个止回阀10;所述内循环管路23上还设置有电磁阀7。
以下,以户外景观机组具体解释系统的运行原理:
一、参数值解释:
如图2所示,Qx机组出口实测流量,Px机组出口实测压力,Pn自来水管网实测压力,P0自来水管网超低压报警压力,P1自来水管网设定压力,P2供水启动压力,P3供水设定压力,P4超高报警停泵压力,T温度变送器实测自来水温度。
二、系统设置了四种运行模式:
1.基础模式运行:
a.景观机组运行时,应根据当地自来水管网压力最低值,设定限定压力P1;根据用户要求供水压力,设定出口压力恒定值P3。控制柜(采用变频控制柜)通过机组进口压力变送器A2实时检测自来水管网压力,通过机组出口压力变送器B4实时检测机组出口供水压力Px。
b.当自来水管网实测压力Pn≥P1时(具体控制流程请参照c.步骤①~⑧);
当自来水管网实测压力P0<Pn<P1时,景观机组报警,提示自来水管网供水压力不足;当自来水管网实测压力Pn<P0时,延时一段时间,设备停止运转;当Pn≥P0时,设备恢复运转。
c.景观机组通过机组出口压力变送器B4,实时检测机组出口压力Px,控制泵的启停及泵运转台数,维持机组出口压力Px=P3,控制流程如下:
①随着用水流量的增大,出口压力逐渐降低,当出口压力Px低于启动压力P2,并持续启动延时时间后,启动第1台水泵变频运转;
②自动调整第1台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3;
③当第1台水泵达到最大转速,仍达不到设定压力P3时,持续启动延时时间后,变频启动第2台水泵;
④自动调整2台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3;
⑤当用水需求量减少了,水泵的运转速度降到了最低频率(Fmin),持续停止延时时间后,自动停止一台水泵;
⑥随着用水需求量的继续减少,只有一台水泵运转时,当速度降到了最低频率(Fmin),持续停止延时时间后,停止此水泵,景观机组停止运行;
⑦水泵运行时需轮换运行,轮换时间间隔1h。例:第1台水泵连续运转时间达到1h,且第2台水泵未启动,则第1台水泵停止运行,第2台水泵启动;
⑧当机组出口压力PX达到P4时,并持续停止延时时间后,水泵停止运行。
2.加热模式运行:
c1.景观机组运行时,通过温度变送器3实时检测自来水温度;
c2.当自来水温度T<4℃时,延时一段时间后,加热模块2启动,对机组管路、泵进行加热;
c3.当自来水温度T>6℃时,延时一段时间后,加热模块2关闭,停止加热。
3.Ⅰ级防冻模式运行:
a1.强制启动1台水泵,延时3s后,开启内循环管路23电磁阀7,机组出口管路22自来水由内循环管路23泄压至机组入口管路21,水泵通过变频运转将机组入口管路21自来水输送至机组出口管路22,维持机组出口管路22压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰,因为当机组能的自来水始终处于流动状态的时候,机组内的自来水就不会结冰,整条管路中的水,也不容易结冰;
a2.自动调整水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3。
a3.水泵运转时需轮换运转,轮换时间1min。例:第一台水泵启动,连续运转1min后,第一台水泵停止运转;第二台水泵启动,连续运转1min后,第二台水水泵停止运转,第一台水泵启动,交替运转。
4.Ⅱ级防冻模式运行:
b1.强制启动2台水泵,延时3s后,开启内循环管路23电磁阀7,机组出口管路自来水由内循环管路泄压至机组入口管路,水泵通过变频运转将机组入口管路自来水输送至机组出口管路,维持机组出口管路压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰。
b2.自动调整2台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3。
三、运行:
1.当自来水温度范围T≥4℃时,机组运行方式为基础运行。
2.当自来水温度范围3℃<T<4℃时,机组运行方式为基础运行结合加热模式运行。
3.当自来水温度范围1.5℃<T≤3℃时,机组运行方式为加热模式运行结合Ⅰ级防冻模式运行或基础模式运行。
1)当自来水温度T≤3℃时,加热模式已经启动。(加热模块启动条件:自来水温度T<4℃,停止条件:自来水温度T>6℃)。
2)当自来水温度T≤3℃时,判断是否所有泵均停止运行,若有泵持续运转供水,则此时机组运行方式为加热模式结合基础模式运行,保持现有运行模式不变。若所有泵均停止运行,则跳出基础运行进入Ⅰ级防冻模式运行,此时机组运行方式为加热模式结合Ⅰ级防冻模式运行。
3)Ⅰ级防冻模式退出条件:
当机组出口检测压力PX<P2时,并持续停止延时时间后,关闭内循环管路电磁阀,系统退出Ⅰ级防冻模式运行,进入基础模式结合加热模式运行。
若自来水温度T≥6℃,则关闭内循环管路电磁阀,系统退出Ⅰ级防冻模式运行,同时加热模块关闭退出加热模式,系统进入基础运行模式。
若自来水温度T≥4℃,且系统处于Ⅰ级防冻模式连续运行时间≥1h,则关闭内循环管路电磁阀,系统退出Ⅰ级防冻模式运行,进入基础运行模式结合加热模式运行。
4.自来水温度范围T≤1.5℃时,机组运行方式为加热模式运行结合Ⅱ级防冻模式运行。
当自来水温度T≤1.5℃时,加热模式已经启动。(加热模块启动条件:自来水温度T<4℃,停止条件:自来水温度T>6℃)。
当自来水温度T≤1.5℃时,则跳出基础运行或Ⅰ级防冻模式运行,进入Ⅱ级防冻模式运行。此时内循环管路电磁阀开启或保持开启,两台水泵同时启动、同频运转,维持出口压力恒定。
Ⅱ级防冻模式退出判断条件:
当自来水温度T>3℃,则系统退出Ⅱ级防冻模式,进入Ⅰ级防冻模式结合加热模式运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种户外双水泵防冻控制系统,包括由并联的两台水泵(1)组成的机组,其特征在于,在机组入口管路(21)上设置压力变送器A(2)和温度变送器(3);在机组出口管路(22)上设置压力变送器B(4)和气压罐(5);所述的机组入口管路(21)和机组出口管路(22)之间还连接一条内循环管路(23),内循环管路(23)上设置电磁阀(7);机组入口管路(21)、机组出口管路(22)和内循环管路(23)上都包覆加热模块(6);两台水泵(1)、压力变送器A(2)、压力变送器B(4)、温度变送器(3)、加热模块(6)和电磁阀(7)电连接控制柜(8)中的控制系统;所述控制系统通过对压力变送器A(2)、压力变送器B(4)和温度变送器(3)监测数据的比对,控制两台水泵(1)、加热模块(6)和电磁阀(7)的开启与关闭,以实现管路内的自来水不结冰。
2.根据权利要求1所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,压力变送器A(2)检测机组入口管路(21)上自来水管网实测压力Pn,压力变送器B(4)检测机组出口管路(22)上机组出口实测压力Px,温度变送器(3)实测管路内自来水的温度T;另设定自来水管网超低压报警压力P0、自来水管网设定压力P1、供水启动压力P2、供水设定压力P3和超高报警停泵压力P4;当自来水温度范围1.5℃<T≤3℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅰ级防冻模式运行;当自来水温度范围T≤1.5℃时,机组运行方式为加热模式运行和Ⅱ级防冻模式运行。
3.根据权利要求2所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,所述Ⅰ级防冻模式为:
a1)强制启动1台水泵,延时3s后,开启内循环管路(23)上的电磁阀(7),机组出口管路(22)内自来水由内循环管路(23)泄压至机组入口管路(21),水泵(1)通过变频运转将机组入口管路(21)自来水输送至机组出口管路(22),维持机组出口管路(22)压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
a2)自动调整水泵(1)的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3;
a3)水泵运转时需轮换运转,轮换时间1min。
4.据权利要求2所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,所述Ⅱ级防冻模式为:
b1)强制启动2台水泵,延时3s后,开启内循环管路(23)上的电磁阀(7),机组出口管路(22)自来水由内循环管路(23)泄压至机组入口管路(21),水泵(1)通过变频运转将机组入口管路(21)自来水输送至机组出口管路(22),维持机组出口管路(22)压力恒定,往复运行从而形成闭式循环加热系统,防止系统结冰;
b2)自动调整2台水泵的运转速度,使出口压力稳定在设定压力值P3。
5.根据权利要求2所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,所述的加热模式运行:
c1)机组运行时,通过温度变送器(3)实时检测自来水温度;
c2)当自来水温度T<4℃时,延时一段时间后,加热模块(6)启动,对机组管路、水泵进行加热;
c3)当自来水温度T>6℃时,延时一段时间后,加热模块关闭,停止加热。
6.根据权利要求1所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,所述的机组入口管路(21)上沿进水流向依次设置检修闸阀(11)、Y型过滤器(12)和倒流防止器(13)。
7.根据权利要求1所述的户外双水泵防冻控制系统,其特征在于,所述的两台水泵(1)各自的支路上分别设置有一对检修阀(9)和一个止回阀(10);所述内循环管路(23)上还设置有电磁阀(7)。
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- 2020-11-06 CN CN202011229485.3A patent/CN112343808B/zh active Active
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