CN114517505A - 一种节能供水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能供水装置，适用于供水装置技术领域，节能供水装置包括：低位水池、循环水泵、冷却塔、分水箱、高位水池、快开阀以及控制装置，低位水池的输出端、循环水泵、冷却塔以及分水箱依次连通，高位水池通过快开阀与分水箱连通，分水箱用于对生产区域进行喷水冷却操作，生产区域的水流可回流至低位水池的输入端，循环水泵、冷却塔、分水箱以及快开阀均与控制装置连接。通过使用本装置，循环水泵无需将冷却水从低位水池输送至高位水池，可降低循环水泵的电机消耗功率。并且，当循环水泵发生故障时，快开阀可打开，使冷却水可由高位水池流入分水箱、再输送至生产区域内进行冷却操作，以确保循环水泵故障时系统仍可进行冷却操作。
Description
技术领域
本发明涉及供水装置技术领域，更具体地说，涉及一种节能供水装置。
背景技术
现有技术中，在玻璃纤维生产过程中，需要提供稳定流量的冷却水，以保证生产顺利进行，冷却水可有效防止漏板、漏板变压器、电助熔电极、电助熔变压器、监视池窑内部环境的工业电视等部件发生烧坏现象，并且，冷却水的流量通常高达1300m3/h。
目前，通常需要两个通用型循环水泵输送冷却水，循环水泵的功率为200KW、流量为700m3/h，以将冷却水由低位水池输送至高位水池，再由高位水池回流到分水箱，最后从分水箱输送至各生产区域内进行冷却操作。然而，由于循环泵到高位水池的管路较长，使得循环泵的电机功率消耗大，电量消耗多，造成能耗高、投入成本高等问题。
综上所述，如何改善供水装置的耗能问题和运行效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种节能供水装置，可有效改善供水装置的耗能问题和运行效果。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种节能供水装置，包括：低位水池、循环水泵、冷却塔、分水箱、高位水池、用于控制管路是否连通的快开阀以及控制装置，所述低位水池的输出端、所述循环水泵、所述冷却塔以及所述分水箱的输入端依次连通，所述高位水池的输出端通过所述快开阀与所述分水箱的输入端连通，所述分水箱用于对生产区域进行喷水冷却操作，所述生产区域的水流可回流至所述低位水池的输入端，所述循环水泵、所述冷却塔、所述分水箱以及所述快开阀均与所述控制装置连接。
优选的，所述低位水池设于所述循环水泵的底部的下方，所述快开阀高出所述循环水泵的顶部2m-3m，所述高位水池高出所述循环水泵的顶部45m-50m。
优选的，还包括用于检测水压的压力检测器，所述快开阀和所述分水箱的连通管路中设有所述压力检测器，所述压力检测器和所述控制装置连接。
优选的，还包括报警装置，所述报警装置与所述控制装置连接。
优选的，还包括用于实时监测所述循环水泵和所述快开阀的运行状态的监测装置，所述监测装置和所述控制装置连接。
优选的，所述循环水泵的输出端设有液体导流节能装置。
优选的，所述循环水泵的控制部包括用于控制所述循环水泵自动运行或手动运行的选择开关、用于在手动运行状态下启动所述循环水泵的启动按钮、用于紧急暂停所述循环水泵的停止按钮以及用于显示所述循环水泵的运行状态的指示灯。
优选的，所述低位水池和所述冷却塔之间设有至少两个并联的所述循环水泵，所述分水箱和所述高位水池之间设有两个并联的所述快开阀，所述分水箱的输出端设有至少两个并联的供水管路，每个所述供水管路均设有用于检测水流压力的测压器和用于控制水流是否流通的控制阀，所述测压器和所述控制阀均与所述控制装置连接。
在使用本发明所提供的节能供水装置时，当循环水泵正常运行时，控制装置可控制循环水泵、冷却塔以及分水箱运行，并控制快开阀关闭，以使循环水泵将冷却水由低位水池输送至冷却塔，再由冷却塔输送至分水箱，之后，将冷却水由分水箱输送至各生产区域内进行冷却操作，最后，冷却水可以从生产区域回流至低位水池的输入端。由于循环水泵无需将冷却水从低位水池输送至高位水池，可有效降低循环水泵的电机消耗功率。
当正常运行的循环水泵发生故障时，控制装置可控制快开阀和分水箱运行，也即控制装置可控制快开阀打开，以便于释放高位水池内的冷却水，使得冷却水由高位水池进入分水箱，再由分水箱输送至各生产区域内进行冷却操作，最后，冷却水可从生产区域回流至低位水池的输入端，以确保循环水泵故障时系统仍可进行冷却操作，进而满足生产区域的冷却需求。
综上所述，本发明所提供的节能供水装置，可有效改善供水装置的耗能问题和运行效果。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的节能供水装置的结构示意图；
图2为循环水泵的控制电路示意图；
图3为循环水泵的控制电路简化示意图。
图1-图3中：
1为低位水池、2为循环水泵、3为冷却塔、4为分水箱、5为高位水池、6为快开阀、7为控制装置、8为压力检测器、9为报警装置、10为监测装置、11为液体导流节能装置、12为供水管路、13为控制器、14为控制部、SA1为选择开关、SB1为停止按钮、SB2为启动按钮、K1为第一继电器、K为第二继电器、KM1为接触器、KT1为断电延时继电器、HL1为运行指示灯。
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做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。
本发明的核心是提供一种节能供水装置，可有效改善供水装置的耗能问题和运行效果。
请参考图1至图3，其中，图1为本发明所提供的节能供水装置的结构示意图；图2为循环水泵的控制电路示意图；图3为循环水泵的控制电路简化示意图。
本具体实施例提供了一种节能供水装置，包括：低位水池1、循环水泵2、冷却塔3、分水箱4、高位水池5、用于控制管路是否连通的快开阀6以及控制装置7，低位水池1的输出端、循环水泵2、冷却塔3以及分水箱4的输入端依次连通，高位水池5的输出端通过快开阀6与分水箱4的输入端连通，分水箱4用于对生产区域进行喷水冷却操作，生产区域的水流可回流至低位水池1的输入端，循环水泵2、冷却塔3、分水箱4以及快开阀6均与控制装置7连接。
需要说明的是，低位水池1的输出端、循环水泵2、冷却塔3以及分水箱4的输入端依次连通，可构成循环供水回路，本装置重新设计了循环供水回路，节约了管路材料的安装工时和安装费用。
可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对低位水池1、循环水泵2、冷却塔3、分水箱4、高位水池5、快开阀6以及控制装置7的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
优选的，低位水池1设于循环水泵2的底部的下方，快开阀6高出循环水泵2的顶部2m-3m，高位水池5高出循环水泵2的顶部45m-50m。
需要说明的是，可以在高位水池5和分水箱4之间，且靠近分水箱4的位置设置快开阀6，该快开阀6高出循环水泵2的顶部2m-3m，循环水泵2正常运行时，控制快开阀6关闭，使得冷却水可由低位水池1、经过冷却塔3，再进入分水箱4内。其中，高位水池5高出循环水泵2的顶部45m-50m，低位水池1设于循环水泵2的底部的下方，也即高位水池5和低位水池1之间具有较大的高度差，如果按照原先的管路设计，则需要将冷却水从低位水池1输送至高位水池5，导致循环水泵2的耗能情况严重。而本装置只需将冷却水由低位水池1输送至分水箱4，可有效减少循环水泵2的输送功率和耗能。
优选的，还包括用于检测水压的压力检测器8，快开阀6和分水箱4的连通管路中设有压力检测器8，压力检测器8和控制装置7连接。
需要说明的是，可以在快开阀6和分水箱4的连通管路上增加压力检测器8，并将循环水泵2的电机运行状态接入快开阀6的控制器13。当正常运行的循环水泵2发生故障停机或者循环供水回路的循环水压偏低时，压力检测器8可及时检测到上述现象，并将该信号传递至控制装置7，而后，控制装置7可控制快开阀6迅速打开，以将高位水池5的冷却水释放进入分水箱4内，进而对生产区域进行冷却操作。
优选的，还包括报警装置9，报警装置9与控制装置7连接。当正常运行的循环水泵2发生故障时，控制装置7可以控制快开阀6自动打开，在循环供水回路的水压未下降时，释放高位水池5的冷却水，使其流至分水箱4，以对生产区域进行喷水冷却操作。与此同时，循环水泵2的运行状态可传递至控制装置7，使得报警装置9发出紧急报警提示，例如，可以在公用车间现场和公用车间控制室发出声光报警，以便于运行人员及时处理，最终可避免事故的发生。当循环水泵2恢复正常工作、且分水箱4的压力正常时，控制装置7控制快开阀6关闭、且控制报警装置9停止运行。
在上述实施例的基础上，优选的，还包括用于实时监测循环水泵2和快开阀6的运行状态的监测装置10，监测装置10和控制装置7连接。
需要说明的是，监测装置10可以实时监测循环水泵2和快开阀6运行状态，并实时记录循环水泵2和快开阀6的运行参数，以形成各项参数的变化趋势图，以便于日后分析总结，形成日报、月报等报表，便于对公用系统进行电力能源管理。
优选的，循环水泵2的输出端设有液体导流节能装置11。例如，通过设置液体导流节能装置11，可以将循环水泵2的功率由200KW减小到132KW，并将循环水泵2的流量由700m3/h减小到660m3/h，经实际运行测量可知，循环水泵2的电机运行电流可由330A降低至230A，按照电费0.65元/度计算可得，通过设置液体导流节能装置11，循环水泵2的运行成本可每年节约电费56.9万元，有效降低装置的能耗和运行成本。
优选的，循环水泵2的控制部14包括用于控制循环水泵2自动运行或手动运行的选择开关SA1、用于在手动运行状态下启动循环水泵2的启动按钮SB2、用于紧急暂停循环水泵2的停止按钮SB1以及用于显示循环水泵2的运行状态的指示灯HL1。
需要说明的是，为了提高循环水泵2的运行效果，可以对循环水泵2的控制部14的控制电路进行重新设计，如图2和图3所示。当发生外线闪电等意外故障时，循环水泵2能够正常自动运行，当操作人工需要进行停机时，只需按下停止按钮SB1即可实现停机操作。
为了进一步说明循环水泵2控制电路的控制过程，接下来进行举例说明。当操作人员操作选择开关SA1、并选择自动运行模式时，控制电路中选择开关SA1闭合，第一继电器K1的线圈引脚13、14得电，输出一对触点信号，以控制循环水泵2的变频器的使能端DI3得到高电平运行信号，变频器运转输出频率由远程电流信号(4-20mA)控制。当外线闪电时，由于选择开关SA1始终闭合接通，第一继电器K1的线圈引脚13、14得电，使得变频器的使能端DI3具有使能信号，变频器可自动运行；
当操作人员选择手动运行模式时，按下启动按钮SB2，变频器启动运行。当外线突然闪电时，电路中的第二继电器K的线圈引脚13、14无电，第二继电器K常闭触点(2-10)处于闭合状态，使得断电延时继电器KT1处于闭合状态；当外线电压恢复时，接触器KM1的线圈引脚A1、A2得电吸合，接触器KM1常开触点(13-14)闭合，使得循环水泵2的变频器的使能端DI1具有启动信号，以使变频器运行；
当由于切换需求、需要进行人工停机操作时，操作人员按下停止按钮SB1，第二继电器K的线圈引脚13、14得电，第二继电器K常开触点(5-9)闭合，第二继电器K常闭触点(2-10)断开，使得接触器KM1失电，断电延时继电器KT1经过设定时间后、断电延时继电器KT1触点(57-58)断开，接触器KM1控制循环水泵2的变频器触点(13-14)断开，使得变频器的使能端DI1无启动信号、变频器停机。其中，HL1为手动运行时循环水泵2的变频器的运行指示灯，例如，当变频器正常运行时、运行指示灯HL1点亮，当变频器停止运行时、运行指示灯HL1熄灭。
优选的，低位水池1和冷却塔3之间设有至少两个并联的循环水泵2，分水箱4和高位水池5之间设有两个并联的快开阀6，分水箱4的输出端设有至少两个并联的供水管路12，每个供水管路12均设有用于检测水流压力的测压器和用于控制水流是否流通的控制阀，测压器和控制阀均与控制装置7连接。
需要说明的是，可以将原来的冷却水供水管路12由三个循环水泵2接入高位水池5，改为将冷却水供水管路12接入快开阀6之后的供水回路，经过实际测算可得，通过改变供水回路，可有效节约从循环水泵2到高位水池5之间的不锈钢管道材料，常用的不锈钢管道尺寸为Φ480*8、长度约220米、重量约20余吨，也即不锈钢管道的采购及安装成本可节约大致50余万元。但新增的快开阀6，其成本及安装成本约20余万元，因此，通过使用本装置可节约30万元的成本。
还需要说明的是，可以如图1所示的设置节能供水装置的结构，设置三个循环水泵2、两个快开阀6。例如，可以在循环水泵2的顶部增加快开阀6，快开阀6的一端接入高位水池5，快开阀6的另一端接入循环供水回路，并将循环水泵2的运行状态接入快开阀6的控制器13内，并将快开阀6的运行状态也接入控制装置7内。当三个循环水泵2中的两个或三个发生故障停机时，或者是当循环供水回路的冷却水压力低于预设压力时，压力检测器8可向快开阀6的控制器13发出信号，使得快开阀6打开，释放高位水池5的冷却水、以使冷却水流至分水箱4内，进而供生产区域进行冷却操作。
与此同时，报警装置9可发出报警提示，在公用车间现场和公用车间控制室发出声光报警提示；当由于其它原因使得快开阀6打开时，也会使得报警装置9在公用车间现场和控制室发出声光报警提示。当三个循环水泵2中的至少两个循环水泵2正常运转、循环供水回路的冷却水压力不低于预设压力、且快开阀6关闭时，控制装置7可以控制报警装置9消除报警提示。
另外，还需要说明的是，本申请的“上下”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
以上对本发明所提供的节能供水装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种节能供水装置，其特征在于，包括：低位水池(1)、循环水泵(2)、冷却塔(3)、分水箱(4)、高位水池(5)、用于控制管路是否连通的快开阀(6)以及控制装置(7)，所述低位水池(1)的输出端、所述循环水泵(2)、所述冷却塔(3)以及所述分水箱(4)的输入端依次连通，所述高位水池(5)的输出端通过所述快开阀(6)与所述分水箱(4)的输入端连通，所述分水箱(4)用于对生产区域进行喷水冷却操作，所述生产区域的水流可回流至所述低位水池(1)的输入端，所述循环水泵(2)、所述冷却塔(3)、所述分水箱(4)以及所述快开阀(6)均与所述控制装置(7)连接。
2.根据权利要求1所述的节能供水装置，其特征在于，所述低位水池(1)设于所述循环水泵(2)的底部的下方，所述快开阀(6)高出所述循环水泵(2)的顶部2m-3m，所述高位水池(5)高出所述循环水泵(2)的顶部45m-50m。
3.根据权利要求1所述的节能供水装置，其特征在于，还包括用于检测水压的压力检测器(8)，所述快开阀(6)和所述分水箱(4)的连通管路中设有所述压力检测器(8)，所述压力检测器(8)和所述控制装置(7)连接。
4.根据权利要求3所述的节能供水装置，其特征在于，还包括报警装置(9)，所述报警装置(9)与所述控制装置(7)连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的节能供水装置，其特征在于，还包括用于实时监测所述循环水泵(2)和所述快开阀(6)的运行状态的监测装置(10)，所述监测装置(10)和所述控制装置(7)连接。
6.根据权利要求1至4任一项所述的节能供水装置，其特征在于，所述循环水泵(2)的输出端设有液体导流节能装置(11)。
7.根据权利要求1至4任一项所述的节能供水装置，其特征在于，所述循环水泵(2)的控制部(14)包括用于控制所述循环水泵(2)自动运行或手动运行的选择开关SA1、用于在手动运行状态下启动所述循环水泵(2)的启动按钮SB2、用于紧急暂停所述循环水泵(2)的停止按钮SB1以及用于显示所述循环水泵(2)的运行状态的指示灯HL1。
8.根据权利要求1至4任一项所述的节能供水装置，其特征在于，所述低位水池(1)和所述冷却塔(3)之间设有至少两个并联的所述循环水泵(2)，所述分水箱(4)和所述高位水池(5)之间设有两个并联的所述快开阀(6)，所述分水箱(4)的输出端设有至少两个并联的供水管路(12)，每个所述供水管路(12)均设有用于检测水流压力的测压器和用于控制水流是否流通的控制阀，所述测压器和所述控制阀均与所述控制装置(7)连接。
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