CN115282541B - 严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，包括：消防水源管道、消防主管环管以及多个消防支管；消防水源管道连接述消防水管主管，消防水源管道设有水流开关；消防主管环管设有动力设备，使得消防主管环管内水能够形成环流；动力设备并联一消防主管分管，消防水管分管设有控制阀；水流开关、动力设备和控制阀相耦合；多个消防支管分别连接消防主管环管，并在连接处设有搅动构件；搅动构件包括相互联动的水力叶轮和支管搅拌棒，水力叶轮位于消防主管环管内，支管搅拌棒位于消防支管内，使得水力叶轮在水流的推动下带动支管搅拌棒转动，进而使消防支管内的水形成径向流和轴向流。本发明能够实现消防水管路的防冻效果，成本低，能耗低。

Description

严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统

技术领域

本发明涉及消防水系统防冻技术领域，具体涉及一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统。

背景技术

按照消防安全要求，消防水管路中应该随时处于满水状态，以满足消防正常使用。在夏热冬暖地区、温和地区消防水管路能够满足上述要求。但是在寒冷地区(北纬40度以北地区)，特别是严寒地区或在冬季最寒冷的时间段，经常会出现消防水管路结冰冻住的情况。目前的消防水管路防冻措施主要有两种，一种是电伴热，一种是预作用。

电伴热防冻方式：伴热电缆要贴敷在消防水管道外侧，在伴热电缆和消防管道外做保温。首先是伴热电缆安装复杂并且需要外部做保温，尤其对于消防水管道阀门、沟槽部位更是难以处理；再次是伴热电缆要消耗高品位的电能，电量消耗严重。

预作用防冻方式：需要空气压缩机不定时工作，来保证预作用部分的消防管道里的空气压力保持在一定的压力范围。由于消防水管道沟槽连接处、阀门处、压力表接口处等部位极易出现密封不严的情况，导致管道内的空气泄漏，破坏了预作用的工作机制，也使预作用防冻方式失效。

鉴于以上两种消防水管路防冻方式存在的问题，以及消防管道要求随时充满水的矛盾，特创作本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，旨在解决在严寒、高寒地区消防水管路的防冻问题。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，所述系统包括：消防水源管道、消防主管环管以及多个消防支管；

所述消防水源管道连接所述消防水管主管，所述消防水源管道设有水流开关；

所述消防主管环管设有动力设备，使得所述消防主管环管内水能够形成环流；

所述动力设备并联一消防主管分管，所述消防水管分管设有控制阀；

所述水流开关、动力设备和控制阀相耦合；

多个所述消防支管分别连接所述消防主管环管，并在连接处设有搅动构件；

所述搅动构件包括相互联动的水力叶轮和支管搅拌棒，所述水力叶轮位于所述消防主管环管内，所述支管搅拌棒位于所述消防支管内，使得所述水力叶轮在水流的推动下带动所述支管搅拌棒转动，进而使消防支管内的水形成径向流和轴向流。

较佳地，所述消防水源管道内水处于流动状态时，所述水流开关产生能够产生第一控制信号，响应于所述第一控制信号所述动力设备关闭，所述控制阀开启；

所述消防水源管道内水处于静止状态时，所述水流开关能够产生第二控制信号，响应于所述第二控制信号所述动力设备开启，所述控制阀关闭。

较佳地，所述系统还包括控制装置，所述消防主管环管具有消防水防冻段，所述消防水防冻段设有温度感测单元，所述控制装置配置为根据所述温度感测单元测得温度信息驱动所述动力设备，进而调节所述消防主管环管内水流速度。

较佳地，所述消防水防冻段为所述消防主管环管最易结冰的管段。

较佳地，所述消防主管环管具有消防水吸热段。

较佳地，所述支管搅拌棒呈螺旋状或杆状。

较佳地，所述动力设备为泵装置。

较佳地，所述消防分支管的末端连接消防栓。

本发明的优点在于：

本发明提供的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，通过在消防主管环管上加装动力设备，使管道内的水流动起来，以达到防冻的目的。同时利用消防主管环管的流水提供动力，推动各个水力叶轮转动，进而带动支管搅拌棒搅动消防水，使消防支管内的水处于运动状态，实现消防支管内存水的防冻。

附图说明

图1是本发明一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统的主要结构示意图；

图2是本发明电路控制原理示意图；

图3是本发明的消防支管与搅动构件的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，适用于与建筑物配套的消防水管路，该建筑物可以是居民小区、办公楼、厂房等，但不以此为限。根据安全要求，消防水源管路需要是满水状态。传统的浇筑物的消防水管路设有的消防水源管道1、消防主管环管2和消防支管4，在不使用的情况下(没有火情时)，管道里的水是静止的，这就出现寒冷季节、地区，消防主管环管2和消防支管4容易结冰的情况。为此，本发明通过对消防水管路做出改进，实现消防水管路防冻的目的。下面结合附图和具体实施例对本发明进一步作进一步详细的描述。

参阅附图1，图1示例性示出了一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统的主要结构。如图1所示，本实施例提供的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统包括消防水源管道1、消防主管环管2以及多个消防支管4。

消防水源管道1连接消防水管主管环管2，该消防水源管道1连接外界水源为消防水管主管供水，本实施例中设有两个消防水源管道1。在消防水源管道1上设有水流开关5，该水流开关5可检测消防水源管道1内水流动状态。消防主管环管2设有动力设备6，该动力设备6可以是泵装置。动力设备6并联一消防主管分管7，消防主管分管7设有控制阀8。其中水流开关5、动力设备6和控制阀8相耦合。

参阅附图2，消防水源管道1内水处于流动状态时，水流开关5产生能够第一控制信号，响应于第一控制信号动力设备6关闭，控制阀8开启。消防水源管道1内水处于静止状态时，水流开关5能够产生第二控制信号，响应于第二控制信号动力设备6开启，控制阀8关闭。本实施例中，在任意一个消防水源管道1内水处于流动状态时，动力设备6关闭，控制阀8开启。在两个消防水源管道1内水都处于静止状态时，动力设备6开启，控制阀8关闭。

在没有火情时，消防水源管道1不连通水源，此时消防水源管道1为静止状态，开启动力设备6，关闭控制阀8。在动力设备6的驱动下消防主管环管2内水定向环形流动起来，保证其防冻功能。而在出现火情时，消防水源管道1连接水源进行输水，此时关闭动力设备6、开启控制阀8。动力设备6停止运行，不影响消防系统的功能。并且通过消防主管分管7和控制阀8的设置可以在动力设备6停止运行的状态下，保证消防主管环管2原有的流通面积不变，流动方向不变。

另外，该严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统还可以包括控制装置9，消防主管环管2可以具有消防水防冻段10，消防水防冻段10可以是消防水管路最易结冰的位置，例如，以居民小区或写字楼为例，消防主管环管2一般是设置在小区地下车库位置，而车库的进出口位置的环境温度最低，可以将车库的进出口位置的消防主管环管2设为消防水防冻段10。该消防水防冻段10可以理解为消防主管环管2所处的环境温度最低的位置，也即最易结冰的位置，该消防水防冻段10的具体位置可以根据实际情况进行调整。可以理解的是，在消防水防冻段10不结冰的情况下，消防主管环管2的其他管段是不会出现结冰的情况。

在消防水防冻段10设有温度感测单元11，控制装置9配置为根据温度感测单元11测得温度信息驱动动力设备6，进而调节消防主管环管2内水流速度。具体地，本发明是利用流动的水不易结冰的道理，通过动力设备6将消防主管环管2和消防支管4里的水运动起来，使管道里静止的水流动起来，实现防冻的目的。而温度很低的情况下，如果管道里水流速很慢，也容易在水中出现凝结核，慢慢结冰。为此，本发明可以根据消防水防冻段10的温度调整动力设备6，进而控制消防主管环管2内水定向流动的速度，避免结冰的情况发生。至于消防水防冻段10的温度与水定向流动的速度调节关系，可以从实验室试验获取，也可以现场调试获取，其只要能够满足消防主管环管2的水不易结冰即可。

另外消防主管环管2具有消防水吸热段12，例如，在建筑物地下车库里侧，有些位置车辆来往较多，此处由于汽车尾气排放使这些位置的环境温度较高，将消防主管环管2的部分管段设于此处并作为消防水吸热段12，该消防水吸热段12相当于热交换器，与环境进行热交换并结合水的流动将热量释放到其他管段，以抵御冷空气对消防水的降温。

另外，该多个消防支管4分别连接消防主管环管2，并在连接处设有搅动构件12。该消防支管4的末端可以是连接消防栓。参阅附图3，图3示例性示出了消防支管与搅动构件的结构。搅动构件包括相互联动的水力叶轮13和支管搅拌棒14。水力叶轮13位于消防主管环管2内，支管搅拌棒14位于消防支管4内，使得水力叶轮13在水流的推动下带动支管搅拌棒14转动，进而使消防支管4内的水形成径向流和轴向流。支管搅拌棒14可以呈螺旋状或杆状，并伸入消防支管4一定距离，例如1米左右。在支管搅拌棒14为杆状时，该支管搅拌棒14可以采用柔性材质制备，使其在自然状态下呈弯曲状态，如此使其具有更好的搅动效果。该搅动构件的固定支点15可以固定在消防支管4内，利用轴承构件实现固定且能保证支管搅拌棒14转动。

消防栓所连接的消防支管4是容易结冰的位置，因为有些消防栓是设置在露天位置或临近地下车库出入口处，其温度与环境温度接近。通过搅动构件12使消防支管4内的水形成径向流和轴向流，使消防支管4和消防主管环管2形成质量交换和热量交换，从而实现消防支管4和消防栓防冻的目的。

综上，本发明提供的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，采用在消防主管环管部位加装动力设备，推动消防水管道内部的水流动起来。同时可利用消防主管环管所处位置不同的温度差异，使低温区段的水流动到较高温度位置处吸热的方法，实现消防管道内部水获取免费热量，解决消防水环管防冻问题；同时利用消防主管环管流动的水提供动力，推动安装在消防分支管对应的水力叶轮转动，该水力叶轮带动支管搅拌棒轴向运动，搅动消防支管内的消防水形成径向流和轴向流，实现更好的防冻效果。

进一步地，该系统的主要能耗设备为动力设备，相比于传统的发热电发热电缆伴热方式，大幅度减少了高品位电能的使用。与传统的预作用式防冻方式相比，其所需的设施、设备，成本较低，且易于维护，减少了初期的投资和日常维护保养的费用。

进一步地，该系统对于既有的项目，不需要改动管道系统形式，不影响原有消防系统的功能，其适用于传统消防水管路的改造升级。而对于新建的项目，可以和消防系统同时施工。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，其特征在于，所述系统包括：消防水源管道、消防主管环管以及多个消防支管；

所述消防水源管道连接所述消防水管主管，所述消防水源管道设有水流开关；

所述消防主管环管设有动力设备，使得所述消防主管环管内水能够形成环流；

所述动力设备并联一消防主管分管，所述消防水管分管设有控制阀；

所述水流开关、动力设备和控制阀相耦合；

多个所述消防支管分别连接所述消防主管环管，并在连接处设有搅动构件；

所述搅动构件包括相互联动的水力叶轮和支管搅拌棒，所述水力叶轮位于所述消防主管环管内，所述支管搅拌棒呈杆状，该支管搅拌棒采用柔性材质制备，在自然状态下呈弯曲状态，所述支管搅拌棒位于所述消防支管内，使得所述水力叶轮在水流的推动下带动所述支管搅拌棒转动，进而使消防支管内的水形成径向流和轴向流；所述消防支管的末端连接消防栓；

所述消防水源管道内水处于流动状态时，所述水流开关产生能够第一控制信号，响应于所述第一控制信号所述动力设备关闭，所述控制阀开启；

所述消防水源管道内水处于静止状态时，所述水流开关能够产生第二控制信号，响应于所述第二控制信号所述动力设备开启，所述控制阀关闭；

所述系统还包括控制装置，所述消防主管环管具有消防水防冻段，所述消防水防冻段设有温度感测单元，所述控制装置配置为根据所述温度传感器测得温度信息驱动所述动力设备，进而调节所述消防主管环管内水流速度，所述消防水防冻段是消防水管路最易结冰的位置；

该搅动构件的固定支点固定在消防支管内，利用轴承构件实现固定且能保证支管搅拌棒转动。

2.如权利要求1所述的寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，其特征在于，所述消防水防冻段为所述消防主管环管最易结冰的管段。

3.如权利要求1所述的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，其特征在于，所述消防主管环管具有消防水吸热段。

4.如权利要求1所述的严寒、寒冷地区消防水管路的防冻系统，其特征在于，所述动力设备为泵装置。