CN210857366U - 一种恒温恒压集成供水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种恒温恒压集成供水装置，包括进水口和出水口，进水口和出水口分别置于主路两端，进水口处并联多组支路与主路连接，支路上设有水泵，多台水泵连接变频器，变频器连接PLC控制器，主路上由进到出依次连接进口温度变送器、主路压力变送器、冷却器和出口温度变送器，进口温度变送器、主路压力变送器、冷却器和出口温度变送器分别连接PLC控制器。本实用新型通过水泵实现系统内的水循环，通过改变水泵的转速改变系统内水流速，从而保持系统内水压的平衡。系统内设有冷却器，可降低水温，从而保持系统内水温的平衡。系统实行死循环供水后，使用者的水全部由管道直接供给，取消了水塔，避免了用水的二次污染，清洁卫生，节能环保。

Description

一种恒温恒压集成供水装置

技术领域

本实用新型属于机械结构技术领域，尤其是涉及一种恒温恒压集成供水装置。

背景技术

供水装置是指单位时间内输出一定流量、扬程的自动启停的给水装置。供水装置按用途分，可分为消防供水装置、生活供水装置、生产供水装置和污水处理供水装置四类。

近年来，随着经济的快速发展，各地的高楼大厦如雨后春笋，一座座矗立在人们的面前。但是，由于市政管网的压力只能达到0.2MPa左右，现有的高层供水方式，大多通过水塔实现二次供水，即将城市公共供水或自建设施供水经水塔储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式。

利用水塔实现二次供水，大多需要专门修建水塔，占地面积大，制造成本高，且水塔容易造成水的二次污染，且用水高、低峰时，压力不平衡，管道阀门容易损坏，维修保养费用高。

随着科学技术的日益发展，人们对生活饮水和生活用水的品质要求不断提高，对用水水压、水质、水温均有较高要求，因此，急需寻求新的供水装置，实现节能、环保、卫生的供水方式。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种供水装置，尤其是结构简单，操作方便，清洁卫生，运行可靠，控制灵活，自动化程度高，功能齐全的一种恒温恒压集成供水装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种恒温恒压集成供水装置，包括进水口和出水口，用以进水和出水，所述进水口和所述出水口分别置于主路两端，所述进水口处并联多组支路与所述主路连接，所述支路上设有水泵，用以实现水循环，多台所述水泵连接变频器，用以控制所述水泵转速，所述变频器连接PLC控制器，用以实现所述变频器的自动控制，所述主路上由进到出依次连接进口温度变送器，用以测量进水温度；主路压力变送器，用以测量主路水压；冷却器，用以降低水温；出口温度变送器，用以测量出水温度，所述进口温度变送器、所述主路压力变送器、所述冷却器和所述出口温度变送器分别连接所述PLC控制器，用以实现上述各元器件的自动控制。

进一步的，所述水泵两端分别连接进口压力变送器和出口压力变送器，用以监测进入水泵前、后的水压，所述进口压力变送器和所述出口压力变送器分别连接所述PLC控制器。

进一步的，所述支路两端分别连接进口电动阀门和出口电动阀门，用以控制支路进、出水，所述进口电动阀门和所述出口电动阀门分别连接所述PLC控制器。

进一步的，所述出口压力变送器和所述出口电动阀门之间设有单向阀，用以控制水流方向。

进一步的，所述单向阀和所述出口电动阀门之间设有流量开关，用以监测水流流量，所述流量开关连接所述PLC控制器。

进一步的，所述支路数量为三组。

进一步的，所述主路上连接稳压罐，用以维持所述主路压力平衡，所述稳压罐置于所述支路与所述进口温度变送器之间，所述稳压罐连接所述PLC控制器。

进一步的，所述稳压罐包括罐本体和内囊，所述内囊置于所述罐本体内部，所述内囊将所述罐本体内隔离为气室和水室，所述罐本体顶部焊接上封头，所述罐本体底部焊接下封头，所述下封头底部中间位置设有法兰盘，所述法兰盘中间焊接有与所述水室连通的进水接管和出水接管，所述进水接管和所述出水接管分别与所述主路连通。

进一步的，所述冷却器进水口设有进水口阀门，用以控制所述冷却器进水口进水，所述冷却器出水口设有出水口阀门，用以控制所述冷却器出水口出水。

进一步的，所述PLC控制器连接报警装置。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型结构简单，操作方便，通过水泵实现系统内的水循环，通过改变水泵的转速改变系统内的水流速，从而保持系统内水压的平衡。系统内设有冷却器，可降低水温，从而保持系统内水温的平衡。系统实行死循环供水后，使用者的水全部由管道直接供给，取消了水塔、水池、气压罐等设施，避免了用水的二次污染，取消了水池定期清理的工作，清洁卫生，节能环保。

2、本实用新型设置多组并联水泵，水泵为一拖三变频运行模式，系统中的压力变送器和温度变送器的模拟量信号均送入PLC控制器，PLC控制器的内部程序将实际监测的数值与预设的目标值进行对比，自动追踪，PLC控制器再将模拟量值送入变频器，自动调整水泵的频率和投运的水泵台数，使水泵实现最大限度地节能运行，节能量均在10-40%。

3、本实用新型通过PLC控制器驱动电动阀门，实现支路进水口和支路出水口的开合，通过压力变送器监测系统内各处的水位高低变化，通过流量开关监测系统内各处的水流量变化，压力变送器和流量开关将监测到的信号发送给PLC控制器，PLC控制器驱动变频器，实现水泵的变频控制，实现系统内恒压供水，通过温度变送器监测系统内各处的水温高低变化，温度变送器将监测到的信号发送给PLC控制器，PLC控制器驱动冷却器，实现系统内恒温供水，PLC控制器联通报警装置，当温度过高或水泵故障时报警，提高了系统的自动化程度和准确度。

4、本实用新型通过变频恒温恒压供水，实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会出现在用水高峰期设备不能正常使用的情况。由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂，应用范围广，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例为三台水泵的整体结构示意图。

图3是本实用新型实施例的稳压罐的结构示意图。

图4是本实用新型实施例的报警装置电路图。

图中：

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

如图1所示，一种恒温恒压集成供水装置，包括进水口1和出水口14，用以进水和出水，进水口1和出水口14分别置于主路15两端。进水口1处并联多组支路16与主路15连接，支路16上设有水泵4，用以实现水循环，多台水泵4连接变频器，用以控制水泵4转速，变频器连接PLC控制器，用以实现变频器的自动控制。主路15上由进到出依次连接进口温度变送器8，用以测量进水温度；主路压力变送器9，用以测量主路15水压；冷却器11，用以降低水温；出口温度变送器13，用以测量出水温度，进口温度变送器8、主路压力变送器9、冷却器11和出口温度变送器13分别连接PLC控制器，用以实现上述各元器件的自动控制。

本实施例通过水泵4实现系统内的水循环，通过改变水泵4的转速改变系统内的水流速，从而保持系统内水压的平衡。系统内设有冷却器11，可降低水温，从而保持系统内水温的平衡。系统实行死循环供水后，使用者的水全部由管道直接供给，取消了水塔、水池、气压罐等设施，避免了用水的二次污染，取消了水池定期清理的工作，清洁卫生，节能环保。

如图2所示，上述结构可通过多种方式实现，具体的，本实施例提供的支路16数量为三组。优选的，水泵4两端分别连接进口压力变送器3和出口压力变送器18，用以监测进入水泵4前、后的水压，进口压力变送器3和出口压力变送器18分别连接PLC控制器。水泵4为一拖三变频运行模式，采用压力变送器检测管网中压力，压力变送器将监测到的信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制水泵4电机转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过变频器作工频/变频切换起动另一台水泵4，使实际管网压力与预设定压力相一致。随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率或切除水泵，达到了节能的目的。

具体的，本实施例中的压力变送器的型号为LPS-N1ES41D。PLC控制器连接报警装置，压力变送器将检测到的信息发送给PLC控制器，当水泵4发生故障时，PLC控制器启动报警装置，提醒工作人员及时维修，方便系统正常工作。水泵4故障包括过电流故障、缺相故障、过载故障等。

支路16两端分别连接进口电动阀门2和出口电动阀门7，用以控制支路16进、出水，进口电动阀门2和出口电动阀门7分别连接PLC控制器。实现支路16进水口和支路16出水口的自动开合，提高了系统的自动化程度。

优选的，出口压力变送器18和出口电动阀门7之间设有单向阀5，用以控制水流方向。单向阀5和出口电动阀门7之间设有流量开关6，用以监测水流流量，流量开关6连接PLC控制器。流量开关6将监测到的信息发送给PLC控制器，PLC控制器的内部程序将实际监测的数值与预设的目标值进行对比，自动追踪，PLC控制器再将模拟量值送入变频器，自动调整水泵4的频率和投运的水泵4台数，通过改变水泵4的转速，从而改变系统内的水流速，从而保持系统内水压的平衡。

优选的，主路15上连接稳压罐17，用以维持主路15压力平衡，稳压罐17置于支路16与进口温度变送器8之间，稳压罐17连接PLC控制器。

稳压罐17是水泵4可以进入休眠的前提条件，当稳压罐17连接到水系统上时，主要起蓄能器的作用，利用水的压缩性极小的性质，用外力将水储存在罐本体19内，气体受到压缩压力升高，当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。

具体的，本实施例提供的稳压罐17如图3所示，包括罐本体19和内囊20，内囊20置于罐本体19内部，内囊20将罐本体19内隔离为气室和水室，罐本体19顶部焊接上封头23，罐本体19底部焊接下封头24，下封头24底部中间位置设有法兰盘25，法兰盘25中间焊接有与水室22连通的进出水接管21，进出水接管21与主路15连通。

罐本体19与内囊20之间是出厂时预充的氮气，罐本体19外面为烤漆层，进出水接管21连接到水系统，充排气阀22接口可及时排出系统和内囊20内的水溢出的空气，也可用闸阀直接关死，以免水从顶部溢出。当系统水压力大于罐本体19与内囊20之间的氮气压力时，系统水会在系统压力的作用下挤入内囊20内，这样会压缩罐本体19与内囊20之间的氮气，使其体积减小，压力增大；同时，会增加系统整个水的容纳空间，使系统压力减小，直到系统水的压力和罐本体19与内囊20之间的氮气压力达到新的平衡才停止进水。当系统水压力小于罐本体19内气体压力时，内囊20内的水会在罐本体19于内囊20之间的氮气的压力作用下挤出，补回到系统，系统水容积减小压力上升，罐本体与气囊之间的氮气体积增大压力下降，直到两者达到新的平衡，水停止从内囊20挤压回系统，稳压罐17起到调节系统压力波动的作用。

冷却器11进水口设有进水口阀门10，用以控制冷却器11进水口进水，冷却器11出水口设有出水口阀门12，用以控制冷却器11出水口出水。

温度变送器连接PLC控制器，PLC控制器驱动冷却器11，当温度变送器检测到出水温度过高时，启动冷却器11对出水温度进行降温处理。温度变送器为采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的4～20mA电流信号0-5V/0-10V电压信号，RS485数字信号输出的任一装置，可以为多种型号，本实施例中的温度变送器的型号为LT10-P0L50。

本实用新型的工作原理是：

打开进口电动阀门2，水由进水口1进入系统中，水泵4前、后的进口压力变送器3和出口压力变送器18分别监测水泵4进、出口处的水压，水经单向阀5流入流量开关6，流量开关6用来测量支路16的水流量。支路16水流经出口电动阀门7流入主路15上，依次经过稳压罐17、进口温度变送器8、主路压力变送器9、冷却器11和出口温度变送器13后，经出水口14流出。

系统中的压力变送器和温度变送器的模拟量信号均送入PLC控制器，PLC控制器的内部程序将实际监测的数值与预设的目标值进行对比，自动追踪，PLC控制器再将模拟量值送入变频器，自动调整水泵4的频率和投运的水泵4台数，使水泵4实现最大限度地节能运行，节能量均在10-40%。

具体的，本实施例的水泵4为一拖三变频运行模式，采用压力变送器检测管网中压力，压力变送器将监测到的信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制水泵4电机转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过变频器作工频/变频切换起动另一台水泵4，使实际管网压力与预设定压力相一致。随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率或切除水泵4，达到了节能的目的。

进口温度变送器8和出口温度变送器13，用以监控流入冷却器11前、后的水温度。温度变送器连接PLC控制器，PLC控制器驱动冷却器11，当温度变送器检测到水温过高时，启动报警装置，PLC控制器同时启动冷却器11对出水温度进行降温处理。

当压力变送器检测到水泵4故障时，PLC控制器启动报警装置，通知工作人员及时修理。

本实施例选用的报警电路由单片机P3.7口控制，输出报警信号，驱动报警电路，直至按复位键RESET和开关键。

报警电路由555定时器、发声器和普通发光二极管组成，电路图如图4所示。

其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压出入端5脚与基于AT89C51的单片机的P3.7端相连，受P3.7脚输出的脉冲信号控制。由电容C4的充冲放电作用，当P3.7＝1时，555输出脉冲的振荡频率较低，当P3.7＝0时，555输出脉冲的振荡频率较高。该脉冲信号经隔置电容C2加到发声器上，发声器将发出高、低交替的2种叫声，同时P3.7脚输出的高低电平间隔1 s的脉冲信号经电阻R1加到发光二极管LED上，LED将闪烁发光，达到声光同时报警的效果。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型结构简单，操作方便，通过水泵实现系统内的水循环，通过改变水泵的转速改变系统内的水流速，从而保持系统内水压的平衡。系统内设有冷却器，可降低水温，从而保持系统内水温的平衡。系统实行死循环供水后，使用者的水全部由管道直接供给，取消了水塔、水池、气压罐等设施，避免了用水的二次污染，取消了水池定期清理的工作，清洁卫生，节能环保。

2、本实用新型设置多组并联水泵，水泵为一拖三变频运行模式，系统中的压力变送器和温度变送器的模拟量信号均送入PLC控制器，PLC控制器的内部程序将实际监测的数值与预设的目标值进行对比，自动追踪，PLC控制器再将模拟量值送入变频器，自动调整水泵的频率和投运的水泵台数，使水泵实现最大限度地节能运行，节能量均在10-40%。

3、本实用新型通过PLC控制器驱动电动阀门，实现支路进水口和支路出水口的开合，通过压力变送器监测系统内各处的水位高低变化，通过流量开关监测系统内各处的水流量变化，压力变送器和流量开关将监测到的信号发送给PLC控制器，PLC控制器驱动变频器，实现水泵的变频控制，实现系统内恒压供水，通过温度变送器监测系统内各处的水温高低变化，温度变送器将监测到的信号发送给PLC控制器，PLC控制器驱动冷却器，实现系统内恒温供水，PLC控制器联通报警装置，当温度过高或水泵故障时报警，提高了系统的自动化程度和准确度。

4、本实用新型通过变频恒温恒压供水，实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会出现在用水高峰期设备不能正常使用的情况。由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂，应用范围广，实用性强。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：包括进水口和出水口，用以进水和出水，所述进水口和所述出水口分别置于主路两端，所述进水口处并联多组支路与所述主路连接，所述支路上设有水泵，用以实现水循环，多台所述水泵连接变频器，用以控制所述水泵转速，所述变频器连接PLC控制器，用以实现所述变频器的自动控制，所述主路上由进到出依次连接进口温度变送器，用以测量进水温度；主路压力变送器，用以测量主路水压；冷却器，用以降低水温；出口温度变送器，用以测量出水温度，所述进口温度变送器、所述主路压力变送器、所述冷却器和所述出口温度变送器分别连接所述PLC控制器，用以实现上述各元器件的自动控制。

2.根据权利要求1所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述水泵两端分别连接进口压力变送器和出口压力变送器，用以监测进入水泵前、后的水压，所述进口压力变送器和所述出口压力变送器分别连接所述PLC控制器。

3.根据权利要求2所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述支路两端分别连接进口电动阀门和出口电动阀门，用以控制支路进、出水，所述进口电动阀门和所述出口电动阀门分别连接所述PLC控制器。

4.根据权利要求3所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述出口压力变送器和所述出口电动阀门之间设有单向阀，用以控制水流方向。

5.根据权利要求4所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述单向阀和所述出口电动阀门之间设有流量开关，用以监测水流流量，所述流量开关连接所述PLC控制器。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述支路数量为三组。

7.根据权利要求6所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述主路上连接稳压罐，用以维持所述主路压力平衡，所述稳压罐置于所述支路与所述进口温度变送器之间，所述稳压罐连接所述PLC控制器。

8.根据权利要求7所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述稳压罐包括罐本体和内囊，所述内囊置于所述罐本体内部，所述内囊将所述罐本体内隔离为气室和水室，所述罐本体顶部焊接上封头，所述罐本体底部焊接下封头，所述下封头底部中间位置设有法兰盘，所述法兰盘中间焊接有与所述水室连通的进水接管和出水接管，所述进水接管和所述出水接管分别与所述主路连通。

9.根据权利要求1至5或7或8任一所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述冷却器进水口设有进水口阀门，用以控制所述冷却器进水口进水，所述冷却器出水口设有出水口阀门，用以控制所述冷却器出水口出水。

10.根据权利要求9所述的一种恒温恒压集成供水装置，其特征在于：所述PLC控制器连接报警装置。

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