CN216973576U - 一种智慧集成零水锤供水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧集成零水锤供水设备，具体涉及供水设备领域，其包括泵房控制中心处理器以及分别与泵房控制中心处理器电性连接的多参数水质采集箱模块、泵房烟雾和温湿度控制模块、水箱储能及液位控制模块、泵房积水报警排水控制模块、泵房用水量监测模块、泵房用电量监测模块、远程视频监控功能模块、防水锤泄压和超高压报警模块和全变频零水锤运行控制模块。本实用新型所述的一种智慧集成零水锤供水设备，可授权用户通过电脑或手机连接服务器实现远对设备运行的节能情况及水质情况以及泵房环境进行实时监控、实时预警和实时报警，让控制数字化，智慧化；集成度较高，占地空间小，功能集成模块化，方便后期拓展集成。

Description

一种智慧集成零水锤供水设备

技术领域

本实用新型涉及供水设备领域，特别涉及一种智慧集成零水锤供水设备。

背景技术

随中国科技时代的快速发展和国家对民生用水安全的不断提高，物联互联技术的应用，包括对泵房环境监控，水源水质及调蓄监控，以及供水设备的节能节水效率，现场实时视频，防恐防毒等等智慧控制需求很大；目前国内新装的供水设备大部份已完成全变频恒压供水或全变频无负压供水设备，实现智慧控制仍需要另外专业工程介入，相互搭配的专业性、时效性和统一性不好控。

且现有技术中的供水设备无法授权用户通过电脑或手机连接服务器实现远程监控，不能对设备运行的节能情况及水质情况以及泵房环境以数据的方式进行实时监控和实时预警和实时报警，有鉴于此，本实用新型提供了一种智慧集成零水锤供水设备。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种智慧集成零水锤供水设备，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种智慧集成零水锤供水设备，其包括泵房控制中心处理器以及分别与泵房控制中心处理器电性连接的多参数水质采集箱模块、泵房烟雾和温湿度控制模块、水箱储能及液位控制模块、泵房积水报警排水控制模块、泵房用水量监测模块、泵房用电量监测模块、远程视频监控功能模块、视频监控模块、防水锤泄压和超高压报警模块、红外安防与门禁模块和全变频零水锤运行控制模块，所述远程视频监控功能模块包括人机交互界面，主要完成泵房供水设备运行数据及泵房环境数据的上传至云端的任务，所述红外安防与门禁模块包括泵房红外报警接口和门禁远程监控接口，实现对门禁的控制；

所述多参数水质采集箱模块包括水质控制箱、PH检测计、浊度仪、余氯测定仪和电导率测定仪，所述水质控制箱的入水管连接供水设备总进水口或总出水口，所述PH检测计、浊度仪、余氯测定仪和电导率测定仪安装于水质控制箱上用于检测水质控制箱内的水质状况，所述PH检测计、浊度仪、余氯测定仪和电导率测定仪均与泵房控制中心处理器电性连接，其分别检测PH值、浊度、余氯、电导率并统一将数字集成后发送至泵房控制中心处理器，由泵房控制中心处理器根据预警及报警点进行比对，实施预警及报警功能；

所述泵房烟雾和温湿度控制模块包括烟雾探测器、温度传感器、湿度传感器和湿度控制单元，所述湿度控制单元包括与泵房控制中心处理器电连的通风机、加湿器、空调系统以及加热器，所述烟雾探测器、温度传感器、湿度传感器分别与泵房控制中心处理器电连，将实时采集的烟雾值和温度及湿度值上传至泵房控制中心处理器，并通过湿度控制单元控制通风机或加湿器或空调系统或加热器，并根据预警及报警点进行比对，实施预警及报警功能。

优选的，所述水箱储能及液位控制模块包括第一液位传感器、第二液位传感器和进水电动阀，所述进水电动阀安装在水箱的进水口处，所述第一液位传感器固定安装在水箱内的高水位处，所述第二液位传感器固定安装在水箱内的低水位处，当水箱水位至第一液位传感器处高水位时关闭进水电动阀，当液位低到第二液位传感器处低水位时，向泵房控制中心处理器发送低水位报警信号及液位值。

优选的，所述泵房积水报警排水控制模块包括高位积水水位传感器和低位积水水位传感器，所述高位积水水位传感器和低位积水水位传感器均与泵房控制中心处理器电联，所述泵房内设置有高位积水监测点和低位积水监测点，所述高位积水水位传感器设于高位积水监测点处，所述低位积水水位传感器设于低位积水监测点处，当低位积水水位传感器检测到低位有积水时及时发送至泵房控制中心处理器并进行报警，高位积水监测点检测到高位有积水时及时发送至泵房控制中心处理器，立即自动断开控制柜电源。

优选的，所述泵房用水量监测模块包括一具有通信功能的流量计，所述流量计固定安装在泵房总进水管处，直接通过通信将用水量数据集成后发送至泵房控制中心处理器，和用电量数据结合计算设备能效。

优选的，所述泵房用电量监测模块包括一具有通信功能的电能表，所述电能表固定安装在泵房总电源接入处，直接通过通信将电能数据集成后发送至泵房控制中心处理器，和用水流量数据结合计算设备能效。

优选的，所述视频监控模块至少包括视频监控系统、硬盘录像机及交换机和摄像接口，用于实现泵房内的视频监控。

优选的，所述防水锤泄压和超高压报警模块包括在出水管道上的泄压阀和压力传感器，当管道压力大于泄压压力时，泵房控制中心处理器控制泄压阀打开进行泄压，当管道压力大于超高压报警点时，压力传感器发送警报至泵房控制中心处理器紧急切断电源。

优选的，所述全变频零水锤运行控制模块中每台水泵配置一台专用变频器一个压力传感器以及全设配配置的小流量泄压阀、大容量稳压装置、大流量泄压阀或超压安全阀。

本实用新型中，通过在供水设备再配置上电能表、流量计、烟雾传感器，温度传感器，湿度传感器，水质多参数传感器等等诸多传感器，授权用户可通过电脑或手机连接服务器实现远程监控，对设备运行的节能情况及水质情况以及泵房环境以数据的方式进行实时监控和实时预警和实时报警，尽最大可能降低水质风险耗能风险环境风险；让控制数字化，智慧化；集成度较高，占地空间小；功能集成模块化，方便后期拓展集成。

附图说明

图1为本实用新型所述的供水设备结构示意图；

图2为本实用新型的整体工作模块示意图；

图3为本实用新型的多参数水质采集箱模块的工作模块示意图；

图4为本实用新型的泵房烟雾和温湿度控制模块的工作模块示意图；

图5为本实用新型的水箱储能及液位控制模块的工作模块示意图；

图6为本实用新型的泵房积水报警排水控制模块的工作模块示意图；

图7为本实用新型的全变频零水锤运行控制模块的水锤控制阶段一的压力变化示意图；

图8为本实用新型的全变频零水锤运行控制模块的水锤控制阶段二的压力变化示意图；

图9为本实用新型的全变频零水锤运行控制模块的水锤控制阶段三的压力变化示意图。

图中：1、泵房控制中心处理器；2、多参数水质采集箱模块；21、水质控制箱；22、PH检测计；23、浊度仪；24、余氯测定仪；25、电导率测定仪；3、泵房烟雾和温湿度控制模块；31、烟雾探测器；32、温度传感器；33、湿度传感器；34、湿度控制单元；4、水箱储能及液位控制模块；41、第一液位传感器；42、第二液位传感器；43、进水电动阀；5、泵房积水报警排水控制模块；51、高位积水水位传感器；52、低位积水水位传感器；53、高位积水监测点；54、低位积水监测点；6、泵房用水量监测模块；7、泵房用电量监测模块；8、远程视频监控功能模块；9、视频监控模块；10、防水锤泄压和超高压报警模块；11、红外安防与门禁模块；12、全变频零水锤运行控制模块。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-6所示，一种智慧集成零水锤供水设备，其包括泵房控制中心处理器1以及分别与泵房控制中心处理器1电性连接的多参数水质采集箱模块2、泵房烟雾和温湿度控制模块3、水箱储能及液位控制模块4、泵房积水报警排水控制模块5、泵房用水量监测模块6、泵房用电量监测模块7、远程视频监控功能模块8、视频监控模块9、防水锤泄压和超高压报警模块10、红外安防与门禁模块11和全变频零水锤运行控制模块12，远程视频监控功能模块8包括人机交互界面，主要完成泵房供水设备运行数据及泵房环境数据的上传至云端的任务，红外安防与门禁模块11包括泵房红外报警接口和门禁远程监控接口，实现对门禁的控制。

本实施例中，采用的传感器接口为：4-20或485接口或C以太网接口，泵房控制中心处理器1采用专用电脑控制中心处理器，中央处理中心对采集过来的数据进行整理计算管理储存，并在彩色触摸屏人机界面上显示和设置，同时通过WIFI或4G或网线上传至云服务器，授权用户可通过电脑或手机连接服务器实现远程监控。

其中，如图2所示，多参数水质采集箱模块2包括水质控制箱21、PH检测计22、浊度仪23、余氯测定仪24和电导率测定仪25，水质控制箱21的入水管连接供水设备总进水口或总出水口，PH检测计22、浊度仪23、余氯测定仪24和电导率测定仪25安装于水质控制箱21上用于检测水质控制箱21内的水质状况，PH检测计22、浊度仪23、余氯测定仪24和电导率测定仪25均与泵房控制中心处理器1电性连接，其分别检测PH值、浊度、余氯、电导率并统一将数字集成后发送至泵房控制中心处理器1，由泵房控制中心处理器1根据预警及报警点进行比对，实施预警及报警功能；

其中，PH值、浊度、余氯、电导率是评判水质好坏的重要指标，因此，在本实用新型中，设置有PH检测计22、浊度仪23、余氯测定仪24和电导率测定仪25用于分别检测供水设备内的水体的PH值、浊度、余氯、电导率，用于对水质进行实时监控，以保证供水的质量。

如图4所示，泵房烟雾和温湿度控制模块3包括烟雾探测器31、温度传感器32、湿度传感器33和湿度控制单元34，湿度控制单元34包括与泵房控制中心处理器1电连的通风机、加湿器、空调系统以及加热器，烟雾探测器31、温度传感器32、湿度传感器33分别与泵房控制中心处理器1电连，将实时采集的烟雾值和温度及湿度值上传至泵房控制中心处理器1，并通过湿度控制单元34控制通风机或加湿器或空调系统或加热器，并根据预警及报警点进行比对，实施预警及报警功能，通过设置有泵房烟雾和温湿度控制模块3，能够实时对泵房内的环境参数进行实时监控以及及时报警，整个供水设备的安全性具有显著提升。

如图5所示，水箱储能及液位控制模块4包括第一液位传感器41、第二液位传感器42和进水电动阀43，进水电动阀43安装在水箱的进水口处，第一液位传感器41固定安装在水箱内的高水位处，第二液位传感器42固定安装在水箱内的低水位处，当水箱水位至第一液位传感器41处高水位时关闭进水电动阀43，当液位低到第二液位传感器42处低水位时，向泵房控制中心处理器1发送低水位报警信号及液位值。

在实际使用时，第一液位传感器41和第二液位传感器42均与泵房控制中心处理器1电联，通过第一液位传感器41和第二液位传感器42配合，利用进水电动阀43始终保证水箱内的水量充足，达到供水不间断的目的。

如图6所示，泵房积水报警排水控制模块5包括高位积水水位传感器51和低位积水水位传感器52，高位积水水位传感器51和低位积水水位传感器52均与泵房控制中心处理器1电联，泵房内设置有高位积水监测点53和低位积水监测点54，高位积水水位传感器51设于高位积水监测点53处，低位积水水位传感器52设于低位积水监测点54处，当低位积水水位传感器52检测到低位有积水时及时发送至泵房控制中心处理器1并进行报警，高位积水监测点53检测到高位有积水时及时发送至泵房控制中心处理器1，立即自动断开控制柜电源；

在实践中，利用高位积水水位传感器51和低位积水水位传感器52配合，能够实时监控泵房内的积水状况，当泵房的积水达到一定的深度是，能够自动切断控制柜电源，提高整个供水设备的安装性。

泵房用水量监测模块6包括一具有通信功能的流量计，流量计固定安装在泵房总进水管处，还可安装在各泵组出水管道或各楼层送水管道处，直接通过通信将用水量数据集成后发送至泵房控制中心处理器1，和用电量数据结合计算设备能效；泵房用电量监测模块7包括一具有通信功能的电能表，电能表固定安装在泵房总电源接入处，还可安装在各泵组的电源接入处，直接通过通信将电能数据集成后发送至泵房控制中心处理器1，和用水流量数据结合计算设备能效；从而对整个设备的能效进行实时把控。

另外，视频监控模块9至少包括视频监控系统、硬盘录像机及交换机和摄像接口，用于实现泵房内的视频监控。

防水锤泄压和超高压报警模块10包括在出水管道上的泄压阀和压力传感器，当管道压力大于泄压压力时，泵房控制中心处理器1控制泄压阀打开进行泄压，当管道压力大于超高压报警点时，压力传感器发送警报至泵房控制中心处理器1紧急切断电源。

需要说明的是，水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大，因此，本实用新型设置有全变频零水锤运行控制模块12；

所述全变频零水锤运行控制模块12中每台水泵配置一台专用变频器一个压力传感器以及全设配配置的小流量泄压阀、大容量稳压装置、大流量泄压阀或超压安全阀；具体的，所述全变频零水锤运行控制模块12采用如下几个阶段实现零水锤控制：

阶段一：启/停过程水锤的控制：

如图7所示，在任何一台水泵当主泵时储运和停机过程中，水泵变频无级加减速，相对水泵出水水压也慢慢的升高和降低，进而使得整个启动与停机过程不会产生水锤；

阶段二：加减泵过程的零水锤控制：

如图8所示，随用水量增加，一台泵供水不足需要加泵时，或用水量减小需要减泵时，因所加减的水泵加入和退出的过程也是全变频加减速过程，并且所加减的水泵变频控制器也有配置一对一压力传感器，压力检测实时性强，整个过程也在pid实时调节，所以全变频控制系统让待加或待减的泵变速启动与变速停止过程不会产生水锤；

阶段三：换泵过程中零水锤的控制：

如图9所示，计时换泵时间到达后或手动换泵指令后，需要换泵时，原主泵进入换泵持续运行延时停机状态，同时立即启动当前主泵，进行pid恒压控制程序，待新主泵压力稳定后原主泵再延时到后停机，即换泵过程新老主泵同时进行pid恒压调节，确保换泵过程无波动切换，控制水锤的产生；

阶段四：动态水锤(实时泄压)控制：

由于管道出水使用动态变化较大，难免还会有微小的水铁锤产生，为进一步水锤安全，在出水处加装一个小流量泄压阀，泄压偏差控制在0.5Bar，一旦有管道小水锤及时泄压；

阶段五：大水锤硬泄压控制：

为更再进一步确保水锤安全，加装大容量稳压装置和大流量泄压阀或超压安全阀，按管道最大耐压点或安全水锤控制点调节好泄压值，控制水锤。

综上所述，本实用新型在在水设备再配置上电能表、流量计、烟雾传感器，温度传感器，湿度传感器，水质多参数传感器等等诸多传感器，利用传感器4-20或485接口或C以太网接口，接入格兰威专用电脑控制中心处理器，中央处理中心对采集过来的数据进行整理计算管理储存，并在彩色触摸屏人机界面上显示和设置，同时通过WIFI或4G或网线上传至格兰云服务器，授权用户可通过电脑或手机连接服务器实现远程监控，对设备运行的节能情况及水质情况以及泵房环境以数据的方式进行实时监控和实时预警和实时报警，尽最大可能降低水质风险耗能风险环境风险。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于，其包括泵房控制中心处理器(1)以及分别与泵房控制中心处理器(1)电性连接的多参数水质采集箱模块(2)、泵房烟雾和温湿度控制模块(3)、水箱储能及液位控制模块(4)、泵房积水报警排水控制模块(5)、泵房用水量监测模块(6)、泵房用电量监测模块(7)、远程视频监控功能模块(8)、视频监控模块(9)、防水锤泄压和超高压报警模块(10)、红外安防与门禁模块(11)和全变频零水锤运行控制模块(12)，所述远程视频监控功能模块(8)包括人机交互界面，所述红外安防与门禁模块(11)包括泵房红外报警接口和门禁远程监控接口；

所述多参数水质采集箱模块(2)包括水质控制箱(21)、PH检测计(22)、浊度仪(23)、余氯测定仪(24)和电导率测定仪(25)，所述水质控制箱(21)的入水管连接供水设备总进水口或总出水口，所述PH检测计(22)、浊度仪(23)、余氯测定仪(24)和电导率测定仪(25)安装于水质控制箱(21)上用于检测水质控制箱(21)内的水质状况，所述PH检测计(22)、浊度仪(23)、余氯测定仪(24)和电导率测定仪(25)均与泵房控制中心处理器(1)电性连接；

所述泵房烟雾和温湿度控制模块(3)包括烟雾探测器(31)、温度传感器(32)、湿度传感器(33)和湿度控制单元(34)，所述湿度控制单元(34)包括与泵房控制中心处理器(1)电连的通风机、加湿器、空调系统以及加热器，所述烟雾探测器(31)、温度传感器(32)、湿度传感器(33)分别与泵房控制中心处理器(1)电连。

2.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述水箱储能及液位控制模块(4)包括第一液位传感器(41)、第二液位传感器(42)和进水电动阀(43)，所述进水电动阀(43)安装在水箱的进水口处，所述第一液位传感器(41)固定安装在水箱内的高水位处，所述第二液位传感器(42)固定安装在水箱内的低水位处。

3.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述泵房积水报警排水控制模块(5)包括高位积水水位传感器(51)和低位积水水位传感器(52)，所述高位积水水位传感器(51)和低位积水水位传感器(52)均与泵房控制中心处理器(1)电联，所述泵房内设置有高位积水监测点(53)和低位积水监测点(54)，所述高位积水水位传感器(51)设于高位积水监测点(53)处，所述低位积水水位传感器(52)设于低位积水监测点(54)处。

4.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述泵房用水量监测模块(6)包括一具有通信功能的流量计，所述流量计固定安装在泵房总进水管处。

5.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述泵房用电量监测模块(7)包括一具有通信功能的电能表，所述电能表固定安装在泵房总电源接入处。

6.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述视频监控模块(9)至少包括视频监控系统、硬盘录像机及交换机和摄像接口。

7.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述防水锤泄压和超高压报警模块(10)包括在出水管道上的泄压阀和压力传感器。

8.根据权利要求1所述的一种智慧集成零水锤供水设备，其特征在于：所述全变频零水锤运行控制模块(12)中每台水泵配置一台专用变频器一个压力传感器以及全设配配置的小流量泄压阀、大容量稳压装置、大流量泄压阀或超压安全阀。

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