应用于二次供水设备的小流量节能控制器和二次供水方法

摘要

本发明提供了一种应用于二次供水设备的小流量节能控制器，包括：止回阀k2、减压阀k1、电动阀k3和第二压力传感器k4；所述止回阀k2设置在增压泵阵列出水端的辅泵出水侧和隔膜式气压罐的进水端之间，并朝向隔膜式气压罐的方向并连通；所述减压阀k1设置在隔膜式气压罐的出水端与用户水管之间；所述电动阀k3设置在辅泵的出水端和用户水管之间；所述辅泵以第一出水水压出水时，该电动阀k3打开；所述辅泵以第二出水水压出水时，该电动阀k3关闭；所述第二压力传感器k4检测隔膜式气压罐中的气压增加至第二出水水压时，所述辅泵休眠。本发明还提供了一种二次供水方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种供水方法和供水设备。

背景技术

一般供水设备原理简介如图1所示：设备通过第二压力传感器2侦测出口压力，将侦测值和设定值进行比较，运算出在进口管网的原有压力基础上需要增加的压力，确定增压泵投入台套数和变频器输出频率以追贴用户用水流量压力曲线实现恒压供水。通过流量传感器3侦测用户用水流量，当用户需要的流量在小流量辅泵额定流量范围内时，系统由小流量辅泵运行恒压供水。增压泵运行初始阶段，系统向用户供水的同时也给隔膜式气压罐1补充能量(补水蓄能)直至隔膜式气压罐1内气体压力等于系统恒压压力。通过流量传感器3侦测用水量，当用水量低于辅泵额定供水流量的10％时自动切换为小流量停泵休眠的工作状态，增压泵全部停止运行，进入休眠，改由经过蓄能的隔膜式气压罐1维持小流量有限降压供水。当管网供水压力比设定值低1bar左右时，系统被唤醒退出休眠，由增压泵恒压供水。如此循环满足用户压力和流量的要求。

隔膜式气压罐1—由罐体、隔膜、接水口及进排气口等部分组成。罐被隔膜分为上下两个腔，下腔蓄水，上腔预充略低于唤醒压力的惰性气体。可在供水系统中起到了蓄能储水作用，当外界高于预充压力的水进入气压罐下腔时，密封在罐内上腔的气体被压缩，根据波义耳定律：在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比，气体受到压缩后体积变小压力升高，直到气压罐内气体压力与水的压力一致且等于设定值时停止进水。休眠时，当水压力减低时气压罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀水被压出。直到管网供水压力比设定值低1bar左右时(可设定)，系统被唤醒退出休眠，由增压泵恒压供水。

对于同一个隔膜式气压罐，气体的体积+蓄水的体积＝隔膜式气压罐的总容积，补水蓄能时水压越高，气体的体积被压得越小，则蓄水的体积就越大，积蓄的能量越多，对于休眠时有限降压供水释放的水量来说，如果供水设备唤醒的压力一定，则维持休眠的水量越多，休眠的时间越长。休眠时间长，则系统减少了休眠泵启动次数和运行时间，减少了电能的消耗。要实现上述减少了电能的消耗，两个关键问题必须解决：一是提高蓄能储水时水压，二是隔膜式气压罐里的高压水的压力要降到和用户需求的恒压设定值一致。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种二次供水方法，能够增大隔膜式气压罐的储水容积，从而延长增压泵的休眠时间，达到节约能源的目的。并且该隔膜式气压罐的出水水压能够降低到用户所需要的水压。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种小流量节能控制器，实现上述的控制方法。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种应用于二次供水设备的小流量节能控制器，其特征在于包括：止回阀k2、减压阀k1、电动阀k3和第二压力传感器k4；

所述止回阀k2设置在增压泵阵列出水端的辅泵出水侧和隔膜式气压罐的进水端之间，并朝向隔膜式气压罐的方向并连通；所述减压阀k1设置在隔膜式气压罐的出水端与用户水管之间；

所述电动阀k3设置在辅泵的出水端和用户水管之间；所述辅泵以第一出水水压出水时，该电动阀k3打开；所述辅泵以第二出水水压出水时，该电动阀k3关闭；

所述第二压力传感器k4检测隔膜式气压罐中的气压增加至设定值时，所述辅泵休眠。

在一较佳实施例中：所述第二出水水压可达第一出水水压的1.5-2倍。

在一较佳实施例中：所述增压泵阵列包括并联连接的工作泵和辅泵。

在一较佳实施例中：所述增压泵阵列和用户水管之间还设有压力传感器和流量传感器。

在一较佳实施例中：所述隔膜式气压罐内的高压水经过减压阀k1后水压降至第一出水水压

本发明提供了一种二次供水方法，所述二次供水设备设有一流量阈值，

当用户用水量高于该阈值时，二次供水设备中的辅泵的出水端与用户水管连通，在辅泵任务时段，辅泵对用户水管以第一出水水压进行恒压出水；当用户用水量低于该阈值时，辅泵与用户水管的连接被断开；随后，所述辅泵(原来那样写会让人以为是不同的辅泵)的工作频率升高至工频以第二出水水压高压出水，该高压水全部输送至隔膜式气压罐中，增加隔膜式气压罐中的水压，压缩隔膜式气压罐中气体减小体积，增大隔膜式气压罐的蓄能储水容积；

当隔膜式气压罐中的水压与设定值相等时，所述增压泵进入休眠状态，由隔膜式气压罐对用户水管进行供水。

在一较佳实施例中：所述隔膜式气压罐内的高压水通过减压阀k1减压至第一出水水压后输送至用户水管中。

在一较佳实施例中：当用户水管中的水压比第一出水水压低1bar时，所述增压泵重新对用户水管以第一出水水压进行恒压出水。

在一较佳实施例中：所述流量阈值为辅泵额定供水量的10％。

在一较佳实施例中：所述第二出水水压为第一出水水压的1.5-2倍。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供的一种小流量节能控制器，能够使得隔膜式气压罐所能提供的高压力休眠用水容积是原来的数倍。假设用户的流量是均衡的，那么增压泵阵列的休眠时间是原来的数倍，可减少增压泵启动次数，因增压泵在小流量和启动时运行效率很低，小流量节能控制器缩短了小流量运行时间并减少了休眠泵启动次数，因此显著降低了设备电能的消耗。实际运行试验表明，增加小流量节能控制器可使供水设备的综合效率提高10％以上。同时也减少了夜间频繁启动时产生的噪声。

附图说明

图1为现有技术中二次供水设备的结构图；

图2为本发明优选实施例中二次供水设备的结构图。

具体实施方式

下文结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

参考图2，一种二次供水设备，包括：增压泵阵列、隔膜式气压罐1以及小流量节能控制器；本实施例中，所述增压泵阵列包括并联连接的工作泵和辅泵。

所述小流量节能控制器包括止回阀k1、减压阀k2、电动阀k3和第二压力传感器k4；所述止回阀k1设置在增压泵阵列出水端的辅泵的出水侧和隔膜式气压罐1的进水端之间，并朝向隔膜式气压罐1的方向连通；所述减压阀k2设置在隔膜式气压罐1的出水端与用户水管之间；

所述电动阀k3设置在辅泵的出水端和用户水管之间；所述辅泵以第一出水水压出水时，该电动阀k3打开；所述辅泵以第二出水水压出水时，该电动阀k3关闭。所述第二压力传感器k4用于侦测隔膜式气压罐1的压力值。

所述增压泵阵列和用户水管之间还设有第一压力传感器2和流量传感器3。

上述的二次供水设备的供水流程如下所述：

1.通过第一压力传感器2侦测流入用户水管的水流压力，将侦测值和设定值进行比较，运算出在进口管网的原有压力基础上需要增加的压力，确定增压泵阵列中需要投入泵的台数和变频器输出频率(反应到增压泵为转速)，从而实现增压泵阵列的出水追贴用户用水流量压力曲线实现以第一出水水压进行恒压供水。通过流量传感器3侦测用户用水流量，在辅泵任务时段，辅泵或工作泵和辅泵并联对用户水管以第一出水水压进行恒压出水，当用户需要的流量在辅泵额定流量范围内时，系统由辅泵运行第一出水水压的恒压供水，其余增压泵待机。

2.在增压泵以第一出水水压进行恒压供水的阶段，辅泵向用户供水的同时也给隔膜式气压罐1蓄水，直至隔膜式气压罐1中气压增大至与第一出水水压相同。

3.当流量传感器3侦测到用户水管中的用水量低于辅泵额定供水流量的10％时(根据需要也可以自行设定其他比例)，控制系统关闭电动阀k3，随后，辅泵出水端的水流无法流至用户水管中。此时，辅泵升至最高工作频率工频运行，利用离心泵恒频工作时流量小则扬程高的曲线特性，可提供第二出水水压的出水，由于第二出水水压大约为第一出水水压的1.5-2倍，因此第二出水水压的水继续通过止回阀k1流进隔膜式气压罐1的下腔，继续压缩隔膜式气压罐1中的气体。当压力传感器k4侦测到隔膜式气压罐内气体压力达到第二出水水压时，系统自动将辅泵也切换到停泵休眠状态。

4.此时，用户水管中的水完全由隔膜式气压罐1供给。隔膜式气压罐1中的高压力水通过减压阀k2减压至第一出水水压，从而实现始终恒压供水的目的。当隔膜式气压罐1中的高压力水用完，用户水管中的水压开始下降，当第二压力传感器2侦测到用户水管中的水压比设定值低1bar左右时(同样可另行设定其他值)，控制系统被唤醒退出休眠，由增压泵阵列恢复第一出水水压恒压供水，此时电动阀k3重新被打开。如此循环满足用户对压力和流量的要求。

对于同一个隔膜式气压罐1，增加小流量节能控制器后，其休眠时所能提供的高压力水容积可达到未增加小流量节能控制器时水容积的5倍以上。例如：一个总容积100升的隔膜式气压罐，气体初始压力9bar，第一出水水压为10bar，当增压泵在休眠后第一出水水压降至9bar时被唤醒，按波义耳定律P1V1＝P2V2计算：未增加小流量节能控制器时所能提供的休眠用水容积是10升；增加小流量节能控制器时，第二出水水压可达到20bar，相应的休眠用水容积增大为55升，显然增加小流量节能控制器后，所能提供的高压力休眠用水容积是原来的5.5倍。假设用户的流量是均衡，那么增压泵阵列的休眠时间是原来的5.5倍，可减少增压泵阵列启动4.5次，因增压泵在小流量和启动时运行效率很低，小流量节能控制器缩短了小流量运行时间并减少了休眠泵启动次数，因此显著降低了设备电能的消耗。实际运行试验表明，增加小流量节能控制器可使供水设备的综合效率提高10％以上。同时也减少了夜间频繁启动时产生的噪声。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。上述实施例并不应视为限制本发明的范围。本领域的技术人员在阅读并理解了前述详细说明的同时，可以进行修改和变化。具体的保护范围应以权利要求书为准。