一种高层楼宇多分区智能变频供水装置及控制方法

摘要

本发明公开了一种高层楼宇多分区智能变频供水装置及控制方法，该装置包括进水管道、低区供水泵组、中区供水泵组、高区供水泵组以及小流量泵，在进水管道上分别连接有高区出水管、中区出水管以及低区出水管，在高区出水管上依次连接有高区供水泵组、高区压力传感器以及高区流量传感器，在中区出水管上依次连接有中区供水泵组、中区压力传感器以及中区流量传感器，在低区出水管上依次连接有低区供水泵组、低区压力传感器以及低区流量传感器。本发明将各分区供水泵组共用一台小流量泵，并且在用水量较小的情况下，切换到小流量泵工作，极大地降低了在小流量用水时供水能耗，并且设备成本较低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高层楼宇多分区智能变频供水装置及控制方法，属于高层楼宇供水技术领域。

背景技术

现有的高层楼宇供宇供水大多数采用以变频器加PLC为核心的智能供水系统，并根据楼宇的高度及住户数量分别设计不同扬程及流量的几套独立的智能供水系统对整个楼宇进行供水。对于一般的高层楼宇，大多数可分为低区、中区、高区供水设备分别供水，各分区设备均含两台或两台以上水泵，并可含一台小流量泵，一般用于小用水量时使用。但由于未设置流量传感器及对应的控制策略，造成智能供水设备节能效果差等问题。

发明内容

本发明提供一种结构简单、节能效果明显、成本低的高层楼宇多分区智能变频供水装置及控制方法，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种高层楼宇多分区智能变频供水装置，包括进水管道、低区供水泵组、中区供水泵组、高区供水泵组、小流量泵、小流量泵止回阀、高区电磁阀、中区电磁阀、低区电磁阀、中区减压阀、低区减压阀、高区压力传感器、高区流量传感器、中区压力传感器、中区流量传感器、低区压力传感器、低区流量传感器、高区出水管、中区出水管以及低区出水管，在进水管道上分别连接有高区供水泵组、中区供水泵组以及低区供水泵组，在高区供水泵组、中区供水泵组以及低区供水泵组的出水口上分别连接有高区出水管、中区出水管以及低区出水管，在高区出水管上依次连接有高区压力传感器以及高区流量传感器，在中区出水管上依次连接有中区压力传感器以及中区流量传感器，在低区出水管上依次连接有低区压力传感器以及低区流量传感器；同时，在进水管道上还连接有小流量泵，所述小流量泵的出水口与小流量泵止回阀的进水口相联，小流量泵止回阀的出水口分别与高区电磁阀、中区电磁阀以及低区电磁阀的进水口相联；所述高区电磁阀的出水口与高区压力传感器和高区流量传感器之间的高区出水管相联，所述中区电磁阀的出水口与中区减压阀的进水口相连接，中区减压阀的出水口与中区压力传感器和中区流量传感器之间的中区出水管相连接，所述低区电磁阀的出水口与低区减压阀的进水口相联，低区减压阀的出水口与低区压力传感器和低区流量传感器之间的低区出水管相联。

上述供水装置还包括低区供水泵组控制器、中区供水泵组控制器、高区供水泵组控制器以及小流量泵可编程控制器，所述小流量泵可编程控制器上分别连接有触摸屏、小流量泵变频器、高区电磁阀线圈、中区电磁阀线圈以及低区电磁阀线圈，所述小流量泵变频器与小流量泵电机连接，所述小流量泵电机为小流量泵的内置电机，所述高区电磁阀线圈、中区电磁阀线圈以及低区电磁阀线圈分别为高区电磁阀、中区电磁阀以及低区电磁阀的内置线圈；同时，所述小流量泵可编程控制器通过通信接口分别与低区供水泵组控制器、中区供水泵组控制器以及高区供水泵组控制器连接，所述低区供水泵组控制器分别与低区压力传感器和低区流量传感器连接，所述中区供水泵组控制器分别与中区压力传感器和中区流量传感器连接，所述高区供水泵组控制器分别与高区压力传感器和高区流量传感器连接。

同时，本发明还提供一种基于上述高层楼宇多分区智能变频供水装置的高层楼宇多分区智能变频供水控制方法，首先将各分区供水泵组所需的出水口压力值及单泵额定流量值通过触摸屏设入，当低区供水泵组控制器、中区供水泵组控制器或高区供水泵组控制器有启动命令时，低区供水泵组控制器、中区供水泵组控制器或高区供水泵组控制器通过通信接口将所属分区的供水泵组代码、启动命令码以及出水口压力值传输给小流量泵可编程控制器，小流量泵可编程控制器收到上述代码和数据后，根据供水泵组代码及启动命令代码驱动相应的高区电磁阀线圈、中区电磁阀线圈或低区电磁阀线圈，进而控制高区电磁阀、中区电磁阀或低区电磁阀打开；同时，选取收到的各分区供水泵组中最高出水口压力值作为小流量泵的目标控制值，并以该供水分区的出水口压力测量值作为反馈值，小流量泵可编程控制器将目标控制值和反馈值之差作PID运算，控制小流量泵变频器驱动小流量泵内的小流量泵电机，进而对该分区供水泵组的出水口压力恒值进行控制，而其余分区供水泵组若收到启动命令代码，则由各供水分区的减压阀控制进行恒压供水。

上述方法中，所述低区供水泵组控制器、中区供水泵组控制器以及高区供水泵组控制器分别实时采集低区流量传感器、中区流量传感器以及高区流量传感器的出水口流量值，当某一分区供水泵组的出水口流量值大于该分区供水泵组的单泵额定流量值的1/3时，该分区供水泵组控制器通过通信接口向小流量泵可编程控制器传送切换命令，小流量泵可编程控制器收到切换命令后，控制该分区电磁阀关闭，并由该区供水泵组控制器控制该区供水泵组对用户进行供水。

上述方法中，当某一区供水泵组的出水口流量值小于该分区泵组的单泵额定流量值的1/3时，该区供水泵组控制器通过通信接口向小流量泵可编程控制器发出切换命令，停止该分区泵组工作，切换到小流量泵对用户进行供水。

上述方法中，所述小流量泵的额定流量值为各分区供水泵组的单泵额定流量值的1/3之和，且小流量泵的扬程与高区供水泵组的扬程参数相同。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明将各分区供水泵组共用一台小流量泵，并且在用水量较小的情况下，切换到小流量泵工作，极大地降低了在小流量用水时供水能耗，并且设备成本较低。

附图说明

图1为本发明的连接结构示意图；

图2为本发明的电气控制原理示意图。

附图标记说明：1-进水管道，2-低区供水泵组，3-中区供水泵组，4-高区供水泵组、5-小流量泵，6-小流量泵止回阀，7-高区电磁阀，8-中区电磁阀，9-低区电磁阀，10-中区减压阀，11-低区减压阀，12-高区压力传感器，13-高区流量传感器，14-中区压力传感器，15-中区流量传感器，16-低区压力传感器，17-低区流量传感器，18-高区出水管，19-中区出水管，20-低区出水管，21-低区泵组控制器，22-中区泵组控制器，23-高区泵组控制器，24-触摸屏，25-小流量泵可编程控制器，26-小流量泵变频器，27-小流量泵电机，28-通信接口，29-高区电磁阀线圈，30-中区电磁阀线圈，31-低区电磁阀线圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：一种高层楼宇多分区智能变频供水装置的结构示意图如图1及图2所示，包括进水管道1、低区供水泵组2、中区供水泵组3、高区供水泵组4、小流量泵5、小流量泵止回阀6、高区电磁阀7、中区电磁阀8、低区电磁阀9、中区减压阀10、低区减压阀11、高区压力传感器12、高区流量传感器13、中区压力传感器14、中区流量传感器15、低区压力传感器16、低区流量传感器17、高区出水管18、中区出水管19以及低区出水管20，在进水管道1上分别连接有高区供水泵组4、中区供水泵组3以及低区供水泵组2，在高区供水泵组4、中区供水泵组3以及低区供水泵组2的出水口上分别连接有高区出水管18、中区出水管19以及低区出水管20，在高区出水管18上依次连接有高区压力传感器12以及高区流量传感器13，在中区出水管19上依次连接有中区压力传感器14以及中区流量传感器15，在低区出水管20上依次连接有低区压力传感器16以及低区流量传感器17；同时，在进水管道1上还连接有小流量泵5，所述小流量泵5的出水口与小流量泵止回阀6的进水口相联，小流量泵止回阀6的出水口分别与高区电磁阀7、中区电磁阀8以及低区电磁阀9的进水口相联；所述高区电磁阀7的出水口与高区压力传感器12和高区流量传感器13之间的高区出水管18相联，所述中区电磁阀8的出水口与中区减压阀10的进水口相连接，中区减压阀10的出水口与中区压力传感器14和中区流量传感器15之间的中区出水管19相连接，所述低区电磁阀9的出水口与低区减压阀11的进水口相联，低区减压阀11的出水口与低区压力传感器16和低区流量传感器17之间的低区出水管20相联。

上述供水装置还包括低区供水泵组控制器21、中区供水泵组控制器22、高区供水泵组控制器23以及小流量泵可编程控制器25，所述小流量泵可编程控制器25上分别连接有触摸屏24、小流量泵变频器26、高区电磁阀线圈29、中区电磁阀线圈30以及低区电磁阀线圈31，所述小流量泵变频器26与小流量泵电机27连接，所述小流量泵电机27为小流量泵5的内置电机，所述高区电磁阀线圈29、中区电磁阀线圈30以及低区电磁阀线圈31分别为高区电磁阀7、中区电磁阀8以及低区电磁阀9的内置线圈；同时，所述小流量泵可编程控制器25通过通信接口28分别与低区供水泵组控制器21、中区供水泵组控制器22以及高区供水泵组控制器23连接，所述低区供水泵组控制器21分别与低区压力传感器16和低区流量传感器17连接，所述中区供水泵组控制器22分别与中区压力传感器14和中区流量传感器15连接，所述高区供水泵组控制器23分别与高区压力传感器12和高区流量传感器13连接。

本发明的工作原理：

首先将各分区供水泵组(即低区供水泵组2、中区供水泵组3以及高区供水泵组4)所需的出水口压力值及单泵额定流量值通过触摸屏24设入，当低区供水泵组控制器21、中区供水泵组控制器22或高区供水泵组控制器23有启动命令时，低区供水泵组控制器21、中区供水泵组控制器22或高区供水泵组控制器23通过通信接口28将所属分区的供水泵组代码、启动命令码以及出水口压力值传输给小流量泵可编程控制器25，小流量泵可编程控制器25收到上述代码和数据后，根据供水泵组代码及启动命令代码驱动相应的高区电磁阀线圈29、中区电磁阀线圈30或低区电磁阀线圈31，进而控制高区电磁阀7、中区电磁阀8或低区电磁阀9打开；同时，选取收到的各分区供水泵组中最高出水口压力值作为小流量泵5的目标控制值，并以该供水分区的出水口压力测量值作为反馈值，小流量泵可编程控制器25将目标控制值和反馈值之差作PID运算，控制小流量泵变频器26驱动小流量泵5内的小流量泵电机27，进而对该分区供水泵组的出水口压力恒值进行控制，而其余分区供水泵组若收到启动命令代码，则由各供水分区的减压阀控制进行恒压供水。

上述低区供水泵组控制器21、中区供水泵组控制器22以及高区供水泵组控制器23分别实时采集低区流量传感器17、中区流量传感器15以及高区流量传感器13的出水口流量值，当某一分区供水泵组的出水口流量值大于该分区供水泵组的单泵额定流量值的1/3时，该分区供水泵组控制器通过通信接口28向小流量泵可编程控制器25传送切换命令，小流量泵可编程控制器25收到切换命令后，控制该分区电磁阀关闭，并由该区供水泵组控制器控制该区供水泵组对用户进行供水。

当某一区供水泵组的出水口流量值小于该分区泵组的单泵额定流量值的1/3时，该区供水泵组控制器通过通信接口28向小流量泵可编程控制器25发出切换命令，停止该分区泵组工作，切换到小流量泵5对用户进行供水。

上述小流量泵5的额定流量值为各分区供水泵组的单泵额定流量值的1/3之和，且小流量泵5的扬程与高区供水泵组4的扬程参数相同。

综上所述，本发明将各分区供水泵组共用一台小流量泵，并且在用水量较小的情况下，通过比较对应流量下的单位流量能耗值大小来切换分区供水泵与小流量泵5工作，极大地降低了在小流量用水时供水能耗，并且设备成本较低。