叠增压给水装置及方法与流程

本发明涉及供水技术，具体涉及一种叠增压给水装置及方法。

背景技术：

在供水系统中，市政供水管网与家庭或工商业用水管网之间设置有一中间供水装置，该供水装置用于将水流的状态从市政供水状态转换为用水状态。

现有技术中常见的中间供水装置分为水箱恒压供水设备和无负压供水设备。水箱恒压供水设备包括水箱、泵组管路以及电气控制装置，水箱和与市政供水管网直接连接，通过水泵直接加压从而为用户供水，水箱作为此供水系统的储水装置，保证在管网压力低时、以及用水高峰期的不间断供水；无负压供水设备包括缓流罐、泵组管路、电气控制装置，缓流罐直接连接市政供水管网，缓流罐能够有效的利用市政供水管网的水流压力，泵组管路在市政供水管网压力的基础上接力增压，从而降低泵组管路的能耗。

现有技术的不足之处在于，水箱恒压供水设备的能耗较大，未能充分利用水政供水管网的水流压力，而无负压供水设备在用水高峰期难以保证恒定的供水压力，水压波动过大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种叠增压给水装置及方法，以解决现有技术中水箱恒压供水设备和无负压供水设备的不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种叠增压给水装置，包括：

进水管，其用于与供水管网连通；

出水管，其用于与用水管网连通；

储水箱，其进水口与所述进水管连通；

缓流罐，其出水口与所述出水管连通；

换向阀，其两个入口分别与所述储水箱的出水口和所述进水管对应一一连通，其出口与所述缓流罐的进水口连通；

第一加压泵组，其设置于连通所述储水箱和换向阀的管道上；

第二加压泵组，其设置于所述缓流罐的出水口管道上；

中控系统，所述换向阀、第一加压泵组以及第二加压泵组均接收所述中控系统的控制。

上述的叠增压给水装置，还包括：

第一压力传感器，其设置于所述进水管中；

第二压力传感器，其设置于所述缓流罐中；

第三压力传感器，其设置于所述出水管中；

所述第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器均与所述中控系统通信连接，所述中控系统根据所述第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器的检测值分别控制所述换向阀、第一加压泵组以及第二加压泵组。

上述的叠增压给水装置，所述第二加压泵组有多个，多个所述第二加压泵组并联设置，各所述第二加压泵组独立接收所述中控系统的控制。

上述的叠增压给水装置，

所述储水箱的进水口上设置有浮球阀；

所述缓流罐的出水口管道上设置有柔性管道段。

一种叠增压给水方法，所述叠增压给水方法基于上述的叠增压给水装置，其包括以下步骤：

在第一预设时间段内控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并启动所述第二加压泵组；

在第二预设时间段内控制所述换向阀以连通所述储水箱和所述缓流罐，并启动所述第一加压泵组和第二加压泵组。

一种叠增压给水方法，所述叠增压给水方法基于上述的叠增压给水装置，其包括以下步骤：

检测所述出水管内的出水检测压力；

当所述出水检测压力位于第一出水压力段内，控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并启动一个所述第二加压泵组；

当所述出水检测压力位于第二出水压力段内，控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并依次启动各所述第二加压泵组直至所述出水检测压力停止下降；

当所述出水检测压力位于第三出水压力段内，控制所述换向阀以连通所述储水箱和所述缓流罐，并启动所述第一加压泵组和一个所述第二加压泵组；

上述步骤中，第一出水压力段、第二出水压力段以及第三出水压力段的压力数值范围依次下降。

上述的叠增压给水方法，还包括以下步骤：

检测所述进水管内的进水检测压力；

当所述进水检测压力位于第一进水压力段内时，控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并关闭所述第一加压泵组和所述第二加压泵组；

当所述进水检测压力位于第二进水压力段内时，控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并启动一个所述第二加压泵组；或者控制所述换向阀以连通所述进水管和所述缓流罐，并依次启动各所述第二加压泵组直至所述出水检测压力停止下降；

当所述进水检测压力位于第三进水压力段内时，控制所述换向阀以连通所述储水箱和所述缓流罐，并启动所述第一加压泵组和至少一个所述第二加压泵组；

上述步骤中，第一进水压力段、第二进水压力段以及第三进水压力段的压力数值范围依次下降。

上述的叠增压给水方法，还包括以下步骤：

根据所述进水检测压力、所述缓流罐的缓流检测压力、所述换向阀的工作状态、所述第一加压泵组的工作状态以及第二加压泵组的工作状态计算所述出水管的出水预测压力，将所述出水预测压力与检测出的所述出水检测压力进行对比，以判断所述换向阀、第一加压泵组以及第二加压泵组损坏与否。

上述的叠增压给水方法，还包括以下步骤：

根据所述进水检测压力、所述换向阀的工作状态、所述第一加压泵组的工作状态计算所述缓流罐的缓流预测压力，将所述缓流预测压力与检测出的所述缓流检测压力进行对比，以判断所述换向阀以及第一加压泵组损坏与否。

在上述技术方案中，本发明提供的叠增压给水装置，同时具备水箱恒压供水设备和无负压供水设备的硬件结构，且使用换向阀在两者时间实现切换，如此即可在市政供水管网高压时充分利用其压力，也可以在市政供水管网低压时通过加压泵组实现供水压力恒定，如此同时解决了水箱恒压供水设备和无负压供水设备的不足之处。

由于上述叠增压给水装置具有上述技术效果，该叠增压给水装置实现的叠增压给水方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的叠增压给水装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的叠增压给水方法的流程示意图之一；

图3为本发明实施例提供的叠增压给水方法的流程示意图之二；

图4为本发明实施例提供的叠增压给水方法的流程示意图之三；

图5为本发明实施例提供的叠增压给水方法的流程示意图之四。

附图标记说明：

1、进水管；2、出水管；3、储水箱；4、缓流罐；5、换向阀；6、第一加压泵组；7、第二加压泵组；8、中控系统；9、第一压力传感器；10、第二压力传感器；11、第三压力传感器；12、浮球阀；13、柔性管道段。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1所示，本发明实施例提供的一种叠增压给水装置，包括：进水管1，其用于与供水管网连通；出水管2，其用于与用水管网连通；储水箱3，其进水口与进水管1连通；缓流罐4，其出水口与出水管2连通；换向阀5，其两个入口分别与储水箱3的出水口和进水管1对应一一连通，其出口与缓流罐4的进水口连通；第一加压泵组6，其设置于连通储水箱3和换向阀5的管道上；第二加压泵组7，其设置于缓流罐4的出水口管道上；中控系统8，换向阀5、第一加压泵组6以及第二加压泵组7均接收中控系统8的控制。

具体的，叠增压给水装置内具有两条水流通道，其一依次为进水管1、储水箱3、第一加压泵组6、换向阀5、缓流罐4、第二加压泵组7、以及出水管2，其二依次为进水管1、换向阀5、缓流罐4、第二加压泵组7、以及出水管2，上述两条通道中，进水管1均与供水管网（如市政管网）相连，以接收市政管网的水流，出水管2均与用水管网如住户入户管网相连，以向住户提供家庭用水。上述两条水流管道通过换向阀5进行切换，换向阀5具有两个入口（进水口），一个出口（出水口），通过控制换向阀5以控制那个入口与出口连通。

本实施例提供的叠增压给水装置，在供水管网的压力较大时，使用上述其二的水流通道，即换向阀5调节到连通进水管1和缓流罐4，而关闭储水箱3和缓流罐4的连通通道，此时供水管网的高压水流直接进入缓流罐4，如此缓流罐4能够充分利用供水管网的压力，从而降低第二加压泵组7的压力，节省能源；而当供水管网的压力较小时，如市政管网的用水高峰时，使用上述其一的水流通道，即换向阀5调节到连通储水箱3和缓流罐，而关闭进水管1和缓流罐4的连通通道，此时储水箱3的水流进入缓流罐4，进入缓流罐4之前水流经过第一加压泵组6进行加压，通过第一加压泵组6保证水流的压力，防止供水管网的低压力影响最终用水的压力。本实施例提供的叠增压给水装置，可以人工手调节换向阀5，在供水管网的压力高低间手动进行切换；也可以自动调节，如换向阀5、第一加压泵组6以及第二加压泵组7均接收中控系统8的控制，如PLC控制系统，在额定时间段内，如每天17-20点，控制换向阀5连通缓流罐和水箱，在其余时间，控制换向阀5连通缓流罐和进水管1。

本实施例中，进水管1、储水箱3、加压泵组、换向阀5、缓流罐4等等硬件设备均为供水领域的常见设备，本实施例不对各设备的具体选型及连接进行赘述。

本实施例提供的叠增压给水装置，进一步的，还包括：第一压力传感器9，其设置于进水管1中；第二压力传感器10，其设置于缓流罐4中；第三压力传感器11，其设置于出水管2中；第一压力传感器9、第二压力传感器10以及第三压力传感器11均与中控系统8通信连接，中控系统8根据第一压力传感器9、第二压力传感器10以及第三压力传感器11的检测值分别控制换向阀5、第一加压泵组6以及第二加压泵组7。通过压力传感器获取进水管1、缓流罐4和出水管2处的水流压力，获取这几处压力具有诸多有益效果，其一，根据第一压力传感器9获取的进水管1的压力判断供水管网的压力，从而控制换向阀5。其二，根据第二压力传感器10获取缓流罐4的水流压力，如此更为精确的对换向阀5进行控制，当缓流罐4压力较低时，可以直接切换到储水箱连接缓流罐4并启动第一加压泵组6；其三，根据第三压力传感器11获取出水管2的水流压力，当出水管2的压力较低时，可以直接切换到储水箱连接缓流罐4并启动第一加压泵组6，而出水管2的压力较高时，甚至可以关闭第二加压泵组7；其四，综合根据第一压力传感器9、第二压力传感器10以及第三压力传感器11的数值判断各设备的运行状况以及损坏与否，如当第二压力传感器10和第三压力传感器11检测的数值相近，且第二加压泵组7处于开启状态时，可以判断第二加压泵组7有较大概率已经损坏而无法加压了。

本实施例中，更进一步的，第二加压泵组7有多个，多个第二加压泵组7并联设置，各第二加压泵组7独立接收中控系统8的控制，如此为出水管2的水流压力提供更多的调节余地，可以根据缓流罐4和出水管2的压力选择启动一个或多个第二加压泵组7，实现水流压力的更精细调节。

本实施例中，再进一步的，储水箱3的进水口上设置有浮球阀12；浮球阀12控制储水箱3的进水，保证在储水箱3水位不满时持续加水，而水满时自动关闭。优选的，缓流罐4的出水口管道上设置有柔性管道段13，柔性管道段13的作用在于减震，防止因为第二加压泵组7的震动而带来整个出水口管道的震动，降低出水口管道损坏的概率。

本发明实施例提供的叠增压给水装置，同时具备水箱恒压供水设备和无负压供水设备的硬件结构，且使用换向阀5在两者时间实现切换，如此即可在市政供水管网高压时充分利用其压力，也可以在市政供水管网低压时通过加压泵组实现供水压力恒定，如此同时解决了水箱恒压供水设备和无负压供水设备的不足之处。

如图2所示，本发明实施例还提供一种叠增压给水方法，叠增压给水方法基于上述的叠增压给水装置，其包括以下步骤：

101、检测当前时间；具体的，中控系统8实时获取系统的当前时间，为了保证调节的准确性，中控系统8可以联网以定时校准系统时间，或者人工定时校准系统时间。

102、当当前时间在第一预设时间段内，则控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并启动第二加压泵组7。

具体的，第一预设时间段为供水管网的高压运行状态，第一预设时间段根据日常的工作经验进行总结，如每天晚上的20点到第二天下午的17点，此时充分利用供水管网的水流压力。

103、在第二预设时间段内控制换向阀5以连通储水箱3和缓流罐4，并启动第一加压泵组6和第二加压泵组7。

具体的，第二预设时间段为供水管网的低压运行状态，此时为供水管网的用水高峰，供水管网的水流压力并不足以给缓流罐4提供足够的水流压力，第二预设时间段根据日常的工作经验进行总结，如每天的17点到20点，此时通过第一加压泵组6为缓流罐4提供额外的压力，确保用水官网的压力足够。

由于上述叠增压给水装置具有上述技术效果，该叠增压给水装置实现的叠增压给水方法也应具有相应的技术效果。

如图3所示，本发明实施例还提供另一种叠增压给水方法，叠增压给水方法基于上述的叠增压给水装置，其包括以下步骤：

201、检测出水管2内的出水检测压力。

具体的，即在出水管2内设置一第三压力传感器11，通过第三压力传感器11进行检测以获取出水管2内水流的出水检测压力，本实施例通过出水检测压力控制整个系统的运行。

202、当出水检测压力位于第一出水压力段内，控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并启动一个第二加压泵组7。

具体的，第一出水压力段为出水管2的正常压力范围，如压力介于0.15Mpa-0.35Mpa之间，此时出水检测压力较易于用水管网的使用，可以直接连接进水管1和缓流罐4，充分利用进水管1的水流压力。

203、当出水检测压力位于第二出水压力段内，控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并依次启动各第二加压泵组7直至出水检测压力停止下降。

具体的，第二出水压力段为出水管2稍低于正常压力的工作范围，如压力介于0.10Mpa-0.15Mpa之间，此时出水检测压力较低，此时仍然直接连接进水管1和缓流罐4，仅依次启动各个第二加压泵组7，通过第二加压泵组7的数量增加来加压水流，第二加压泵组7的使用数量上去以后，当水流压力稳定位于第二出水压力段，或者升到第一出水压力段时，保持此时的控制不动，而当水流压力升到大于第一出水压力段时，则依次减低第二加压泵组7的使用数量，而当所有第二加压泵组7使用后，出水检测压力仍旧下降，则进入下一步。

204、当出水检测压力位于第三出水压力段内，控制换向阀5以连通储水箱3和缓流罐4，并启动第一加压泵组6和一个第二加压泵组7；上述步骤中，第一出水压力段、第二出水压力段以及第三出水压力段的压力数值范围依次下降。

具体的，第三出水压力段为压力较低工作范围，如压力位于0-0.1 Mpa之间，此时已经给用户带来用水不便，如此说明进水管1的压力过低，则控制换向阀5以连通储水箱3和缓流罐4，并启动第一加压泵组6，则通过第一加压泵组6直接加压，确保用户最终的正常使用。

如图4所示，上述的叠增压给水方法，进一步的，还包括以下步骤：

301、检测进水管1内的进水检测压力。

具体的，即在使用第三压力传感器11检测的出水检测压力的数值之外，再根据第一压力传感器9检测的进水检测压力，根据两个数值进行进一步的综合判断。

302、当进水检测压力位于第一进水压力段内时，控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并关闭第一加压泵组6和第二加压泵组7。

具体的，第一进水压力段为压力极高部分，此时供水管网的压力极高，如大于0.35Mpa，且出水检测压力位于第一出水压力段或者第二出水压力段，此时直接并且充分利用供水管网的压力，关闭各加压泵组，节省能源。

303、当进水检测压力位于第二进水压力段内时，控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并启动一个第二加压泵组7；或者控制换向阀5以连通进水管1和缓流罐4，并依次启动各第二加压泵组7直至出水检测压力停止下降。

具体的，第二进水压力段为供水管网的高压状态，如0.25-0.35 Mpa，同时此时出水检测压力位于第二出水压力段或者第三出水压力段，此时充分利用供水管网的压力并且保证用户的正常用水。

304、当进水检测压力位于第三进水压力段内时，控制换向阀5以连通储水箱3和缓流罐4，并启动第一加压泵组6和至少一个第二加压泵组7；上述步骤中，第一进水压力段、第二进水压力段以及第三进水压力段的压力数值范围依次下降。

具体的，第三进水压力段为供水管网的低压状态，如0.10-0.25 Mpa，同时此时出水检测压力位于第三出水压力段，此时控制换向阀5以连通储水箱3和缓流罐4，直接使用第一加压泵组6进行加压，保证用户的正常用水。

如图5所示，本实施例提供的叠增压给水方法，进一步的，还包括以下步骤：

401、根据进水检测压力、缓流罐4的缓流检测压力、换向阀5的工作状态、第一加压泵组6的工作状态以及第二加压泵组7的工作状态计算出水管2的出水预测压力。

具体的，在各设备内水压已知，且设备运行状态已知的情况下，按照水流的走向，根据上游设备的工作状态可以判断出下游设备内的水流压力，反之根据下游设备的水流压力、和上游设备的运行状态可以大概反推出上游设备的水流压力，如此将推算出的水流压力与检测出的压力进行对比，若一致则说明设备运行正常，若不一致则说明要么传感器损坏，要么设备出现异常。更为具体的，如进水管1的进水检测压力为0.25Mpa，缓流罐4的缓流检测压力为0.18 Mpa，换向阀5直接连通进水管1和缓流罐4，一个第二加压泵组7处于工作状态，此时根据整体装置的实际情况计算获取出水管2网的出水预测压力应位于0.25-0.35 Mpa之间。

402、将出水预测压力与检测出的出水检测压力进行对比，以判断换向阀5、第一加压泵组6以及第二加压泵组7损坏与否。

具体的，将实际检测的出水检测压力与上述计算的出水预测压力进行对比，若两者相符，则说明上游设备换向阀5、第一加压泵组6以及第二加压泵组7均处于正常工作状态，若不一致，则说明至少一者处于非正常工作状态。如出水检测压力为0.3 Mpa，位于上述的0.25-0.35 Mpa之间，此时说明各设备运行良好，又如出水检测压力为0.15Mpa，则说明缓流罐与用水管网之间加压很可能失败，则第二加压泵组7可能已经没有正常工作。

上述判断由中控系统8自动运行，当检测结果异常时，将结果实时发送给相应的人员。

本实施例提供的叠增压给水方法，更进一步的，还包括以下步骤：

根据进水检测压力、换向阀5的工作状态、第一加压泵组6的工作状态计算缓流罐4的缓流预测压力，将缓流预测压力与检测出的缓流检测压力进行对比，以判断换向阀5以及第一加压泵组6损坏与否。

具体的，计算及对比过程与上述的出水预测压力相同，仅计算及对比的标的换为缓流预测压力，本实施例不再赘述过程。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。