温泉热能梯级控制系统的制作方法
【专利摘要】温泉热能梯级控制系统，包括温泉井、景观水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其中：还包括恒温水箱、设置在不同温泉井中的第一温泉井深井泵、第二温泉井深井泵、第三温泉井深井泵、第四温泉井深井泵、设置在集水井中的潜水泵和恒压供水泵，还包括反冲洗恒压泵、水箱恒温水泵、功能水泵和串联循环泵，还包括第一至第九连通管路，以及溢流管路。可以最大限度地平衡不同类型温泉井水，可以充分根据水源温泉的流量和热值汲取温泉水，并综合协调不同水源温泉的热值、流量和成本因素，根据泡池实际需要，动态调整温泉水汲取量，并根据后续的循环流程将多余的温泉水排入集水井中，回灌地下，进一步降低运营成本。
【专利说明】温泉热能梯级控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机电控制系统，特别是涉及一种用于温泉循环利用的机电控制系统。【背景技术】
[0002]随着人们物质生活水平的不断提高，温泉休闲娱乐、养生、度假，作为一个产业越来越受到人们的欢迎。在我国，每年由温泉养生旅游所创造的产值已达数千亿，在我国，每年因温泉设备、设施、管理等问题所引发的水污染和顾客受伤事件达上万起，不仅使温泉企业蒙受了经济损失，也使企业形象受到影响。行业竞争越来越激烈。温泉产业的管理者们，除了在宣传等方面加大管理力度外，如何减少初次投资以及运营成本，更好的为顾客提供服务，充分利用现有场地，增加服务内容，也是企业增效的重要措施之一。
[0003]由于地下温泉水的大量开采，深层地下水无法得到及时补充，造成地下水位不断下降，有时在一个地下温泉带上有数十口温泉井在同时抽取。越来越多的地方管理部门已经意识到这一问题的严重性，开始用强制或经济的手段控制开采。以北京某温泉度假春为例:温泉中心每年接待人次为22万，运营成本为每年3300-3500万元，其中温泉水资源费单价为55元/立方米，在采用了循环设备的情况下，每年水费为495-510万元。由于温泉水源通常来自几个不同的温泉井，不同温泉井的出水量、温度和成分存在差异，如何协调各种水源的热能差异，节约水资源，在尽可能降低水源用量的同时保证泡池热量均衡，充分利用地下热能，使得热能运营成本相应降低，是降低运营成本亟须解决的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种温泉热能梯级控制系统，解决解决多个温泉水源热量和水量在各蓄水池管路中循环时，由于控制方式简单，造成热值利用率低、循环效率差的技术问题。
[0005]本实用新型的温泉热能梯级控制系统，包括温泉井、景观水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其特征在于:还包括恒温水箱、设置在不同温泉井中的第一温泉井深井泵、第二温泉井深井泵、第三温泉井深井泵、第四温泉井深井泵、设置在集水井中的潜水泵和恒压供水泵，还包括反冲洗恒压泵、水箱恒温水泵、功能水泵和循环泵，
[0006]第一温泉井深井泵的出水口与恒温水箱的第一进水口间设置第一连通管路，恒温水箱设置在侧壁上部的第二进水口与设置在侧壁下部的第二出水口间设置第二连通管路，恒温水箱的第二出水口与泡池的第二进水口间设置第三连通管路，泡池侧壁下部的第一出水口与恒温水箱的第三进水口间设置第四连通管路，泡池的第一出水口与泡池侧壁上部的第一进水口间设置第五连通管路，泡池底部的第二出水口与污水井间设置第六连通管路；
[0007]反冲洗恒压泵的进水口连接自来水源，反冲洗恒压泵的出水口与集水井间设置第七连通管路，集水井内置的恒压供水泵的出水口与温泉回灌井间设置第八连通管路，集水井内置的潜水泵与景观水池的进水口间设置第九连通管路，景观水池的出水口通过管路连接温泉回灌井；泡池的第三出水口与恒温水箱的第五进水口间设置溢流管路；
[0008]第二连通管路上串联水箱恒温水泵，第三连通管路上串联循环泵，第五连通管路上串联功能水泵。
[0009]所述第一连通管路上设置一条连接恒温水箱第四进水口的换热管路，换热管路上分别串联淋浴热水换热器的初级换热管路和地热采暖换热器的初级换热管路，淋浴热水换热器的次级换热管路串联在淋浴系统回路中，地热采暖换热器的次级换热管路串联在地热采暖系统回路中。
[0010]还包括板式换热器,板式换热器的初级换热管路串联在第二连通管路上,板式换热器的次级换热管路串联在第七连通管路中。
[0011]所述各泵的控制回路分别由相应的接触器和相应的从站控制器组成，在从站控制器的控制信号输出线路与接地点形成的控制回路中串联相应接触器的电磁线圈，接触器串联在相应泵与工作电源间供电线路中。
[0012]本实用新型的温泉热能梯级控制系统可以最大限度地平衡不同类型温泉井水，可以充分根据水源温泉的流量和热值汲取温泉水，并综合协调不同水源温泉的热值、流量和成本因素，根据泡池实际需要，动态调整温泉水汲取量，并根据后续的循环流程将多余的温泉水排入集水井中，回灌地下，进一步降低运营成本。利用各种泵体动力将采集的温泉水在不同蓄水池中循环或流转，准确有效地利用多个温泉井水的不同热值余量，在运营过程中充分调节各温泉井水水量，有效利用全部热值，通过泵体动力和电磁阀的流量控制，适时的将不同水源的温泉水向不同蓄水池分流，增强循环效率，降低运营过程中的能耗，提高温泉水的循环利用率，降低温泉水的开采成本，在改善客户的体验感受同时，缩减运营成本。
[0013]下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型温泉热能梯级控制系统的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型温泉热能梯级控制系统的流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]针对多个水量和热值不同的温泉井，根据水量和热量分为高水温大水量、高水温低水量、低水温大水量和低水温低水量四类型，对应采用第一温泉井深井泵50a、第二温泉井深井泵50b、第三温泉井深井泵50c和第四温泉井深井泵50d四种深井泵。
[0017]如图1所示，本实施例中包括泡池10、恒温水箱20、集水井30、景观水池40，第一温泉井深井泵50a、第二温泉井深井泵50b、第三温泉井深井泵50c和第四温泉井深井泵50d的出水口并联。第一温泉井深井泵50a的出水口与恒温水箱20的第一进水口 Il间设置第一连通管路1，恒温水箱20设置在侧壁上部的第二进水口 12与设置在侧壁下部的第二出水口 02间设置第二连通管路2，恒温水箱20的第二出水口 02与泡池10的第二进水口 i2间设置第三连通管路3，泡池10侧壁下部的第一出水口 ol与恒温水箱20的第三进水口 13间设置第四连通管路4，泡池10的第一出水口 ol与泡池10侧壁上部的第一进水口 il间设置第五连通管路5，泡池10底部的第二出水口 o2与污水井间设置第六连通管路6 ；
[0018]第一连通管路上顺序设置作为预处理过滤器的浑浊度过滤器55，有害物过滤器56和色度异味过滤器57，各过滤器内的过滤管路串联在第一连通管路中，进水口分别连接自来水源或浅表水源管路的反冲洗恒压泵51的出水口通过管路分别连接各过滤器的反冲洗管路的进水口，各过滤器反冲洗管路的出水口通过管路与污水井连接，反冲洗恒压泵51的出水口与集水井30间设置第七连通管路7，集水井30内置的恒压供水泵52的出水口与温泉回灌井间设置第八连通管路8，集水井30内置的潜水泵53与景观水池40的进水口间设置第九连通管路9，景观水池40的出水口通过管路连接温泉回灌井；泡池10的第三出水口 o3与恒温水箱20的第五进水口 15间设置溢流管路；按摩风泵54的出风口通过通气管路连接泡池10底部的进气口 ；第九连通管路上设置作为子系统过滤器的色度异味过滤器57，过滤器内的过滤管路串联在第九连通管路中，反冲洗恒压泵51的出水口通过管路连接色度异味过滤器57的反冲洗管路的进水口，色度异味过滤器57反冲洗管路的出水口通过管路与污水井连接；第三连通管路上也设置作为子系统过滤器的色度异味过滤器57，色度异味过滤器57内的过滤管路串联在第三连通管路3中，反冲洗恒压泵51的出水口通过管路连接色度异味过滤器57的反冲洗管路的进水口，色度异味过滤器57反冲洗管路的出水口通过管路与污水井连接；
[0019]第二连通管路上串连水箱恒温水泵61，第三连通管路上串联循环泵62，第五连通管路上串联功能水泵63;
[0020]第二连通管路上，在水箱恒温水泵61和恒温水箱20第二进水口 12之间顺序设置紫外线消毒器64、银离子消毒器65、板式换热器66和PH值调节泵67，水箱恒温水泵61的出水口通过管路连接紫外线消毒器64内置消毒管路的进水口，紫外线消毒器64内置消毒管路的出水口通过管路连接银离子消毒器65内置消毒管路的进水口，银离子消毒器65内置消毒管路的出水口通过管路连接板式换热器66初级换热管路的进水口，板式换热器66初级换热管路的出水口通过管路连接恒温水箱20第二进水口 12,板式换热器66的次级换热管路串联在第七连通管路中，PH值调节泵67的出液口设置在板式换热器66与恒温水箱20第二进水口 12间的第二连通管路上；
[0021]按摩风泵54与泡池10底部进气口之间的通气管路上串联气泡加热器68的通气管路，气泡加热器68的换热管路串联在热媒水管管路中；
[0022]第一连通管路上在过滤器与恒温水箱20第一进水口 Il之间的管路上设置一条连接恒温水箱20第四进水口 14的换热管路，换热管路上分别串联淋浴热水换热器69的初级换热管路和地热采暖换热器70的初级换热管路，淋浴热水换热器69的次级换热管路串联在淋浴系统回路中，地热采暖换热器70的次级换热管路串联在地热采暖系统回路中；
[0023]在色度异味过滤器57与景观水池40的进水口间的第九连通管路上，串联生活热水预热换热器71a的初级换热管路，生活热水预热换热器71a的次级换热管路串联在生活用水回路中。
[0024]在恒温水箱20中设置有水质探测传感器PH、远程温度传感器TT、多段式液位传感器LT、银离子探测传感器Ag和远程压力传感器PT，在各过滤器的进水口管路和出水口管路上分别设置有远程压力传感器PT ;景观水池40设置远程温度传感器TT ；
[0025]在地热采暖换热器70初级换热管路进水口连接的管路上设置电磁阀71，在淋浴热水换热器69的初级换热管路进水口连接的管路上设置电磁阀72，反冲洗恒压泵51的出水口与浑浊度过滤器55反冲洗管路相连接的管路上设置电磁阀73，反冲洗恒压泵51的出水口与有害物过滤器56反冲洗管路相连接的管路上设置电磁阀74，反冲洗恒压泵51的出水口与色度异味过滤器57反冲洗管路相连接的管路上设置电磁阀75，在与第一连通管路连通的换热管路上设置电磁阀76，恒温水箱20第一进水口处的第一连通管路上设置电磁阀77，第八连通管路上连接不同过滤器入口的管路上分别设置电磁阀78和电磁阀79，板式换热器66的次级换热管路的进水口连接的管路上设置电磁阀80，板式换热器66初级换热管路的进水口和出水口间通过电磁阀81连通，银离子消毒器65内置消毒管路的进水口和出水口间通过电磁阀82连通，紫外线消毒器64内置消毒管路的进水口和出水口间通过电磁阀83连通，第四连通管路设置泄空电磁阀84，第六连通管路设置泄空电磁阀85，泡池10的第二进水口连接的连通管路上设置电磁阀86，气泡加热器68的换热管路连接的热媒水管上设置电磁阀87。
[0026]上位机接收各传感器反馈的相应温度信号、压力信号、液位信号和浓度信号，上位机形成控制指令通过主站控制器经传输网络向相应的从站控制器发送，进而控制相应的继电器和接触器接通电路，控制各电磁阀的启停和各泵体的电源启停。
[0027]通过第一至第九连通管路，以及溢流管路将温泉井、景观水池、集水井、回灌井、污水井和泡池有效连接形成一个利用温泉热值的水循环控制系统，通过对各温泉井深井泵、潜水泵53和恒压供水泵52，反冲洗恒压泵51、水箱恒温水泵61、功能水泵63和串联循环泵62的启停控制，可以将不同类型温泉井水抽入恒温水箱20，从恒温水箱20中循环到不同的蓄水池中，满足客户的各种用水要求。
[0028]进一步，再配合专门设置于相应管路上，设备前后的电磁阀，将各泵体压力及时分配到不同管路，实现温泉水余热的准确分配。同时，通过各电磁阀可将管路上连接的相应设备快速隔离或接入管路，可以节约对各设备的控制系统成本，降低基础运营建设的造价。
[0029]上位机就可以利用各电磁阀完成对管路连接设备的准确控制，结合传感器的反馈信号，上位机可以对不同管路中温泉余热的准确控制，使温泉余热最大化得到利用。
[0030]如图2所示，本实施例的上位机90中安装组态控制软件，形成业务控制流程，采用西门子的S7-200系列PLC控制器作为MODBUS通信中的主站控制器和从站控制器，主站控制器91与各从站控制器92分别通过RJ45接口连接到本地局域网上，上位机90与主站控制器91间通过RS485串行通信接口连接，主站控制器91与各从站控制器92间采用MODBUS通信协议进行数据通信。
[0031]针对电磁阀71、电磁阀72、电磁阀73、电磁阀74、电磁阀75、电磁阀76、电磁阀77、电磁阀78、电磁阀79、电磁阀80、电磁阀81、电磁阀82、电磁阀83、电磁阀84、电磁阀85、电磁阀86和电磁阀87中每个电磁阀的控制电路，由相应的中间继电器KA、从站控制器92和电磁阀组成，在从站控制器92的控制信号输出线路与接地点形成的控制回路中顺序串联中间继电器KA的常开触点和电磁阀的电磁线圈。具体的，在从站控制器92的数字信号输出管脚(DO)或模拟信号输出管脚(AO)上串联中间继电器KA的常开触点和电磁阀的电磁线圈。
[0032]针对反冲洗恒压泵51、第一温泉井深井泵50a、第二温泉井深井泵50b、第三温泉井深井泵50c、第四温泉井深井泵50d、潜水泵53、恒压供水泵52、水箱恒温水泵61、PH值调节泵67、功能水泵63、循环泵62和按摩风泵54中每个泵启停的电源控制线路中，由串联在相应泵体与工作电源VC的供电线路中的接触器KM和相应的从站控制器92组成，在从站控制器92的控制信号输出线路与接地点形成的控制回路中串联相应接触器KM的电磁线圈。具体的，在从站控制器92的数字信号输出管脚(DO)或模拟信号输出管脚(AO)上串联接触器KM的电磁线圈。
[0033]在实际应用中，利用上位机形成控制流程，上位机利用主站控制器(CTU)将控制指令发送各从站控制器(RTU)，各从站控制器控制相应的接触器或中间继电器动作，使相应的泵体和电磁阀动作，实现基本控制逻辑，使得娱乐温泉水沿个管路正常流转。上位机通过接收各传感器采集的反馈信号，与各监控阀值进行对比，当达到设定参数值时向受控泵体或电磁阀发出控制指令，控制相应管路中水体的流转过程，控制水中元素的浓度或含量，起到智能净化水体，智能调配水体热量，最大限度节约温泉水资源的效果。
[0034]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种温泉热能梯级控制系统，包括温泉井、景观水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其特征在于:还包括恒温水箱(20)、设置在不同温泉井中的第一温泉井深井泵(50a)、第二温泉井深井泵(50b)、第三温泉井深井泵(50c)、第四温泉井深井泵(50d)、设置在集水井中的潜水泵(53)和恒压供水泵(52)，还包括反冲洗恒压泵(51)、水箱恒温水泵(61)、功能水泵(63)和循环泵(62)， 第一温泉井深井泵(50a)的出水口与恒温水箱(20)的第一进水口(Il)间设置第一连通管路(I )，恒温水箱(20)设置在侧壁上部的第二进水口(12)与设置在侧壁下部的第二出水口(02)间设置第二连通管路(2)，恒温水箱(20)的第二出水口(02)与泡池(10)的第二进水口(i2)间设置第三连通管路(3)，泡池(10)侧壁下部的第一出水口(ol)与恒温水箱(20 )的第三进水口(13 )间设置第四连通管路(4 )，泡池(10 )的第一出水口( ο I)与泡池(10 )侧壁上部的第一进水口( i I)间设置第五连通管路(5)，泡池(10)底部的第二出水口(o2)与污水井间设置第六连通管路(6)； 反冲洗恒压泵(51)的进水口连接自来水源，反冲洗恒压泵(51)的出水口与集水井(30)间设置第七连通管路(7)，集水井(30)内置的恒压供水泵(52)的出水口与温泉回灌井间设置第八连通管路(8 )，集水井(30 )内置的潜水泵(53 )与景观水池(40 )的进水口间设置第九连通管路(9)，景观水池(40)的出水口通过管路连接温泉回灌井；泡池(10)的第三出水口(03)与恒温水箱(20)的第五进水口(15)间设置溢流管路； 第二连通管路上串联水箱恒温水泵(61)，第三连通管路上串联循环泵(62 )，第五连通管路上串联功能水泵(63)。
2.根据权利要求1所述的温泉热能梯级控制系统，其特征在于:所述第一连通管路上设置一条连接恒温水箱(20)第四进水口(14)的换热管路，换热管路上分别串联淋浴热水换热器(69)的初级换热管路和地热采暖换热器(70)的初级换热管路，淋浴热水换热器(69)的次级换热管路串联在淋浴系统回路中，地热采暖换热器(70)的次级换热管路串联在地热采暖系统回路中。
3.根据权利要求2所述的温泉热能梯级控制系统，其特征在于:还包括板式换热器(66)，板式换热器(66)的初级换热管路串联在第二连通管路(2)上，板式换热器(66)的次级换热管路串联在第七连通管路(7)中。
4.根据权利要求3所述的温泉热能梯级控制系统，其特征在于:所述各泵的控制回路分别由相应的接触器(KM)和相应的从站控制器(92)组成，在从站控制器(92)的控制信号输出线路与接地点形成的控制回路中串联相应接触器(KM)的电磁线圈，接触器(KM)串联在相应泵与工作电源(VC)间供电线路中。
【文档编号】E03B7/07GK203595306SQ201320540109
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年8月31日 优先权日:2013年8月31日
【发明者】张兆新 申请人:张兆新