本实用新型属于供水领域，具体涉及一种高层楼宇自分区叠压供水系统。
背景技术：
随着城市人口的不断增加，城市建设规模逐渐扩大，中、高层建筑鳞次栉比。由于市政管网水压有限，城市以往所采用的由市政管网直接向用户供水的方法仅适合为低层用户供水，不能满足中、高层用户的用水需求。因此，在已有市政管网的基础上铺设二次加压系统已成为目前中、高层建筑普遍使用的供水方式。
我国主要采取多区变频和多区变频叠压这两种二次加压的方式来为高层建筑供水。多区变频供水是将市政管网提供的水储存在大型蓄水箱内，由蓄水箱通过二次加压系统分别向高层建筑的低压、高压、高高压区供水。该方法可调节市政管网进水量，同时避免回流污染，能充分满足中、高层用户的用水需求，但供水效率低，二次加压系统中的水泵等设备耗电量巨大。多区变频叠压供水是将市政管网直接连接到楼宇的供水管路水泵进水侧，充分利用市政管网中的余压，由市政管网经二次加压系统为用户供水。该方法的造价较低，二次加压系统中的设备耗电量略小，供水效率稍高，但缺乏水量调节功能，用水高峰期易出现供水不足的情况。两种方法均能为中、高层楼宇供水，但二次加压设备的整体工作效率较低，在满足中、高层用水需求的同时，消耗了大量电能，造成了极大的能源浪费。因此，改进供水方法，降低能源消耗是本领域技术人员涵需解决的重大课题，对于实现节能减排有着积极意义。
随着中、高层建筑逐渐增多，人们对城市供水系统的要求也越来越高，中、高层楼宇供水系统的改进方式越来越得到人们的重视。改变二次加压供水系统的给水设计方法，设计相关控制系统，不仅可以充分满足中、高层用户的用水需求，避免供水不足的情况发生，还可以充分利用自分区给水管路的叠压，提高供水系统的效率，降低二次加压设备的电能消耗，对于建立资源节约型社会具有重要作用。
技术实现要素：
本实用新型提供一种高层楼宇自分区叠压供水系统，在满足中、高层用户用水需求的同时，降低了整个供水系统的耗电量，节能减排，可以广泛应用于中、高层楼宇供水系统的建设及改造。
本实用新型的技术方案如下：
一种高层楼宇自分区叠压供水系统，高层楼宇按楼层高度不同所需的供水压力不同，分为低压区、高压区两个区域或低压区、高压区、高高压区三个区域；蓄水箱通过水泵组一与低压区进行管路连接、通过水泵组二与高压区进行管路连接和/或通过水泵组三与高高压区进行管路连接，水泵组一与水泵组二的出水侧通过小流量水泵一进行管路连接、水泵组一与水泵组三的出水侧通过小流量水泵二进行管路连接和/或水泵组二与水泵组三的出水侧通过小流量水泵三进行管路连接。
所述的高层楼宇自分区叠压供水系统，其优选方案为，蓄水箱与水泵组一的出水侧通过小流量水泵四进行管路连接。
所述的高层楼宇自分区叠压供水系统，其优选方案为，小流量水泵四的设计流量小于水泵组一中的单个水泵的设计流量，其设计扬程不大于水泵组一中的单个水泵的设计扬程；小流量水泵一的设计流量小于水泵组一中的单个水泵的设计流量，其设计扬程不大于水泵组二中的单个水泵的设计扬程；小流量水泵二的设计流量小于水泵组一中的单个水泵的设计流量，其设计扬程不大于水泵组三中的单个水泵的设计扬程；小流量水泵三的设计流量小于水泵组二中的单个水泵的设计流量，其设计扬程不大于水泵组三中的单个水泵的设计扬程。
所述的高层楼宇自分区叠压供水系统，其优选方案为，小流量水泵一、小流量水泵二和小流量水泵三为叠压泵。
所述的高层楼宇自分区叠压供水系统，其优选方案为，水泵组一、水泵组二、水泵组三、小流量水泵一、小流量水泵二、小流量水泵三和小流量水泵四均采用变频器拖动。
所述的高层楼宇自分区叠压供水系统，其优选方案为，所述小流量水泵四承担零流量至水泵组一中的单个水泵设计流量之间一定范围的供水任务。
上述高层楼宇自分区叠压供水系统，通过中央控制单元采集低压区、高压区和/或高高压区的压力数值，控制水泵组一、水泵组二、水泵组三、小流量水泵一、小流量水泵二、小流量水泵三和/或小流量水泵四的运行及频率状态。
上述高层楼宇自分区叠压供水系统，在改造已有供水系统时，控制上可以用新增中央控制单元接管已有分区控制系统或者利用已有分区控制系统，用新增中央控制单元通过给定目标压力值不同，根据压力差值来协调新增小流量水泵与原有水泵组运行的模式。
利用上述的高层楼宇自分区叠压供水系统实施供水时，第一种情况为低压区、高压区两个区域时，包括如下步骤：
(1)在用水高峰期，水泵组一变频运行保证低压区的供水，水泵组二变频运行保证高压区的供水；
(2)在用水低峰及平峰期，水泵组一变频运行保证低压区的供水；高压区的供水由中央控制单元依据低压区、高压区的实时压力及运行频率进行判断，当高压区的用水需求量在小流量水泵一能够满足的范围内且低压区的压力能够达到设计时，控制只启动小流量水泵一，不运转水泵组二；当高压区的用水需求量超出小流量水泵一能够满足的范围或低压区的压力低于设计时，控制不运转小流量水泵一，只启动水泵组二；
第二种情况为低压区、高压区、高高压区三个区域时，包括如下步骤：
(a)在用水高峰期，变频运行水泵组一、水泵组二和水泵组三，小流量水泵一、小流量水泵二和/或小流量水泵三关闭；
(b)在用水低峰期，水泵组二和水泵组三关闭，变频运行小流量水泵一、小流量水泵二或小流量水泵三，低压区供水由水泵组一直接提供，高压区的供水由水泵组一出水侧取水经由小流量水泵一叠压后提供，高高压区的供水由水泵组一出水侧取水经由小流量水泵二叠压后提供或由水泵组一出水侧取水经由小流量水泵一叠压后再由小流量水泵三叠压后提供；
(c)在用水平峰期，水泵组一变频运行保证低压区的供水；
高压区的供水由中央控制单元依据低压区、高压区的实时压力及运行频率进行判断，当高压区的用水需求量在小流量水泵一能够满足的范围内且低压区的压力能够达到设计时，控制只启动小流量水泵一，不运转水泵组二；当高压区的用水需求量超出小流量水泵一能够满足的范围或低压区的压力低于设计时，控制不运转小流量水泵一，只启动水泵组二；
高高压区的供水由中央控制单元依据低压区、高压区、高高压区的实时压力及运行频率进行判断，当高高压区的用水需求量在小流量水泵二能够满足的范围内且低压区的压力能够达到设计时，控制只启动小流量水泵二，不运转水泵组三；当高高压区的用水需求量超出小流量水泵二能够满足的范围或低压区的压力低于设计时，控制不运转小流量水泵二，只启动水泵组三；或者，当高高压区的用水需求量在小流量水泵三能够满足的范围内且高压区的压力能够达到设计时，控制只启动小流量水泵三，不运转水泵组三；当高高压区的用水需求量超出小流量水泵三能够满足的范围或高压区的压力低于设计时，控制不运转小流量水泵三，只启动水泵组三。
本实用新型的有益效果为：
1、能充分满足中、高层用户的用水需求，并提高了整体系统的供水效率。
2、在用水低峰及平峰期控制上通过分析各区实时压力及水泵实时运行频率判断启用相应能力的水泵，减少设备损耗。
3、供水管路连接方法多样，适应性强，节约成本。
4、与传统供水方法相比，本供水系统在向相对较高压力区域供水时，经由小流量水泵吸取相对较低压力区域的水并叠加了相对较低压力区域的供水压力，降低了整个系统的耗电量，实现了节能减排。
附图说明
图1为高层楼宇分为低压区、高压区两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间的结构示意图；
图2为高层楼宇分为低压区、高压区两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间，蓄水箱与水泵组一的出水侧通过小流量水泵四进行管路连接的结构示意图；
图3为高层楼宇分为低压区、高压区、高高压区三个两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间，小流量水泵三设置在水泵组二出水口与水泵组三出水口之间的结构示意图；
图4为高层楼宇分为低压区、高压区、高高压区三个两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间，小流量水泵三设置在水泵组二出水口与水泵组三出水口之间，蓄水箱与水泵组一的出水侧通过小流量水泵四进行管路连接的结构示意图；
图5为高层楼宇分为低压区、高压区、高高压区三个两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间，小流量水泵二设置在水泵组一出水口与水泵组三出水口之间的结构示意图；
图6为高层楼宇分为低压区、高压区、高高压区三个两个区域时，小流量水泵一设置在水泵组一出水口与水泵组二出水口之间，小流量水泵二设置在水泵组一出水口与水泵组三出水口之间，蓄水箱与水泵组一的出水侧通过小流量水泵四进行管路连接的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，某大厦共14层，具体实施步骤如下：
(1)高层楼宇按楼层高低分为低压区4(1-9层)和高压区5(10-14层)。其中，低压区4配备水泵组一2，高压区5配备水泵组二3，它们的进水口均连接于蓄水箱1；在水泵组一2出水口与水泵组二3出水口之间配备一个小流量水泵一6。
(2)在用水低峰期水泵组二3关闭，水泵组一2和小流量水泵一6打开，低压区4供水由水泵组一2提供；高压区5供水由小流量水泵一6吸取水泵组一2出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
(3)在用水高峰期，打开水泵组一2、水泵组二3，小流量水泵一6关闭。低压区4和高压区5用水分别由蓄水箱1经水泵组一2、水泵组二3直接提供。
(4)在用水平峰期，水泵组一2打开，向低压区4供水；高压区5用水由中央控制单元判断后选择打开水泵组二3或打开小流量水泵一6吸取低压区4出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
本实施例每月耗电量由6154度降低到3281度，节电率46.69％。
实施例2
如图2所示，与实施例1不同之处为，蓄水箱1与水泵组一2的出水侧通过小流量水泵四7进行管路连接，在用水低峰期，水泵组一2和水泵组二3关闭，小流量水泵一6和小流量水泵四7打开，低压区4供水由小流量水泵四7提供；高压区5供水由小流量水泵一6吸取小流量水泵四7出水侧的水并叠压其供水压力后提供，节电效果进一步提升。
实施例3
如图3所示，某商务酒店共28层，具体实施步骤如下：
(1)将高层楼宇按楼层高低分为低压区4(1-9层)、高压区5(10-19层)、高高压区9(20-28层)。其中，低压区4配备水泵组一2，高压区5配备水泵组二3，高高压区9配备水泵组三8，它们的进水口均连接于蓄水箱1；在水泵组一2出水口与水泵组二3出水口之间配备一个小流量水泵一6；在水泵组二3出水口与水泵组三8出水口之间配备一个小流量水泵三10。
(2)在用水低峰期水泵组二3和水泵组三8关闭，水泵组一2、小流量水泵一6和小流量水泵三10打开，低压区4供水由水泵组一2直接提供；高压区5供水由小流量水泵一6吸取水泵组一2出水侧的水并叠压其供水压力后提供；高高压区9供水由小流量水泵三10吸取高压区5出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
(3)在用水高峰期，打开水泵组一2、水泵组二3和水泵组三8，小流量水泵一6和小流量水泵三10关闭。用水均由蓄水箱1经由水泵组一2、水泵组二3和水泵组三8分别直接提供。
(4)在用水平峰期，水泵组一2打开，向低压区4供水；高压区5用水由中央控制单元判断后选择打开泵组二3或打开小流量水泵一6吸取低压区4出水侧的水并叠压其供水压力后提供；高高压区9用水由中央控制单元判断后选择打开水泵组三8或打开小流量水泵三10吸取高压区5出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
本实施例每月耗电量由11135度降低到4853度，节电率56.42％。
实施例4
如图4所示，与实施例3不同之处为，蓄水箱1与水泵组一2的出水侧通过小流量水泵四7进行管路连接，节电效果进一步提升。
实施例5
如图5所示，某公寓共30层，具体实施步骤如下：
(1)将高层楼宇按楼层高低分为低压区4(1-10层)、高压区5(11-20层)、高高压区9(21-30层)。其中，低压区4配备水泵组一2，高压区5配备水泵组二3，高高压区9配备水泵组三8，它们的进水口均连接于蓄水箱1；在低压区4出水口与高压区5出水口之间配备一个小流量水泵一6；在低压区4出水口与高高压区9出水口之间配备一个小流量水泵二11。
(2)在用水低峰期水泵组二3和水泵组三8关闭，水泵组一2、小流量水泵一6和小流量水泵二11打开，低压区4供水由水泵组一2直接提供；高压区5供水由小流量水泵一6吸取水泵组一2出水侧的水并叠压其供水压力后提供；高高压区9供水由小流量水泵二11吸取水泵组一2出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
(3)在用水高峰期，打开水泵组一2、水泵组二3和水泵组三8，小流量水泵一6和小流量水泵二11关闭。用水均由蓄水箱1经由水泵组一2、水泵组二3和水泵组三8分别直接提供。
(4)在用水平峰期，低压区4供水由水泵组一2直接提供，高压区5的用水由中央控制单元判断后选择打开泵组二3或打开小流量水泵一6吸取低压区4出水侧的水并叠压其供水压力后提供；高高压区9的用水由中央控制单元判断后选择打开泵组三8或打开小流量水泵二11吸取低压区4出水侧的水并叠压其供水压力后提供。
本实施例每月耗电量由7530度降低到3152度，节电率58.14％。
实施例6
如图6所示，与实施例5不同之处为，蓄水箱1与水泵组一2的出水侧通过小流量水泵四7进行管路连接，节电效果进一步提升。