一种串并联叠压供水系统的制作方法

1.本发明涉及二次供水技术领域，尤其涉及一种串并联叠压供水系统。


背景技术：

2.分区并联供水方式中各供水分区自成系统，独立运行，事故范围小，是当前高度不大于100m高层建筑的主要供水方式。
3.传统的分区并联供水既包括有水箱的变频泵组加上断流水箱分区并联供水系统(见图1)，也包括无水箱的管网叠压供水设备分区并联供水系统(见图2)。在高层写字楼等分区用水量较小的场合，当采用分区并联供水时，最高分区供水流量偏小而扬程很大，所选出的水泵q-h曲线很陡，高效段很窄，接近于工频运行，效率低下。
4.中国专利cn207392309u公开了一种水泵串并联组合多区供水装置，包括低区并联水泵、高区并联水泵、低区串联水泵、高区串联水泵和蓄水箱，所述低区并联水泵与低区供水用户连接，所述高区并联水泵与高区供水用户连接，所述低区串联水泵与低区供水用户连接，所述高区串联水泵与低区串联水泵串联后与高区供水用户连接，所述低区并联水泵、高区并联水泵、低区串联水泵和高区串联水泵的进水口均与蓄水箱连接，所述低区并联水泵、高区并联水泵、低区串联水泵和高区串联水泵的出水口处均设有单向阀。其利用了水泵串并联在低峰供水与高峰供水时段的特性，并通过各水泵与水源的合理连接，比传统单一的串联或并联多区供水装置节能近60％-80％。
5.然而，中国专利cn207392309u公开的供水装置的高区供水近零流量时由两次串联叠压后的水泵供水，但是该装置采用的普通泵，有进水压力不能超过0.6mpa的限制；在大流量供水时由主泵直接供水，仍无法解决主泵在写字楼等小流量高扬程的场合所选出的水泵q-h曲线陡，高效段狭窄，主泵不节能的问题。
6.众所周知，普通离心泵吸水端的承压限值为0.6mpa；当采用串联叠压供水时，如初级增压水泵出水压力高于0.6mpa，其后串联设置的增压泵就得选择高位安装方式，无法集中设置在低位泵房内，为此将产生振动、噪声及分散管理等一系列问题。
7.井用潜水泵是从深井中抽水的一种常用泵，以格兰富(grundfos)的不锈钢多级井用潜水泵为例，其流量范围0.1～280m3/h，最大扬程6.7mpa，泵体承压能力》2.0mpa。
8.所谓管中泵又称无声管中泵，是指将井用潜水泵置于不锈钢压力管道中的增压设备；具有无噪声(0dba)、振动小、安装空间小、卫生(与水接触面全是不锈钢)、承压高的特点，特别是其承压》2mpa的优势，使其理论上可以设置在供水系统中任意位置；当管中泵供水设备立式安装时，其占地面积还不足离心泵供水设备的1/3。基于以上优势，近年来管中泵变频供水设备和管中泵叠压供水设备已经在国内二次供水场合占有一定的应用市场。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种串并联叠压供水系统，适用于近百米高层建筑最高两个分区的二次供水，可将初级提升设备和二级提升设备设置于同一泵房
内；二级提升设备采用不锈钢管中泵作为供水泵，节省了泵房面积，降低了机房噪声；通过降低最高供水分区二级提升设备的第二水泵的扬程，来扩展该第二水泵的高效段和变频区间，提高了第二水泵机组的运行效率，降低了电耗，从而解决了分区并联供水时最高供水分区第二水泵的流量偏小而扬程很大，q-h曲线陡，高效段狭窄，节能效果差的问题。
10.为了实现上述目的，本发明提供了一种串并联叠压供水系统，包括位于同一泵房内且串联设置的初级提升设备和二级提升设备；
11.所述初级提升设备包括多个并联的第一水泵，所述二级提升设备包括多个并联的第二水泵，所述第二水泵采用进水端承压限值不低于2.0mpa的不锈钢管中泵；
12.所述初级提升设备的进水端与市政供水管连接，或者所述初级提升设备的进水端通过断流水箱与所述市政供水管连接，所述初级提升设备的出水端与用于向次高分区用户直接供水的第一供水管连接，并且同时并联与所述二级提升设备的进水端连接，所述二级提升设备的出水端与向最高分区用户供水的第二供水管连接。
13.采用上述方案，第一水泵的扬程控制在1.0mpa以内比较合适；本发明提供的串并联叠压供水系统适用于近百米高层建筑最高两个分区的二次供水，可将初级提升设备和二级提升设备设置于同一泵房内；二级提升设备采用不锈钢管中泵作为供水泵，节省了泵房面积，降低了机房噪声；本发明通过降低最高供水分区第二水泵的扬程，来扩展该第二水泵的高效段和变频区间，提高第二水泵机组的运行效率，降低电耗，从而能够有效替代现有技术中分区并联供水系统中的最高两区的供水系统，解决了分区并联供水时最高供水分区第二水泵的流量偏小而扬程很大，q-h曲线陡，高效段狭窄，节能效果差的问题。
14.进一步地，所述初级提升设备还包括第一出水管，所述第一出水管与多个所述第一水泵的出水端连接，所述第一水泵与所述第一出水管之间设置有第一止回阀和第一控制阀，所述第一出水管上依次设置有第一气压罐、第一压力传感器和第一流量传感器。
15.采用上述方案，设置的第一气压罐用于吸收第一出水管的压力波动，稳定出水压力。
16.进一步地，所述二级提升设备还包括第二出水管，所述第二出水管与多个所述第二水泵的出水端连接，所述第二水泵与所述第二出水管之间设置有第二止回阀和第二控制阀，所述第二出水管上依次设置有第二气压罐、第二压力传感器和第二流量传感器。
17.采用上述方案，设置的第二气压罐用于吸收第二出水管的压力波动，稳定出水压力。
18.进一步地，所述断流水箱设置为一台或两台，所述断流水箱的进水端与所述市政供水管连接，所述断流水箱的出水端与所述初级提升设备的进水端连接，以调节所述初级提升设备的吸水量与所述市政供水管补充水量之间的差值。
19.采用上述方案，当市政供水条件不允许初级提升设备直接从市政供水管中直接吸水时，必须要设置断流水箱。
20.进一步地，所述断流水箱的补水管上设置有遥控浮球阀。
21.进一步地，所述断流水箱上设置有液位传感器。
22.采用上述方案，设置的液位传感器可以把溢流和超低水位报警信号传至值班室和初级提升设备的控制系统，并就地报警；当出现超低水位时，可以自动关闭初级提升设备，实现停泵保护功能；当水位恢复后，初级提升设备能够自动恢复运行。
23.进一步地，所述初级提升设备与所述市政供水管之间设置有防止所述第一水泵对市政供水管过度抽吸而降低市政管网供水压力的稳流罐。
24.进一步地，所述市政供水管连接有吸水总管，所述吸水总管的出水端连接有第一吸水管的进水端和第二吸水管的进水端，所述第一吸水管的出水端连接有所述稳流罐，所述第二吸水管的出水端连接有其他供水设备。
25.进一步地，所述吸水总管上依次设置有第三压力传感器、总进水阀、y型过滤器、倒流防止器、远传水表。
26.采用上述方案，设置的远传水表具备现场显示功能，并可实现数据实时采集和远程传输；与吸水总管通过法兰连接；设置的倒流防止器用于防止压力水回流污染自来水管网，与所接管道同径；采用低阻力空气隔断型倒流防止器，局部阻力0.03mpa，具有自动排水功能，排水时应有信号；设置的y型过滤器用于保护倒流防止器不进入杂质，与所接管道同径。
27.进一步地，所述第二吸水管上设置有第四压力传感器。
28.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
29.(1)本发明提供的串并联叠压供水系统适用于近百米高层建筑最高两个分区的二次供水，可将初级提升设备和二级提升设备设置于同一泵房内；二级提升设备采用不锈钢管中泵作为供水泵，节省了泵房面积，降低了机房噪声。
30.(2)本发明通过降低最高供水分区第二水泵的扬程，来扩展该第二水泵的高效段和变频区间，提高了第二水泵机组的运行效率，降低了电耗，从而能够有效替代现有技术中分区并联供水系统中的最高两区的供水系统，解决了分区并联供水时最高供水分区第二水泵的流量偏小而扬程很大，q-h曲线陡，高效段狭窄，节能效果差的问题。
31.(3)第一水泵与第二水泵可通过优化选型，使其工作区间均位于高效段内，可进一步降低两个供水区的总供水能耗。
附图说明
32.图1为现有的分区供水系统原理图。
33.图2为另一现有的分区供水系统原理图。
34.图3为本发明实施例1的串并联叠压供水系统结构示意图。
35.图4为本发明实施例2的串并联叠压供水系统结构示意图。
36.图中：10、第一水泵；11、第一止回阀；12、第一控制阀；13、第一出水管；131、第一气压罐；132、第一压力传感器；133、第一流量传感器；20、第二水泵；21、第二止回阀；22、第二控制阀；23、第二出水管；231、第二气压罐；232、第二压力传感器；233、第二流量传感器；30、第一供水管；40、第二供水管；50、断流水箱；51、遥控浮球阀；52、液位传感器；60、稳流罐；70、吸水总管；701、第三压力传感器；702、总进水阀；703、y型过滤器；704、倒流防止器；705、远传水表；71、第一吸水管；72、第二吸水管；721、第四压力传感器；80、市政供水管。
具体实施方式
37.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
38.实施例1
39.请参阅图3，一种串并联叠压供水系统，包括位于同一泵房内且串联设置的初级提升设备、二级提升设备；
40.初级提升设备包括多个并联的第一水泵10，二级提升设备包括多个并联的第二水泵20，第二水泵20采用进水端承压限值不低于2.0mpa的不锈钢管中泵；
41.初级提升设备的进水端通过断流水箱50与市政供水管80连接，初级提升设备的出水端与用于向次高分区用户直接供水的第一供水管30连接，并且同时并联与二级提升设备的进水端连接，二级提升设备的出水端与向最高分区用户供水的第二供水管40连接。
42.初级提升设备的额定流量需满足两个加压区的给水总秒流量；出水压力设定值应结合水泵的选型来确定，尽量使第一水泵10和第二水泵20的工作区间均能位于高效段内，以第一水泵10的扬程控制在1.0mpa以内比较合适；二级提升设备的额定流量需满足最高分区供水范围的给水秒流量；设备中水泵的扬程为设备出水压力值-设备吸水总管处实际可利用的初级提升泵出水压力值；出水压力设定值应能满足最高分区最不利供水点的供水压力需求。
43.本发明提供的串并联叠压供水系统适用于近百米高层建筑最高两个分区的二次供水，可将初级提升设备和二级提升设备设置于同一泵房内；二级提升设备采用不锈钢管中泵作为供水泵，节省了泵房面积，降低了机房噪声；本发明通过降低最高供水分区第二水泵20的扬程，来扩展第二水泵20的高效段和变频区间，从而提高了第二水泵20机组的运行效率，降低了电耗，从而能够有效替代现有技术中分区并联供水系统中的最高两区的供水系统，解决了分区并联供水时最高供水分区供水设备流量偏小而扬程很大，所选出的水泵q-h曲线陡，高效段狭窄，供水设备节能效果差的问题。
44.初级提升设备还包括第一出水管13，第一出水管13与多个第一水泵10的出水端连接，第一水泵10与第一出水管13之间设置有第一止回阀11和第一控制阀12，第一出水管13上依次设置有第一气压罐131、第一压力传感器132和第一流量传感器133。设置的第一气压罐131用于吸收第一出水管13的压力波动，稳定出水压力。
45.初级提升设备的每台第一水泵10上的专用变频控制器通过can总线技术实现相互通信，能够根据用水需求的变化自动调节变频运行的比率，实现多台第一水泵10同时、同步均衡分摊运行，实现了第一水泵10机组始终处于变频运行状态，避免第一水泵10脱离高效区运行。同时，由于数字集成全变频控制设备中，第一水泵10与变频控制实现100％有备用，支持多传感器信号输入，提升了初级提升设备的安全可靠性；多台第一水泵10可自动定时切换，互为备用，循环运行。
46.初级提升设备采用模糊控制技术，根据第一压力传感器132测得的实际数据，自行调整工作点，使初级提升设备始终运行在最佳工作状态；初级提升设备应具备自动运行、手动运行、与二级提升设备联动工作、小流量运行控制等功能；对于过压、欠压、短路、过流、缺相、变频器故障、消毒设施故障等故障可报警并可自动处理；对可恢复的故障能自动或手动消除，恢复正常运行；自动控制系统应具备抗电磁干扰能力；设备应预留远程监控、操作接口，满足楼宇智能化管理和供水管理部门远程监控、管理需求。
47.二级提升设备还包括第二出水管23，第二出水管23与多个第二水泵20的出水端连接，第二水泵20与第二出水管23之间设置有第二止回阀21和第二控制阀22，第二出水管23
上依次设置有第二气压罐231、第二压力传感器232和第二流量传感器233。设置的第二气压罐231用于吸收第二出水管23的压力波动，稳定出水压力。二级提升设备的控制方式与初级提升设备的控制方式相似。
48.除满足上述对初级提升设备的基本要求和二级提升设备与初级提升设备在叠压运行上的联锁控制功能外，还应具备失压保护功能，即二级提升设备进水压力低于初级提升设备出水设定压力值0.1mpa时，设备应报警，同时加速运行；当压力差值达到0.15mpa时，设备应自动停止运行；当初级提升设备压力恢复正常时，二级提升设备应能自动恢复正常运行。
49.本实施例中，断流水箱50设置为两台，断流水箱50的进水端与市政供水管80连接，断流水箱50的出水端与初级提升设备的进水端连接，以调节初级提升设备的吸水量与市政供水管80补充水量之间的差值。当市政供水条件不允许初级提升设备直接从市政供水管80中直接吸水时，必须要设置断流水箱50。
50.断流水箱50上设置有液位传感器52，断流水箱50的补水管上设置有遥控浮球阀51。
51.设置的液位传感器52可以把溢流和超低水位报警信号传至值班室和初级提升设备的控制系统，并就地报警；当出现超低水位时，可以实现自动关闭初级提升设备，实现停泵保护功能；当水位恢复后，初级提升设备能够自动恢复运行。
52.初级提升设备采用数字集成全变频供水设备，每台第一水泵10所配置的专用变频器，既可与水泵电机设置在一起(被封装在ip55防护等级的壳体内)，也可在控制柜中集中设置；二级提升设备采用数字集成全变频管中泵叠压供水设备，每台工作泵所配置的专用变频器在控制柜中集中设置。该供水方式主要由断流水箱50、初级提升设备、二级提升设备、管道、附件和自动控制系统组成；设备供电电源为双电源或双回路。
53.补水原理：通过遥控浮球阀51根据断流水箱50内水位的变化由市政供水管80通过管道向断流水箱50内补水；
54.初级提升设备的吸水端通过管道从断流水箱50中吸水，增压后，通过第一出水管13并联输送至二级提升设备的进水端和第一供水管30；第二水泵20在第一水泵10的出水压力的基础上增压后，再通过第二供水管40供水至最高分区用户。
55.实施例2
56.请参阅图4，一种串并联叠压供水系统具体同实施例1，所不同的是：未设置断流水箱50，且初级提升设备与市政供水管80之间设置有防止第一水泵10对市政供水管80过度抽吸而降低市政管网供水压力的稳流罐60。
57.市政供水管80连接有吸水总管70，吸水总管70的出水端连接有第一吸水管71的进水端和第二吸水管72的进水端，第二吸水管72的出水端连接有稳流罐60，第一吸水管71的出水端连接有其他供水设备。
58.吸水总管70上依次设置有第三压力传感器701、总进水阀702、y型过滤器703、倒流防止器704、远传水表705。
59.设置的远传水表705具备现场显示功能，并可实现数据实时采集和远程传输，与吸水总管70通过法兰连接；设置的倒流防止器704用于防止压力水回流污染自来水管网，与所接管道同径，采用低阻力空气隔断型倒流防止器，局部阻力0.03mpa，具有自动排水功能，排
水时应有信号；设置的y型过滤器703用于保护倒流防止器704不进入杂质，与所接管道同径。
60.第二吸水管72上设置有第四压力传感器721。
61.工作原理：初级提升设备的吸水端通过稳流罐60从市政供水管80吸水，增压后，通过第一出水管13并联输送至二级提升设备的进水端和第一供水管30；第二水泵20在第一水泵10的出水压力的基础上增压后，再通过第二供水管40供水至最高分区用户。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
63.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。