专利名称：二进制变流量水泵组合稳压给水方法
技术领域：
本发明涉及一种自动稳压给水方法。
目前，建筑物给水系统已逐渐放弃了水塔、高位水箱、气压罐等传统的给水技术，而采用电脑控制配合变频调速器对水泵电机无级调速，恒压给水的新技术。上述给水技术在稳定水压、减少设备体积、节能等方面有了相当进步，但实际使用时有如下不足1、变频调速器结构复杂，工作条件要求高，对电网电压波动大，外界干扰强或电力线路管理混乱等复杂工况，如不采取相当的技术保护措施，极易造成其内部的功率半导体器件损坏，因而，变频调速器使整个系统的可靠性下降。
2、变频调速器价格较高，维护技术水平要求高，一般电器技术工人较难以维护。
3、使用变频调速器的给水系统几乎达到了恒压水平，然而，一般给水系统对水压稳定度要求不高，恒压系统把稳压指标规定过高，不必要地多耗能源。
4、变频调速理论上应使用专用变频电机，但水泵电机则为普通型，低速工作时并没有工作于高效区，电机发热加重。
本发明的目的在于提供一种不使用变频调速器(或气压罐)，可以保证给水压力足够稳定的自动稳压给水方法。
为了达到上述目的，本发明采用一种二进制变流量水泵组合稳压给水方法a、由M台水泵并联运行，组合给水。M台水泵分别定义为0号水泵、1号水泵……M-1号水泵，b、M台水泵的额定扬程相同，额定流量却成二倍递变，c、各台水泵额定流量的具体确定方法为，设计给水系统总流量上限指标为Q，确定一个基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>则选择0号泵、1号泵……M-1号泵的额定流量分别为20q、21q……、2m-1q，d、以数字1表示水泵工作，以数字0表示水泵停止工作，则M台水泵的工作状态各用一位二进制数加以表示，分别为a0、a1……、am-1即1(第K台水泵工作)ak＝0(第K台水泵停止工作)K＝0，1，2……M-1
e、水泵组合工作时状态为M位的二进制数am-1am-2……a1a0，这个M位的二进制数有二个含义，其一，代表当时水泵组合的工作状态，即处于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵组合所能提供给水系统的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、给水时，按二进制数am-1am-2……a1a0的递增或递减规律而改变水泵组合的工作状态，同时递增或递减系统的出水流量，稳定水压。
本发明二进制变流量水泵组合稳压给水方法的优点是(1)提供了水泵配备的方法；(2)提供了控制水泵组合的具体规律；(3)运用本方法制造给水设备结构简单、成本低、运行可靠性好。
下面结合附图对本发明的实施作进一步详细描述。
图1是运用二进制变流量水泵组合稳压给水方法构造系统示意图；图2是M＝4时水泵组合的工作状态与总出水流量数据表。
由图1～图2可知
a、由M台水泵并联运行，组合给水。M台水泵分别定义为0号水泵、1号水泵……M-1号水泵，b、M台水泵的额定扬程相同，额定流量却成二倍递变，c、各台水泵额定流量的具体确定方法为，设计给水系统总流量上限指标为Q，确定一个基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>则选择0号泵、1号泵……M-1号泵的额定流量分别为20q、21q……、2m-1q，d、以数字1表示水泵工作，以数字0表示水泵停止工作，则M台水泵的工作状态各用一位二进制数加以表示，分别为a0、a1……、am-1即1(第K台水泵工作)ak＝0(第K台水泵停止工作)K＝0，1，2……M-1e、水泵组合工作时状态为M位的二进制数am-1am-2……a1a0，这个M位的二进制数有二个含义，其一，代表当时水泵组合的工作状态，即处于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵组合所能提供给水系统的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、给水时，按二进制数am-1am-2……a1a0的递增或递减规律而改变水泵组合的工作状态，同时递增或递减系统的出水流量，稳定水压，2、如权利要求1所述的二进制变流量水泵组合稳压给水方法，其特征是并联运行的各台水泵安装时按额定流量大小依次排序，额定流量最小的水泵安装在距出水主管道最近处。
系统由低位水池1、水泵2、可编程控制器3、电接点压力表4、水位传感器5、止回阀6、截止阀7、管路系统8组成。
该系统共有四台水泵M0、M1、M2、M3并联运行，组合给水，各台水泵的额定扬程相同，额定流量成二倍递变，分别为q、2q、4q、8q。且各台水泵安装时按额定流量大小依次排序，额定流量最小的水泵M0安装在距出水主管道最近处，这种安装方式可以减少水泵组合切换时水压波动。因此，该系统是二进制变流量水泵组合稳压给水方法M＝4时的典型应用。
以数字1表示水泵工作，以数字0表示水泵停止工作，M0、M1、M2、M3四台水泵的工作状态各用一位二进制数a0、a1、a2、a3加以表达。它们组合在一起时的工作状态用一个四位的二进制数a3a2a1a0表示。如图2所示，这四位二进制数同时代表了当时水泵组合所能提供给水系统的出水流量Qt。
系统的稳压工作原理是电接点压力表设定上限压力H2、下限压力H1，由H1与H2构成了压力稳定区间。如实际水压H偏低，H＜H1时，可编程控制器按图2所示的二进制数a2a2a1a0递增规律切换水泵组合的工作状态，增加系统出水流量，水压上升直至H＞H1。如水压H偏高H＞H2时，可编程控制器按图2所示的二进制数a3a2a1a0递减规律切换水泵组合的工作状态，减少系统出水流量，水压下降直至H＜H2。这样正常工作时H1＜H＜H2，实际水压H就被稳定在H2与H1所规定的范围之内，达到稳压之目的。
本发明之所以能用少数M台水泵组合工作达到稳压给水之目的，原因在于配备水泵时，按各台水泵额定扬程相同，额定流量成二倍递变规律进行。如果不是这么配备水泵，而是按一般水泵组合给水系统选择每台水泵参数完全一样，则为了达到同样稳压指标，所需水泵台数N将非常大。N与M的关系为N＝2M-1，即M＝3对应N＝7，M＝4对应N＝15，M＝5对应N＝31，M＝6对应N＝63……。
M上升，N将以2的指数规律急剧上升。系统稳压精度大幅提高。
可见，本发明实质是通过不同额定流量的水泵组合工作，等效增加给水系统等参数水泵工作台数达到稳压之目的。本发明稳定水压不必借助变频调速器或气压罐这些外设装置，对给水方法有本质改进。
权利要求
1.一种二进制变流量水泵组合稳压给水方法，其特征在于a、由M台水泵并联运行，组合给水。M台水泵分别定义为0号水泵、1号水泵……M-1号水泵，b、M台水泵的额定扬程相同，额定流量却成二倍递变，c、各台水泵额定流量的具体确定方法为，设计给水系统总流量上限指标为Q，确定一个基本流量q，q=QΣk=0M-12K]]>则选择0号泵、1号泵……M-1号泵的额定流量分别为20q、21q……、2m-1q，d、以数字1表示水泵工作，以数字0表示水泵停止工作，则M台水泵的工作状态各用一位二进制数加以表示，分别为a0、a1……、am-1即1(第K台水泵工作)ak＝0(第K台水泵停止工作)K＝0、1、2……M-1e、水泵组合工作时状态为M位的二进制数am-1am-2……a1a0，这个M位的二进制数有二个含义，其一，代表当时水泵组合的工作状态，即处于不同地位的水泵工作或停止工作，其二，代表水泵组合所能提供给水系统的出水流量Qt，即，Qt＝[am-1am-2……a1a0]2·q=Σk=0m-1aK·2K·q]]>K＝0，1，2……M-1f、给水时，按二进制数am-1am-2……a1a0的递增或递减规律而改变水泵组合的工作状态，同时递增或递减系统的出水流量，稳定水压，
2.如权利要求1所述的二进制变流量水泵组合稳压给水方法，其特征是并联运行的各台水泵安装时按额定流量大小依次排序，额定流量最小的水泵安装在距出水主管道最近处。
全文摘要
本发明属于稳压给水方法。本方法构造的给水系统由M台水泵并联运行，M台水泵的额定扬程相同，额定流量成二倍递变，以数字1表示水泵工作，数字0表示水泵停止工作，则M台水泵组合工作状态可用一个M位的二进制数表达，该数还代表水泵组合出水流量。给水时，按该二进制数递增或递减规律改变水泵组合的工作状态，递增或递减系统的出水流量，稳定水压。运用本方法制造给水设备结构简单，运行可靠性好。
文档编号E03B1/00GK1135556SQ96115268
公开日1996年11月13日 申请日期1996年4月25日 优先权日1996年4月25日
发明者蒋志坚 申请人:蒋志坚