一种楼层分区供水系统的制作方法

1.本发明涉及一种楼层分区供水系统，属于供水系统技术领域。


背景技术：

2.随着城市人口密度的增加，目前的高层建筑越来越多，尤其高楼层宾馆越来越多，对于高楼层宾馆，各楼层房间的洗浴等热水供应系统是一项重要的基础建设，而且供水系统直接会影响整个宾馆热水供应的运行成本，以及热水供应的稳定程度。
3.目前楼层供水系统都需要解决的问题是：高楼层的水压问题。对于高层建筑解决水压问题的方式有：(1)各楼层区域单独设置供水系统，确保每个楼层都能达到所需的水压，这种供水方式，水泵的功率极高，导致供水能耗高，提高供水运行成本；(2)采用分级供水的方式，例如cn206428753u中公开的供水方式，在供水系统中连接分水箱，随着楼层高度的上升，分级增设水泵，从而使高楼层也能达到供水压力需求，这种供水方式的能耗比各楼层区域单独设置供水系统的低，但是依然无法达到能耗的最低化；(3)另外，还可以通过增设附加设备来进行增压供水，例如cn108842849a中，通过主管道压力检测装置将压力信号传送给管网控制系统，管网控制系统实时控制控制阀门的开度，从而确保各个楼层供水管路的压力恒定，但是这种方式，需要设计专门的控制系统软件，实时计算管道内压力状况和阀门开度情况，过程比较繁杂，长期运行容易出现控制失效，导致供水水压调节困难，而且该供水系统，需要水泵持续不断工作，如果水泵停止运行则无法实现供水，要满足高楼层的供水，这个水泵的功率需求很大，每天24小时需要持续不停的工作，能耗是特别高的。
4.另外，目前公开的供水系统，往往只是实现供水即可，而如果专用于洗浴的供水，则不仅仅需要满足各楼层供水水压问题，也需要满足供水系统中的水始终保持一定的水温，满足人体洗浴需求，水的加热与水温的保持，也需要考虑能耗及便利性，这是目前本领域内相对欠缺的技术内容。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种楼层分区供水系统，所述的供水系统采用节能设计，既可以解决高楼层水压问题，又能缩减运行的功耗，还能确保供水温度始终适宜，而且供水系统中的设备单元结构简单，成本低廉，无需使用高端精密设备而导致设备成本高。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种楼层分区供水系统，根据各楼层的水压需求，将整个楼分成若干个层区，每个层区至少包括一层楼，所述的供水系统包括主供热热水机构、主循环水泵、主单向阀、层区调压机构、层区单向阀和层区承压保温水箱；
7.所述主供热热水机构中的热水由主循环水泵经所述的主单向阀进入主供水管路，主供水管路上安装有主压力传感器，所述主压力传感器与所述主循环水泵相关联，所述主压力传感器位于所述主单向阀与所述调压机构之间，所述主供水管路的分支管路通往各个层区，所述主供水管路的分支管路均依次连接层区调压机构、层区单向阀后再连通所述层
区承压保温水箱，所述层区承压保温水箱通过层区回水管路连通层区内各供水点。
8.所述主循环水泵使用变频压控调频，主循环水泵持续补充了主供水管路的压力，在主单向阀与各个层区调压机构之间形成高压区，同时主供水管路的压力在各个层区调压机构，持续供给各层区水压，确保各个层区承压保温水箱的压力一直在设定范围内，在压差的作用下，层区承压保温水箱通过层区回水管可持续为各个层区内的各供水点补充热水，从而确保在各个层区供水端热水可以持续无功耗的供应。
9.所述的主循环水泵无需24小时持续工作，当主压力传感器感应到主单向阀与各个层区调压机构之间降低时，则主循环水泵才会开启，而主单向阀和各个层区调压机构在系统中的设置，使主单向阀与各个层区调压机构之间能够起到保压作用，所以主循环水泵只需间歇性工作，从而大大降低主循环水泵的工作能耗，减少整个供水系统的运行成本。
10.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
11.进一步的，各个层区内的所述层区承压保温水箱与层区内各供水点之间连接有层区供水管路，各个层区的所述层区承压保温水箱均与所述主供热热水机构通过主回水管路相通。
12.进一步的，各个所述层区供水管路上均设有层区循环水泵，各个所述层区供水管路均上设有层区供水温度传感器，所述层区供水温度传感器与同一层区的所述层区循环水泵相关联。当供水温度传感器感应到层区供水管路内的水温降低时，则层区循环水泵开启，将管路中的水循环返回至层区承压保温水箱中进行加热。
13.进一步的，所述的供水系统包括分区供热热水机组，各层区的所述层区承压保温水箱均与所述分区供热热水机组通过分区供热循环管路形成单独的循环回路，所述分区供热循环管路上连接有分区供热热水泵，所述分区供热循环管路与每个层区承压保温水箱连接进口处均设有分区循环供热控制阀，所述主回水管路在每层区的分支管路上均设有主循环供热控制阀，所述层区承压保温水箱内设有层区水箱温度传感器，所述层区水箱温度传感器与同一层区的分区循环供热控制阀相关联，所述分区循环供热控制阀与所述分区供热热水泵、分区供热热水机组相关联。当层区水箱温度传感器感应到层区承压保温水箱内的水温低于设定值时，则分区循环供热控制阀会自动开启，同时分区供热热水泵和分区供热热水机组开启，层区承压保温水箱内的水通过分区供热循环管路进入分区供热热水机组进行循环加热，哪一个层区承压保温水箱内的水温低，则开启相应层区的分区循环供热控制阀，有针对性的循环加热，降低能耗，而且分区供热热水泵只需采用低功率的泵就能满足使用需求，无需开启大功率的主循环水泵，而且分区供热热水机组采用高效功率的机组就能满足加热需求，进一步降低能耗。
14.当所有层区承压保温水箱内的水温低于设定值时，或者整个供水系统开启时，则可以打开主循环供热控制阀，启动主循环水泵，使用主供热热水机构进行加热，保证供水水温稳定，可满足集中时间段大量供水的需求。
15.进一步的，所述的调压机构为减压阀，减压阀设有压力表，可以根据各层区对水压的需求，设定减压阀的开度，结构简单，使用方便；所述的分区供热热水机组采用空气源热泵热水机组，采用空气源热泵热水机组的能耗更低，所述主循环水泵的入口处设有手动阀门，每个所述减压阀的入口处均设有手动阀门，所述主循环供热控制阀与所述层区承压保温水箱之间设有手动阀门，所述分区供热循环管路与所述层区承压保温水箱相连的循环进
出口处均设有手动阀门，每个所述层区循环水泵均的出口处均设有手动阀门。若干所述手动阀门的设置，更利于检修的便利性。
16.进一步的，所述的主供热热水机构包括：主供热热水机组、主保温水箱和主供热热水泵，所述主供热热水机组与主保温水箱通过主供热循环管路形成循环回路，所述主保温水箱上连接有自来水管路。
17.进一步的，所述主保温水箱内设有主水箱温度传感器，所述主水箱温度传感器与所述主供热热水泵、主供热热水机组相关联。
18.进一步的，所述自来水管路上设有自来水电磁控制阀，所述主保温水箱内设有水位感应器，所述水位感应器与所述自来水电磁控制阀相关联。当水位感应器感应到主保温水箱内的水位较低时，则自来水电磁控制阀会自动开启，使主保温水箱内通入自来水，当水位感应器感应到主保温水箱内的水位较高时，则自来水电磁控制阀会自动关闭，切断自来水的进入。
19.进一步的，所述自来水管路上设有自来水单向阀，确保自来水可以单向流动。
20.进一步的，所述的主供热热水机组采用空气源热泵热水机组，采用空气源热泵热水机组的能耗更低，所述主供热循环管路与所述主保温水箱相连的循环进出口处均设有手动阀门，所述手动阀门的设置，更利于检修的便利性。
21.本发明的有益效果是：
22.(1)主循环水泵、主单向阀、各个层区调压机构和主压力传感器的变频调控设计，主循环水泵可根据供水压力变化进行实时调频补水，可大大缩减主循环水泵每日的功耗；
23.(2)对于楼层每个层区采用层区承压保温水箱，并使用调压供水，可保证各个层区供水压力一直稳定在设定值，层区内各用水点的压力一致，同时可满足层区内各楼层在无水泵运转情况下，根据各个层区内的管路压力自动供水，实现无功耗供水；
24.(3)采用主保温水箱设计，保证供水水温稳定，可满足集中时间段大量供水需求；
25.(4)使用小型热水机组对分区水箱持续加热，使用较小功率的分区供热热水泵和分区供热热水机组即可保证层区承压保温水箱内温度稳定，避免层区承压保温水箱降温后需要频繁开启主循环水泵，将水送回主保温水箱加热，极大缩减主循环水泵的使用功耗；
26.(5)设置层区循环水泵，保证各个层区管路内的水温度达不到使用需求时，开启层区循环水泵至层区承压保温水箱中加热，保证供水温度适宜，同时进一步降低主循环水泵的开启频率，减少使用功耗；
27.(6)整个供水系统，可以极大降低高楼层的供水运行成本，而且无需使用繁杂昂贵的设备单体，无需采用高端的软件控制，减少供水过程出现失控等故障的频率。
附图说明
28.图1为实施例1中所述的供水系统结构示意图；
29.图2为实施例2中所述的供水系统结构示意图；
30.图3为实施例3中所述的供水系统结构示意图；
31.图中，1主供热热水机组，2主保温水箱，3主供热热水泵，4主供热循环管路，5自来水管路，6自来水电磁控制阀，7自来水单向阀，8主回水管路，9主供水管路，10低层区供水管路，11中层区供水管路，12高层区供水管路，13低区供水单向阀，14低层区压力表，15低层区
循环泵，16中区供水单向阀，17中层区压力表，18中层区循环泵，19高区供水单向阀，20高层区压力表，21高层区循环泵，22低层区回水管路，23中层区回水管路，24高层区回水管路，25低层区各供水点，26中层区各供水点，27高层区各供水点；
32.28一级循环水泵，29二级循环水泵，30三级循环水泵，31二级供水管路，32单向控制阀，33一级压力表，34二级压力表，35三级压力表，36一级分水器，37二级分水器；
33.38主单向阀，39低层区减压阀，40中层区减压阀，41高层区减压阀，42低层区单向阀，43中层区单向阀，44高层区单向阀，45低层区承压保温水箱，46中层区承压保温水箱，47高层区承压保温水箱，48主压力传感器，49主循环水泵，50低层区供水温度传感器，51中层区供水温度传感器，52高层区供水温度传感器，53低层区循环水泵，54中层区循环水泵，55高层区循环水泵，56主循环供热控制阀，57分区供热热水机组，58分区供热循环管路，59分区供热热水泵，60分区循环供热控制阀。
具体实施方式
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
36.实施例1
37.如图1所示的供水系统为目前最常规使用的供水系统结构，根据各楼层的水压需求，将整个楼分成三个层区：低层区、中层区和高层区，每个层区至少包括一层楼，所述的供水系统包括主供热热水机构，所述的主供热热水机构包括：主供热热水机组1、主保温水箱2和主供热热水泵3，所述主供热热水机组1与主保温水箱2通过主供热循环管路4形成循环回路，所述主保温水箱2上连接有自来水管路5。所述主保温水箱2内设有主水箱温度传感器，所述主水箱温度传感器与所述主供热热水泵3相关联。所述自来水管路5上设有自来水电磁控制阀6，所述主保温水箱2内设有水位感应器，所述水位感应器与所述自来水电磁控制阀6相关联。所述自来水管路5上设有自来水单向阀7。
38.所述主保温水箱2上连接有主回水管路8和主供水管路9，所述主供水管路9分成三个支路，分别为低层区供水管路10、中层区供水管路11和高层区供水管路12，所述低层区供水管路10上连接有低区供水单向阀13、低层区压力表14和低层区循环泵15，所述中层区供水管路11上连接有中区供水单向阀16、中层区压力表17和中层区循环泵18，所述高层区供水管路12上连接有高区供水单向阀19、高层区压力表20和高层区循环泵21。
39.所述主回水管路8分成三个支路，分别为低层区回水管路22、中层区回水管路23和高层区回水管路24，所述低层区回水管路22和低层区供水管路10均连通低层区各供水点25，所述中层区回水管路23和中层区供水管路11均连通中层区各供水点26，所述高层区回水管路24和高层区供水管路12均连通高层区各供水点27。
40.主保温水箱2内的热水由各层区的循环泵送至各层区的供水管路，实现对各层区
的各供水点的供水，各个层区的供水路线独立无干扰，但是供水能耗极高，各个层区的循环泵功率都非常大，而且需要连续不断的运转。
41.实施例2
42.如图2所示的供水系统为目前已经公开过的供水系统结构，根据各楼层的水压需求，将整个楼分成三个层区：低层区、中层区和高层区，每个层区至少包括一层楼，所述的供水系统包括主供热热水机构，所述的主供热热水机构包括：主供热热水机组1、主保温水箱2和主供热热水泵3，所述主供热热水机组1与主保温水箱2通过主供热循环管路4形成循环回路，所述主保温水箱2上连接有自来水管路5。所述主保温水箱2内设有主水箱温度传感器，所述主水箱温度传感器与所述主供热热水泵3相关联。所述自来水管路5上设有自来水电磁控制阀6，所述主保温水箱2内设有水位感应器，所述水位感应器与所述自来水电磁控制阀6相关联。所述自来水管路5上设有自来水单向阀7。
43.所述主保温水箱2上连接有主回水管路8和主供水管路9，所述主回水管路8分成三个支路，分别为低层区回水管路22、中层区回水管路23和高层区回水管路24，所述主供水管路9上设有单向控制阀32、一级压力表33和一级循环泵，所述主供水管路9通过一级循环水泵28后连接一级分水器36，所述主供水管路9通过一级分水器36被分为低层区供水管路10和二级供水管路31，所述低区供水管路上设有低区供水单向阀13，所述二级供水管路31上连接有单向控制阀32、二级压力表34和二级循环水泵29，所述二级循环泵的出口端连接有二级分水器37，所述二级供水管路31通过二级分水器37被分为中层区供水管路11和高层区供水管路12，所述中层区供水管路11上设有中层供水单向阀，所述高层区供水管路12上设有高区供水单向阀19、三级压力表35和三级循环水泵30。
44.所述低层区回水管路22和低层区供水管路10均连通低层区各供水点25，所述中层区回水管路23和中层区供水管路11均连通中层区各供水点26，所述高层区回水管路24和高层区供水管路12均连通高层区各供水点27。
45.本实施例中采用分级供水的方案，与实施例1的供水系统相比，分级供水可以降低中层及高层供水水泵(即二级循环水泵29和三级循环水泵30)的使用功率和扬程，从而比实施例1的方案节省能耗。
46.实施例3
47.如图3所示，本实施例为根据本发明技术方案提出的供水系统，根据各楼层的水压需求，将整个楼分成三个层区：低层区、中层区和高层区，每个层区至少包括一层楼，所述的供水系统包括主供热热水机构、主循环水泵49、主单向阀38、层区调压机构、层区单向阀和层区承压保温水箱；
48.具体的，所述的主供热热水机构包括：主供热热水机组1、主保温水箱2和主供热热水泵3，所述主供热热水机组1与主保温水箱2通过主供热循环管路4形成循环回路，所述主保温水箱2上连接有自来水管路5。所述主保温水箱2内设有主水箱温度传感器，所述主水箱温度传感器与所述主供热热水泵3相关联。所述自来水管路5上设有自来水电磁控制阀6，所述主保温水箱2内设有水位感应器，所述水位感应器与所述自来水电磁控制阀6相关联。所述自来水管路5上设有自来水单向阀7。
49.具体的，所述层区调压机构包括：低层区减压阀39、中层区减压阀40和高层区减压阀41；所述层区单向阀包括低层区单向阀42、中层区单向阀43和高层区单向阀44；所述层区
承压保温水箱包括：低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46和高层区承压保温水箱47。
50.所述主保温水箱2中的热水由主循环水泵49经所述的主单向阀38进入主供水管路9，主供水管路9上安装有主压力传感器48，所述主压力传感器48与所述主循环水泵49相关联，所述主供水管路9的三个分支管路分别通往低层区、中层区和高层区，通往低层区的主供水管路9的分支管路上依次连接低层区减压阀39、低层区单向阀42后再连通所述低层区承压保温水箱45，通往中层区的主供水管路9的分支管路上依次连接中层区减压阀40、中层区单向阀43后再连通所述中层区承压保温水箱46，所述低层区承压保温水箱45通过低层区回水管路22连通低层区内各供水点，所述中层区承压保温水箱46通过中层区回水管路23连通中层区内各供水点，所述高层区承压保温水箱47通过高层区回水管路24连通高层区内各供水点。
51.所述低层区承压保温水箱45与低区内各供水点之间连接有低层区供水管路10，所述低层区承压保温水箱45与主保温水箱2通过主回水管路8相通，所述低层区供水管路10通过低层区循环水泵53连通低层区内各供水点，所述低层区供水管路10上设有低层区供水温度传感器50，所述低层区供水温度传感器50与所述低层区循环水泵53相关联；
52.所述中层区承压保温水箱46与中区内各供水点之间连接有中层区供水管路11，所述中层区承压保温水箱46与主保温水箱2通过主回水管路8相通，所述中层区供水管路11通过中层区循环水泵54连通中层区内各供水点，所述中层区供水管路11上设有中层区供水温度传感器51，所述中层区供水温度传感器51与所述中层区循环水泵54相关联；
53.所述高层区承压保温水箱47与低区内各供水点之间连接有高层区供水管路12，所述高层区承压保温水箱47与主保温水箱2通过主回水管路8相通，所述高层区供水管路12通过高层区循环水泵55连通高层区内各供水点，所述高层区供水管路12上设有高层区供水温度传感器52，所述高层区供水温度传感器52与所述高层区循环水泵55相关联；
54.所述低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承压保温水箱47与主保温水箱2之间均设有主循环供热控制阀56。
55.所述的供水系统包括分区供热热水机组57，低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承压保温水箱47均与所述分区供热热水机组57通过分区供热循环管路58形成单独的循环回路，所述分区供热循环管路58上连接有分区供热热水泵59，所述分区供热循环管路58与低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承压保温水箱47连接进口处均设有分区循环供热控制阀60，所述低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承压保温水箱47内均设有层区水箱温度传感器，所述层区水箱温度传感器与同一层区的分区循环供热控制阀60相关联，所述分区循环供热控制阀60与所述分区供热热水泵59、分区供热热水机组57相关联。
56.所述的主供热热水机组1采用空气源热泵热水机组，所述主供热循环管路4与所述主保温水箱2相连的循环进出口处均设有手动阀门。所述的分区供热热水机组57采用空气源热泵热水机组，所述主循环水泵49的入口处设有手动阀门，低层区减压阀39、中层区减压阀40和高层区减压阀41的入口处均设有手动阀门，所述主循环供热控制阀56与所述低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承压保温水箱47之间均设有手动阀门，所述分区供热循环管路58与所述低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46、高层区承
压保温水箱47相连的循环进出口处均设有手动阀门，低层区循环水泵53、中层区循环水泵54和高层区循环水泵55的出口处均设有手动阀门。手动阀门的设置，便于工作人员对供水系统的检修。
57.工作原理：
58.主保温水箱2中的循环水由主供热热水泵3经过主供热循环管路4进入主供热热水机组1升温，热水经过主供热循环管路4返回主保温水箱2；主水箱温度传感器控制机组主供热热水泵3和主供热热水机组1的转停，使主保温水箱2保持所需温度。
59.自来水根据主保温水箱2内的水位感应器控制自来水电磁控制阀6通断，经过自来水单向阀7给主保温水箱2补水。
60.主保温水箱2中的热水由主循环水泵49经主单向阀38进入主供水管路9，通过主压力传感器48进行压控调频控制主循环水泵49的供水。维持主供水管路9管道压力在设计范围内。
61.主供水管路9在各支路分别经过低层区减压阀39、中层区减压阀40或高层区减压阀41，使各个层区水系统压力降至设计压力，并分别通过低层区单向阀42、中层区单向阀43和高层区单向阀44分别进入低层区承压保温水箱45、中层区承压保温水箱46和高层区承压保温水箱47。
62.各层区根据分区水系统的压力可实现无功耗供水，分区水系统的压力由主供水管路9的压力实时供应，确保分区水系统压力的稳定。
63.当低层区供水温度传感检测到供水温度低于设计供水温度时，控制低层区循环水泵53开启，低层区供水管路10和低层区回水管路22，将管路中的水循环返回至低层区承压保温水箱45，进行加热。中层区和高层区的运行原理也是如此，此处不再详细罗列。
64.当低层区承压保温水箱45中的层区温度传感器检测到水温低于设定值时，则低区的分区循环供热控制阀60开启，同时分区供热热水机组57和分区供热热水泵59开启，循环水经过分区供热循环管路58将低层区承压保温水箱45中的水进行循环加热。中层区和高层区的运行原理也是如此，此处不再详细罗列。
65.根据使用需求，例如需要集中时间段大量供水时，也可打开主循环供热控制阀56，使循环水经过主回水管路8返回主保温水箱2加热。
66.本实施例的技术方案中采用了四级节能方案：第一级节能设计，主供热热水机组1作为供热方案设计，使用空气源热泵热水机组作为主能源节能效果好。
67.第二级节能设计，由于主循环水泵49功率较大，主循环水泵49使用变频压控调频，24小时变频使用总功耗仅相当于1小时50hz运转的功耗。
68.第三级节能设计，使用分区压控无功耗供水，变频控制的主循环水泵49持续补充了主供水管路9的压力(在主单向阀38与层区单向阀之间形成高压区)。同时主供水管路9的压力在各层区单向阀作用下，持续供给各层区压力，确保各层区承压保温水箱一直在设定范围内。在压差的作用下，各个层区承压保温水箱可持续为各个层区内供水点补充热水，从而确保在层区供水端热水可以持续无功耗的供应。
69.第四级节能设计，由于主循环水泵49功率较大，使用分区供热热水机组57设计，避免各个层区承压保温水箱的水反复返回主保温水箱2，降低主循环水泵49使用频率。本实施例的方案中，供水日使用总功耗仅为实施例1方案的10％
70.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。