全自动节能无负压管网叠压供水设备

本发明涉及二次供水技术领域，具体地说是一种全自动节能无负压管网叠压供水设备。

随着高层建筑越来越多，二次供水日益普遍。目前，市场上存在的高层建筑二次供水主要包括高位水箱或水塔供水、气压给水、变频供水和无负压直连供水共4种方式，与前几种方式相比，无负压直连供水由于能够利用了自来水进水管压力，而且占地少、投资省、管理维护方便、节能卫生等优点，因而在二次供水中占据了主导地位，但市场上的无负压直连供水设备不能很好地解决水泵在小流量供水的节能问题，因此二次供水存在用水量变化幅度大、用水不均匀等特点，而且经常会出现长时间小流量或零流量的情况，如在凌晨时段，但为了维持管网压力，水泵仍需运行，而水泵通常是按照设计流量与扬程进行选型，以满足最不利工况的设计要求，这样将导致所选水泵在小流量运行时严重偏离高效区，存在不节能现象，而且还将影响到水泵的使用寿命。于是，有些则在出水管上装设气压水罐，并依靠气压水罐的气体膨胀实现小流量停泵的气压供水，但气压水罐的调节容积一般只占总容积的10%～20%，要达到一定的有效调节容积供水，需设置一个总容积很大的气压水罐，导致体积大、价格高，占地大和不利于安装。

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小流量泵与气压水罐相结合的全自动节能无负压管网叠压供水设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：全自动节能无负压管网叠压供水设备主要由稳流补偿器、无负压控制器、缺水信号变送器、预压管、小流量泵、主泵、压力保护开关、流量检测装置、气压水罐和控制柜组成，所述稳流补偿器为罐式密闭承压储水容器，优选卧式结构，在稳流补偿器上装设有无负压控制器，稳流补偿器顶部还装有压力检测表一、稳流补偿器底部装设有缺水信号变送器，稳流补偿器与自来水进水管直接连接，且在自来水进水管连接稳流补偿器之前装设有倒流防止器，倒流防止器之前装设有过滤器，稳流补偿器出水与配水总管连接，再由配水总管与主泵连接，主泵的出水管与出水总管连接，出水总管再与流量检测装置连接后输送到各用水点供水，在出水总管上还装设有压力保护开关和压力检测表三，所述主泵为1～4台并联设置，且在每台主泵的出水管上均装设有止回阀三，绕过主泵及止回阀三、在配水总管与出水总管之间设有旁通管二，且在旁通管二上设有止回阀一，在止回阀三与主泵之间、以及旁通管二的止回阀一之前均设有小支管连接预压管，再由预压管连接气压水罐，且在预压管连接气压水罐之前另设有小流量管连接小流量泵及止回阀五，小流量泵出水经过止回阀五之后由连接管与旁通管二连接，小流量泵的连接管连接在旁通管二的止回阀一之后，绕过小流量泵及止回阀五、在小流量管与连接管之间设有旁通管一，且在旁通管一上装设有止回阀四，预压管上还装设有压力检测表二，在与预压管连接的小支管上沿水流方向设有止回阀二。

所述控制柜用于配电与自动化控制，无负压控制器、压力检测表一、缺水信号变送器、压力检测表二、小流量泵、主泵、压力保护开关、压力检测表三和流量检测装置分别用电缆线与控制柜连接。

本发明的工作原理是，无负压控制器用于控制自来水进水管与稳流补偿器的无负压直接串接供水，当自来水进水管的进水量不足、稳流补偿器内的储水补充且水位开始下降时，无负压控制器将自动打开补入空气和消除负压，待自来水进水量充足、且检测稳流补偿器满水后，无负压控制器自动关闭和恢复到叠压供水，即对自来水进水管压力进行补压供水，正常工作时，由主泵变频调速供水，同时气压水罐通过预压管储备足够的调节水量，在用水低峰期的小流量时，当通过流量检测装置检测到流量低于设定小流量值、且持续5s～30s时，系统将停止主泵和进入主泵休眠状态，此时由气压水罐经过旁通管一到旁通管二进行小流量保压供水，随着气压水罐内的调节水量减少，供水压力降低，当压力检测表三检测到供水压力低于设定的最低工作压力时，小流量泵自动启动供水，此时小流量泵运行比主泵变频节能，待小流量过后，运行小流量泵不能满足用水量增大的供水要求时，系统将自动切换为主泵变频调速供水状态，小流量泵停止，如此反复，以达到高效节能效果。

所述小流量泵配合主泵选用1台，优选流量按主泵流量1/4～1/3、扬程按主泵扬程或低于主泵扬程5%～25%。

所述压力检测表二用于保护小流量泵，当压力检测表二检测到压力低于设定的缺水压力时，小流量泵停机保护、并报警。

所述缺水信号变送器用于保护主泵。在主泵工作时，由于自来水进水管的水量不足，致使无负压控制器动作和稳流补偿器内的水位下降，当检测到稳流补偿器内的水位下降至低于缺水信号变送器设定的水位以下时，系统判定缺水、并将运行中的主泵停机保护和报警，当稳流补偿器压力恢复到压力检测表一设定的启泵压力以上时，主泵自动启动和恢复正常工作。

所述压力保护开关用于对出水总管进行超压保护，在出水总管压力超过设定的超压保护值不能有效控制时，压力保护开关动作和使运行中的主泵及小流量泵停止运行并报警，待超压消除后，系统将自动恢复正常。

所述气压水罐用于小流量节能供水，同时还能为小流量泵工作时提供压力水源，以提高气压水罐的有效供水容积，此外，气压水罐还具有稳流和稳压作用，当主泵启停、切换或用水点流量瞬时突变导致出水总管压力波动、流量变化时，气压水罐内的调节水量将起到缓冲和调节的作用。

本发明的有益效果是，本发明充分利用气压水罐的小流量保压、压力水源、稳流、稳压之功效，同时在小流量时采用小流量泵供水节能，因而本发明在较大的流量变化范围内具有很好的节能效果，而且保护功能齐全，占地也少、投资省，在二次供水中应用具有十分广阔的发展前景。

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、自来水进水管，2、过滤器，3、倒流防止器，4、无负压控制器， 5、压力检测表一，6、稳流补偿器，7、配水总管，8、缺水信号变送器，9、小流量管，10、压力检测表二，11、预压管，12、旁通管一，13、小流量泵，14、旁通管二，15、止回阀一，16、主泵，17、止回阀二，18、小支管，19、止回阀三，20、出水总管，21、压力保护开关，22、电缆线，23、压力检测表三，24、流量检测装置，25、气压水罐，26、止回阀四，27、止回阀五，28、连接管，29、控制柜，30、用水点。

下面就附图1对本发明的全自动节能无负压管网叠压供水设备作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的全自动节能无负压管网叠压供水设备主要由稳流补偿器6、无负压控制器4、缺水信号变送器8、预压管11、小流量泵13、主泵16、压力保护开关21、流量检测装置24、气压水罐25和控制柜29组成，所述稳流补偿器6为罐式密闭承压储水容器，优选卧式结构，在稳流补偿器6上装设有无负压控制器4，稳流补偿器6顶部还装有压力检测表一5、稳流补偿器6底部装设有缺水信号变送器8，稳流补偿器6与自来水进水管1直接连接，且在自来水进水管1连接稳流补偿器6之前装设有倒流防止器3，倒流防止器3之前装设有过滤器2，稳流补偿器6出水与配水总管7连接，再由配水总管7与主泵16连接，主泵16的出水管与出水总管20连接，出水总管20再与流量检测装置24连接后输送到各用水点30供水，在出水总管20上还装设有压力保护开关21和压力检测表三23，所述主泵16为1～4台并联设置，且在每台主泵16的出水管上均装设有止回阀三19，绕过主泵16及止回阀三19、在配水总管7与出水总管20之间设有旁通管二14，且在旁通管二14上设有止回阀一15，在止回阀三19与主泵16之间、以及旁通管二14的止回阀一15之前均设有小支管18连接预压管11，再由预压管11连接气压水罐25，且在预压管11连接气压水罐25之前另设有小流量管9连接小流量泵13及止回阀五27，小流量泵13出水经过止回阀五27之后由连接管28与旁通管二14连接，小流量泵13的连接管28连接在旁通管二14的止回阀一15之后，绕过小流量泵13及止回阀五27、在小流量管9与连接管28之间设有旁通管一12，且在旁通管一12上装设有止回阀四26，预压管11上还装设有压力检测表二10，在与预压管11连接的小支管18上沿水流方向设有止回阀二17。

所述控制柜29用于配电与自动化控制，无负压控制器4、压力检测表一5、缺水信号变送器8、压力检测表二10、小流量泵13、主泵16、压力保护开关21、压力检测表三23和流量检测装置24分别用电缆线22与控制柜29连接。

本发明的工作原理是，无负压控制器4用于控制自来水进水管1与稳流补偿器6的无负压直接串接供水，当自来水进水管1的进水量不足、稳流补偿器6内的储水补充且水位开始下降时，无负压控制器4将自动打开补入空气和消除负压，待自来水进水量充足、且检测稳流补偿器6满水后，无负压控制器4自动关闭和恢复到叠压供水，即对自来水进水管1压力进行补压供水，正常工作时，由主泵16变频调速供水，同时气压水罐25通过预压管11储备足够的调节水量，在用水低峰期的小流量时，当通过流量检测装置24检测到流量低于设定小流量值、且持续5s～30s时，系统将停止主泵16和进入主泵16休眠状态，此时由气压水罐25经过旁通管一12到旁通管二14进行小流量保压供水，随着气压水罐25内的调节水量减少，供水压力降低，当压力检测表三23检测到供水压力低于设定的最低工作压力时，小流量泵13自动启动供水，此时运行小流量泵13比主泵16变频节能，待小流量过后，运行小流量泵13不能满足用水量增大的供水要求时，系统将自动切换为主泵16变频调速供水状态，小流量泵13停止，如此反复，以达到高效节能效果。

所述小流量泵13配合主泵16选用1台，优选流量按主泵16流量1/4～1/3、扬程按主泵16扬程或低于主泵16扬程5%～25%。

所述压力检测表二10用于保护小流量泵13，当压力检测表二10检测到压力低于设定的缺水压力时，小流量泵13停机保护、并报警。

所述缺水信号变送器8用于保护主泵16。在主泵16工作时，由于自来水进水管1的水量不足，致使无负压控制器4动作和稳流补偿器6内的水位下降，当检测到稳流补偿器6内的水位下降至低于缺水信号变送器8设定的水位以下时，系统判定缺水、并将运行中的主泵16停机保护和报警，当稳流补偿器6压力恢复到压力检测表一5设定的启泵压力以上时，主泵16自动启动和恢复正常工作。

所述压力保护开关21用于对出水总管20进行超压保护，在出水总管20压力超过设定的超压保护值不能有效控制时，压力保护开关21动作和使运行中的主泵16及小流量泵13停止运行并报警，待超压消除后，系统将自动恢复正常。

所述气压水罐25用于小流量节能供水，同时还能为小流量泵13工作时提供压力水源，以提高气压水罐25的有效供水容积，此外，气压水罐25还具有稳流和稳压作用，当主泵16启停、切换或用水点流量瞬时突变导致出水总管20压力波动、流量变化时，气压水罐25内的调节水量将起到缓冲和调节的作用。