CN109778958A - 全流量全变频供水设备及该设备的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方面在于提供一种全流量全变频供水设备，至少包括：供水泵组、出水流量计和数字控制水泵专用模块；所述供水泵组包括：主工作泵、备用泵和第一流量调节泵、第二流量调节泵、……第N流量调节泵。本发明的另一方面提供一种全流量全变频供水设备的使用方法，包括：1、当主工作泵、备用泵、各流量泵处于完好状态时供水泵组的运行方式；2当主工作泵、备用泵其中之一发生故障时供水泵组的运行方式；3、当任一流量调节泵发生故障时，供水泵组的运行方式。

Description

全流量全变频供水设备及该设备的使用方法

技术领域

本发明属于二次供水技术领域，具体涉及一种供水设备及该设备的使用方法。

背景技术

传统的二次供水设备其水泵按一用一备或一用多备的方式配备，备用泵与工作泵的技术参数完全相同，在工作泵损坏或出现异常的情况下启用备用泵进行工作，其缺点是在出水流量不断变化的情况下，水泵不可能始终处于高效区工作。传统的设备水泵的工作效率与流量变化关系曲线和功率与流量变化关系曲线如图1所示：图中：曲线1为效率与流量变化关系曲线，其横坐标为流量、纵坐标为水泵的工作效率；曲线2功率与流量变化关系曲线，其横坐标为流量、纵坐标为功率。图中选用的水泵额定流量为30m³/h、额定功率11kw。从图1中可以看出：当实际流量处于某一特定流量Q₁与额定流量Q_额之间时，水泵效率较高，处于高效区；当实际流量小于Q₁时，水泵效率显著下降，水泵处于低效区。其中，Q₁为泵在高效区运行时对应的最低流量。由于在现实生活中，用水高峰与用水低谷的用水量差别显著，水泵不可能始终处于高效区工作，造成能源浪费。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的一个方面在于提供一种全流量全变频供水设备，用于解决现有技术中的上述问题。

所述全流量全变频供水设备至少包括：供水泵组、出水流量计和数字控制水泵专用模块；

所述供水泵组包括：主工作泵、备用泵和第一流量调节泵、第二流量调节泵、……第N流量调节泵；其中，N为正整数；

所述主工作泵、备用泵、及各流量调节泵的技术参数之间存在如下关系：

所述主工作泵与备用泵的技术参数相同；

若主工作泵额定流量为Q_额、扬程为H、效率流量曲线高效区对应的最低流量为Q₁，Q₁对应的频率为f₁；

则第一流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_1调额＝Q_1＝Q_额(f₁/f_工)，其中，f_工为工频；第二流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_2调额＝Q_1调＝Q_1调额(f_1调/f_工)；其中，f_工为工频，f_1调为第一流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量Q_1调所对应的频率；……以此类推：第N流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_N调额＝Q_N-1调＝Q_N-1调额(f_N-1调/f_工)；其中，Q_N-1额为第N-1流量调节泵的额定流量，f_工为工频，f_N-1调为第N-1流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量Q_N-1调所对应的频率；

所述主工作泵、备用泵和各流量调节泵通过信号线与所述数字控制水泵专用模块相连接；

所述供水泵组的出水管道上设置出水流量计；所述出水流量计通过信号线与所述数字控制水泵专用模块相连接。

优选的，所述主工作泵、备用泵和各流量调节泵之间以并联方式相连接。

优选的，所述流量调节泵为1至3台，即N等于1、2或3。

优选的，所述供水泵组的出水管路上设置稳压气罐。

本发明的另一方面在于提供一种全流量全变频供水设备的使用方法，所述设备的供水泵组的运行方式如下：

1、当主工作泵、备用泵、各流量泵处于完好状态时：主工作泵与备用泵按设定隔时间轮值运行；主工作泵或备用泵与各流量调节泵之间按下列方式切换运行：

当Q₁＜Q_出≤Q_额时，主工作泵或备用泵工作，各流量调节泵不工作；

当Q_1调＜Q_出≤Q₁时，第一流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

当Q_2调＜Q_出≤Q_1调时，第二流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

当Q_3调＜Q_出≤Q_2调时，第三流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

……

以此类推，当Q_N调＜Q_出≤Q_N-1调时，第N流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

其中，Q_出为供水泵组的出水流量，Q₁为主工作泵或备用泵效率流量曲线高效区对应的最低流量，Q_额为主工作泵或备用泵的额定流量，Q_1调、Q_2调、……Q_N调分别为第一流量调节泵、第二流量调节泵、……第N流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量；

在泵与泵之间进行切换时，采用延时切换模式，即后泵启动后，经过一定的缓冲时间T，前泵再停止运行；避免了因泵与泵之间迅速切换造成压力断崖下降而产生的水倒流现象。

2、当主工作泵、备用泵其中之一发生故障时，两泵之间不再进行轮值切换，处于正常工作状态的工作主泵或备用泵与各流量调节泵之间的切换运行方式与上述第一种方式相同；

3、当任一流量调节泵发生故障时，***可越过故障泵切换运行，即当第一流量调节泵发生故障时，主工作泵或备用泵越过第一流量调节泵直接切换到第二流量调节泵；当第二流量调节泵发生故障时，第一流量调节泵越过第二流量调节泵直接切换到第三流量调节泵；……当第N-1流量调节泵发生故障时，第N-2流量调节泵越过第N-1流量调节泵直接切换到第N流量调节泵。

优选的，所述缓冲时间T为20至30秒。

本发明的全流量全变频供水设备及其使用方法可使水泵始终处于高效区进行工作，具有明显的节能效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图1中：1稳压气罐、2压力传感器、3出水阀、4出水流量计、5数字控制水泵专用模块、6备用泵、7第一流量调节泵、8第二流量调节泵、9手动蝶阀、10主工作泵、11柔头、12一体止回阀；

图2为本发明工作泵组各泵的流量、效率曲线，横坐标表示流量Q，纵坐标表示效率μ；图中：曲线A为主工作泵或备用泵的流量、效率曲线；曲线B为第一流量调节泵的流量、效率曲线；曲线C为第二流量调节泵的流量、效率曲线。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例1：如图1、图2所示；

所述全流量全变频供水设备至少包括：供水泵组、出水流量计4和数字控制水泵专用模块5；

所述供水泵组包括：主工作泵10、备用泵6和第一流量调节泵7、第二流量调节泵8；

所述主工作泵10、备用泵6、及各流量调节泵的技术参数之间存在如下关系：

所述主工作泵10与备用泵6的技术参数相同；

若主工作泵10额定流量为Q_额＝30m³/h、扬程为H＝60m、效率流量曲线高效区对应的最低流量为Q₁，Q₁对应的频率为f₁＝38赫兹；

则第一流量调节泵7选择技术参数如下：扬程H＝60m，额定流量Q_1调额＝Q₁＝Q_额(f₁/f_工)，＝30(38/50)＝22.8m³/h；第二流量调节泵8的扬程为H，额定流量Q_2调额＝Q_1调＝Q_1调额(f_1调/f_工)＝22.8(38/50)＝17.328m³/h；其中，f_工为工频＝50赫兹，f_1调为第一流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量Q_1调所对应的频率，该实施例中选择38赫兹。

所述主工作泵10、备用泵6和各流量调节泵通过信号线与所述数字控制水泵专用模块5相连接；

所述供水泵组的出水管道上设置出水流量计4；所述出水流量计4通过信号线与所述数字控制水泵专用模块5相连接；

所述主工作泵10、备用泵6、第一流量调节泵7、第二流量调节泵8之间以并联方式相连接。

所述供水泵组的出水管路上设置稳压气罐1。

本发明的另一方面在于提供一种如图1所示的全流量全变频供水设备的使用方法，所述设备的供水泵组的运行方式如下：

1、当主工作泵10、备用泵6、各流量泵处于完好状态时：主工作泵10与备用泵6按设定的间隔时间轮值运行；主工作泵10或备用泵6与各流量调节泵之间按下列方式切换运行：

当Q₁＜Q_出≤Q_额时，主工作泵10或备用泵6工作，各流量调节泵不工作；

当Q_1调＜Q_出≤Q₁时，第一流量调节泵7工作，主工作泵10或备用泵6及其它流量调节泵不工作；

当Q_2调＜Q_出≤Q_1调时，第二流量调节泵工作，主工作泵10或备用泵6及其它流量调节泵不工作；

当Q_3调＜Q_出≤Q_2调时，第三流量调节泵工作，主工作泵10或备用泵6及其它流量调节泵不工作；

其中，Q_出为供水泵组的出水流量，Q₁为主工作泵或备用泵效率流量曲线高效区对应的最低流量，Q_额为主工作泵或备用泵的额定流量，Q_1调、Q_2调、分别为第一流量调节泵、第二流量调节泵、效率流量曲线高效区对应的最低流量；

在泵与泵之间进行切换时，采用延时切换模式，即后泵启动后，经过25秒的缓冲时间，前泵再停止运行；

2、当主工作泵10、备用泵6其中之一发生故障时，两泵之间不再进行轮值切换，处于正常工作状态的工作主泵10或备用泵6与各流量调节泵之间的切换运行方式与上述第一种方式相同；

3、当任一流量调节泵发生故障时，***可越过故障泵切换运行，即当第一流量调节泵7发生故障时，主工作泵10或备用泵6越过第一流量调节泵直接切换到第二流量调节泵8。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.全流量全变频供水设备，其特征在于，至少包括：供水泵组、出水流量计和数字控制水泵专用模块；

所述供水泵组包括：主工作泵、备用泵和第一流量调节泵、第二流量调节泵、……第N流量调节泵；其中，N为正整数；

所述主工作泵、备用泵、及各流量调节泵的技术参数之间存在如下关系：

所述主工作泵与备用泵的技术参数相同；

若主工作泵额定流量为Q_额、扬程为H、效率流量曲线高效区对应的最低流量为Q₁，Q₁对应的频率为f₁；

则第一流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_1调额＝Q₁＝Q_额(f₁/f_工)，其中，f_工为工频；第二流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_2调额＝Q_1调＝Q_1调额(f_1调/f_工)；其中，f_工为工频，f_1调为第一流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量Q_1调所对应的频率；……以此类推：第N流量调节泵的扬程为H，额定流量Q_N调额＝Q_N-1调＝Q_N-1调额(f_N-1调/f_工)；其中，Q_N-1额为第N-1流量调节泵的额定流量，f_工为工频，f_N-1调为第N-1流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量Q_N-1调所对应的频率；

所述主工作泵、备用泵和各流量调节泵通过信号线与所述数字控制水泵专用模块相连接；

所述供水泵组的出水管道上设置出水流量计；所述出水流量计通过信号线与所述数字控制水泵专用模块相连接。

2.根据权利要求1所述的全流量全变频供水设备，其特征在于：所述主工作泵、备用泵和各流量调节泵之间以并联方式相连接。

3.根据权利要求1所述的全流量全变频供水设备，其特征在于：所述流量调节泵为1至3台，即N等于1、2或3。

4.根据权利要求1所述的全流量全变频供水设备，其特征在于：所述供水泵组的出水管路上设置稳压气罐。

5.一种权利要求1至4中任一项所述设备的使用方法，其特征在于：所述设备的供水泵组的运行方式如下：

1、当主工作泵、备用泵、各流量泵处于完好状态时：主工作泵与备用泵按设定隔时间轮值运行；主工作泵或备用泵与各流量调节泵之间按下列方式切换运行：

当Q₁＜Q_出≤Q_额时，主工作泵或备用泵工作，各流量调节泵不工作；

当Q_1调＜Q_出≤Q₁时，第一流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

当Q_2调＜Q_出≤Q_1调时，第二流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

当Q_3调＜Q_出≤Q_2调时，第三流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

……

以此类推，当Q_N调＜Q_出≤Q_N-1调时，第N流量调节泵工作，主工作泵或备用泵及其它流量调节泵不工作；

其中，Q_出为供水泵组的出水流量，Q₁为主工作泵或备用泵效率流量曲线高效区对应的最低流量，Q_额为主工作泵或备用泵的额定流量，Q_1调、Q_2调、……Q_N调分别为第一流量调节泵、第二流量调节泵、……第N流量调节泵效率流量曲线高效区对应的最低流量；

在泵与泵之间进行切换时，采用延时切换模式，即后泵启动后，经过一定的缓冲时间T，前泵再停止运行；

2、当主工作泵、备用泵其中之一发生故障时，两泵之间不再进行轮值切换，处于正常工作状态的工作主泵或备用泵与各流量调节泵之间的切换运行方式与上述第1种方式相同；

3、当任一流量调节泵发生故障时，***可越过故障泵切换运行，即当第一流量调节泵发生故障时，主工作泵或备用泵越过第一流量调节泵直接切换到第二流量调节泵；当第二流量调节泵发生故障时，第一流量调节泵越过第二流量调节泵直接切换到第三流量调节泵；……当第N-1流量调节泵发生故障时，第N-2流量调节泵越过第N-1流量调节泵直接切换到第N流量调节泵。

6.根据权利要求1所述的设备使用方法，其特征在于：所述缓冲时间T为20至30秒。