一种串连无负压供水节能设备及控制方法与流程

1.本技术涉及负压供水技术领域，具体涉及一种串连无负压供水节能设备及控制方法。


背景技术：

2.随着时代的进步和发展，不仅城市建设也在不断的改进和升级，小区数量急剧增多，高层的写字楼或者商业楼等数量激增，在农村中也是出现了越来越多的高层住房，这些高层建筑不但能够优化人们的居住和工作环境，也能够美化城市建设，对于这些高层的建筑，其供水环节，便变得极其重要。
3.在现有技术中，对于高层供水，往往采用无负压供水设备来对一个小区或者一组高层建筑进行供水，能够直接与自来水管网连接，对自来水观望那个不会产生任何副作用的二次给水设备，在保障不影响附近用户用水前提的基础上，实现安全、可靠、平稳的供水，但是，由于建筑楼层过高，需要每一套单独水泵扬程都达到对应分区的设计扬程，也即水泵需要具有足够的压强来推动水分至顶楼，也就是说，无论供水量是否缺少，是否充足，都需要每套供水设备的水泵时刻处于设计扬程，以此来保障高层的用水需求，造成了资源的浪费，并且，由于其需要水泵满足合适的设计扬程，因此其供水设备的结构设计庞大，占用大量的土地资源，难以针对不同的用水情况和水压进行实时的输水控制，容易造成水资源的浪费，节能节水效果差。
4.因此，现有技术有待进一步地改进和提高。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种串联无负压供水节能设备，以解决现有技术中，无负压供水设备供水能力差，难以适应不同压力和流量下的用水环境，难以节省资源的问题。
6.本技术所采用的技术方案为：
7.本技术提供了一种串连无负压供水节能设备，供水节能设备包括串联设置的一级供水设备、二级供水设备和多级供水设备，三者之间均设置有倒流防止器；一级供水设备包括顺次设置的，与市政水网接头的进水口、稳流补偿器、中段输水组件和排液口，一级供水设备的排液口分为相互连通的直接出水口、回流口和连接口，连接口与二级供水设备和一级供水设备之间的倒流防止器相连接，直接出水口能够将水输送出所述供水节能设备，回流口与稳流补偿器相连接，以进行蓄水暂存，二级供水设备和多级供水设备与一级供水设备相同；中段输水组件包括顺次连接的稳流补偿器、进水集水器、水泵组和出水集水器，稳流补偿器包括高压腔、平衡腔和低压腔，水泵组与平衡腔相连接。
8.作为本技术的一种优选实施方式，稳流补偿器还包括压力检测装置和负压补偿器，供水节能设备还包括控制柜，控制柜分别与压力检测装置、负压补偿器和水泵组相连。
9.作为本技术的一种优选实施方式，中段输水组件还包括压力控制器，压力控制器与出水集水器相连接，出水集水器与压力控制器相连接，压力控制器与控制柜相连接。
10.作为本技术的一种优选实施方式，供水节能设备还包括进水检测件，进水检测件设置于进水口，包括流量控制器和流量检测器。
11.作为本技术的一种优选实施方式，回流口与高压腔相连接，供水节能设备还包括小流量保压管，小流量保压管设置于高压腔与所述回流口之间。
12.本技术还提供一种串连无负压供水节能设备的控制方法，适用于串连无负压供水节能设备，包括：
13.s1：进水检测件检测进水的压力和流量，获得进水的压力和流量信号；
14.s2：水流进入稳流补偿器，压力检测装置接收并再次检测进水压力和流量信号，判断来水压力处于充足状态或不足状态，并将进水压力和流量信号传递至控制柜；
15.s3：控制柜根据来水压力状态的不同，得到动作信号，控制稳流补偿器中储水的流向，并将水输送至出水集水器；
16.s4：经过出水集水器的水流通过压力控制器检测再次获得水流的压力和流量信号，并传递至控制箱；
17.s5：控制箱根据水流的压力和流量信息判断，来控制水泵组根据压力和流量信息进行调速，以保障出水压力的稳定；
18.s6：出水集水器的出水通过回流口进入高压腔进行高压储水，加压后一部分通过直接出水口传输至用户，另一部分通过连接口进入进入后端设备。
19.作为本技术的一种优选实施方式，在s2和s3中，压力检测装置判断来水压力处于充足状态，控制柜得到压力信号；控制柜控制负压补偿器，使得一部分进水进入低压腔进行低压蓄能，另一部分通过平衡腔进入水泵组加压输送至出水集水器。
20.作为本技术的一种优选实施方式，在s2和s3中，压力检测装置判断来水压力处于不足状态，控制柜得到压力信号；控制柜控制负压补偿器，使得低压腔压力释放，低压腔中暂存的水源进入平衡腔来保持来水压力，并通过平衡腔进入水泵组加压输送至出水集水器。
21.作为本技术的一种优选实施方式，在s2中，当停水或者进水流量过小时，压力检测装置判断为保压状态，控制柜得到信息并控制水泵组停泵保压，同时高压腔释放能力，高压腔中暂存的水补偿出水集水器。
22.本技术所采用的技术方案为：
23.本技术提供了。
24.由于采用了上述技术方案，本技术所取得的技术效果为：
25.1.本技术提供了一种串连无负压供水节能设备，通过设置一级供水设备、二级供水设备以及多级供水设备串连设置，来进行多级无负压供水，其中，由于设置排液口分为回流口、直接出水口和连接口，并且回流口与稳流补偿器相连接，能够使得一部分出水回到稳流补偿器进行暂存，来在水压不足时进行泄压排出，补足水量，另一部分的出水可以经过连接口和倒流防止器，进入下一级供水设备，相较于传统的负压供水设备单个进行供水工作，本技术的结构能够通过前一级的供水设备分别向用户和下一级供水设备输水，最大限度的利用出水的前端压力，以此来降低水泵所需要的扬程和功率，减少水泵的运转消耗，进而节省能源消耗。
26.2.作为本技术的一种优选实施方式，本技术通过设置压力检测装置和负压补偿
器，并通过控制柜与其连接，能够对进水的流量和压力进行检测，并根据进水的情况来调整稳流补偿器的出水情况，以此来适应多种不同的水量情况，并且在出水集水器也设置压力控制器，以此低出水集水器所输出的水进行压力和流量检测，并将出水压力的信号输送至控制柜，以此来根据出水的情况调整水泵组的转速，以此来保障出水的压力均衡。
27.3.作为本技术的一种优选实施方式，本技术通过在稳流补偿器的高压腔和回流口之间设置小流量保压管，能够在出水口输送出水时，将一部分水通过小流量保压管输送回高压腔中，一方面能够起到蓄水的作用，对后续出现进水压力和水量不足的情况做到提前准备，另一方面，采用小流量的保压管，能够尽可能的限制回水的水量和效率，能够保障有足够的水分输送到用户和后续的供水设备中，保障用户的正常用水，并为后续的负压供水设备提供足够的前端压力，减少水泵的工作需求和水资源的需求，减少成本，降低能耗。
28.4.本技术还提供了一种串连无负压供水节能设备的控制方法，通过对进水和出水的压力信息和流量信息进行采集，并通过不同的水量情况，使得稳流补偿器进行低压腔或者高压腔的储水和放水，保障出水的水量和压力稳定；此外，通过将多个无负压供水设备进行串连，能够使得前一级的供水设备的部分出水，传输至后一级供水设备的进水，进而减小水泵组的压力，降低水泵组的实际扬程，以此来稳定输出的同时，降低水泵的能耗，节省资源和成本。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
30.图1为本技术提供的一种串连无负压供水节能设备的总体结构示意图。
31.附图标记：
32.10一级供水设备；11进水口；12稳流补偿器；121高压腔；122平衡腔；123低压腔；13中段输水组件；131进水集水器；132水泵组；133出水集水器；134压力控制器；14排液口；141直接出水口；142回流口；143连接口；15进水检测件；16小流量保压管；17控制柜；18电控阀；
33.20二级供水设备；
34.30倒流防止器。
具体实施方式
35.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
36.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
37.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.如图1所示，本技术提供了一种串连无负压供水节能设备，供水节能设备包括串联设置的一级供水设备10、二级供水设备和多级供水设备，三者之间均设置有倒流防止器30；一级供水设备10包括顺次设置的，与市政水网接头的进水口11、稳流补偿器12、中段输水组件13和排液口14，一级供水设备10的排液口14分为相互连通的直接出水口141、回流口142和连接口143，连接口143与二级供水设备和一级供水设备10之间的倒流防止器30相连接，直接出水口141能够将水输送出供水节能设备，回流口142与稳流补偿器12相连接，以进行蓄水暂存，二级供水设备和多级供水设备与一级供水设备10相同；中段输水组件13包括顺次连接的稳流补偿器12、进水集水器131、水泵组132和出水集水器133，所述稳流补偿器12包括高压腔121、平衡腔122和低压腔123，水泵组132与平衡腔122相连接。
41.进一步地，稳流补偿器12还包括压力检测装置和负压补偿器，供水节能设备还包括控制柜17，控制柜17分别与压力检测装置、负压补偿器和水泵组132相连。
42.具体地，如图1所示，在一种具体实施方式中，水泵组132包括第一水泵和第二水泵，两者的结构和作用相同，并将中段输水组件13分隔为两条输水路线，并且，在中段输水组件13的各个结构之间，设置有多个电控阀18，以此来对各个水路的水流动进行控制。
43.再者，如图1所示，排液口14所分的直接出水口141、回流口142和连接口143均设置有管路，并且管路之间相互连接，也就是说，直接出水口141处于管路的末端，其前部具有两个分支，其中一条连接至高压腔121，回流口142设置于此处，另一条不但连通水泵组132的出口，而且与倒流防止器30相连接，连接口143便设置于这条管路，以此来实现将出水集水器133所排出的水引向多个不同的方向和设备，实现水的最大利用，并且还可以为后续的二级供水设备提供初始压力，并在稳流平衡腔122中对水进行暂存。
44.可以理解的是，本技术所提及的一级供水设备10、二级供水设备和多级供水设备，其结构与一级供水设备10相同，也就是说，本技术所提及的串连无负压供水节能设备是由多个一级供水设备10相互串连形成的；并且，本技术所提及的多级供水设备，在一种实施例中可以看做是一个单独的，与一级供水设备10和二级供水设备相同的，也就是三级供水设备；当然，在另一种实施例中，多级供水设备可以看做是多个供水设备的组合，也就是说，由多个一级供水设备10组成了本实施例中的多级供水设备，以此来进一步提高本技术的节能，降低能耗的效果，并且能够对范围更大，高度更高的建筑物进行进行节能供水。
45.作为本技术的一种优选实施方式，如图1所示，中段输水组件13还包括压力控制器
134，压力控制器134与出水集水器133相连接，出水集水器133与压力控制器134相连接，压力控制器134与控制柜17相连接。
46.可选地，如图1所示，出水口处也设置有压力检测装置，以此来与压力控制器134进行配合，达到更好地检测和控制效果。
47.在一种优选实施方式中，供水节能设备还包括进水检测件15，进水检测件15设置于进水口11，包括流量控制器和流量检测器。
48.对于进水口11，由于本技术所设置的串连无负压供水节能设备主要针对的是高层建筑(如小区房、写字楼等)和大面积建筑(如学校、小区、商场等)，因此，对于进水的洁净程度需要具有较为严苛的要求，本技术设置进水检测件15，除了用于对流量和压力进行检测，来判断进水量是否足够，以此来对后面稳流补偿器12和水泵的调节进行预先设置，还可以设置水质检测器，来对进水的水质进行检测，同时，在进水检测件15的后方设置导流管，若出现水质不正常的情况，可以将进水进行暂存或者转运回输水线路，并进行技术报警。
49.作为本技术的一种优选实施方式，回流口142与高压腔121相连接，供水节能设备还包括小流量保压管16，小流量保压管16设置于高压腔121与所述回流口142之间。
50.本技术还提供了一种串连无负压供水节能设备的控制方法，适用于一种串连无负压供水节能设备，包括：
51.s1：进水检测件15检测进水的压力和流量，获得进水的压力和流量信号；
52.s2：水流进入稳流补偿器12，压力检测装置接收并再次检测进水压力和流量信号，判断来水压力处于充足状态或不足状态，并将进水压力和流量信号传递至控制柜17；
53.s3：控制柜17根据来水压力状态的不同，得到动作信号，控制稳流补偿器12中储水的流向，并将水输送至出水集水器133；
54.s4：经过出水集水器133的水流通过压力控制器134检测再次获得水流的压力和流量信号，并传递至控制箱；
55.s5：控制箱根据水流的压力和流量信息判断，来控制水泵组132根据压力和流量信息进行调速，以保障出水压力的稳定；
56.s6：出水集水器133的出水通过回流口142进入高压腔121进行高压储水，加压后一部分通过直接出水口141传输至用户，另一部分通过连接口143进入进入后端设备。
57.其中，在s2和s3中，当压力检测装置判断来水压力处于充足状态，控制柜17得到压力信号；控制柜17控制负压补偿器，使得一部分进水进入低压腔123进行低压蓄能，另一部分通过平衡腔122进入水泵组132加压输送至出水集水器133。
58.此外，在s2和s3中，当压力检测装置判断来水压力处于不足状态，控制柜17得到压力信号；控制柜17控制负压补偿器，使得低压腔123压力释放，低压腔123中暂存的水源进入平衡腔122来保持来水压力，并通过平衡腔122进入水泵组132加压输送至出水集水器133。
59.最后，在s2中，当停水或者进水流量过小时，压力检测装置判断为保压状态，控制柜17得到信息并控制水泵组132停泵保压，同时高压腔121释放能力，高压腔121中暂存的水补偿出水集水器133。
60.具体地，以一级供水设备10和二级供水设备为例，在实际使用过程中，来水首先从水网进入进水口11，并通过进水检测件15检测来水的流量和压力，当来水的压力和水量充足时，来水经过稳流补偿器12的平衡腔122进行蓄水，并经过压力检测装置对蓄水进行检
测，并将水量信息和压力信息反馈至控制柜17，经过控制柜17调试后，一部分水由负压补偿器控制进入低压腔123进行低压蓄能，另一部分经过进水集水器131由水泵组132加压进入出水集水器133，并由出水集水器133处的压力控制器134进行检测，并再次将信息反馈至控制柜17处，控制柜17对水泵组132进行变频调速，来很大程度上保障设备的出水压力，出水集水器133的出水经过小流量保压管16流入稳流补偿器12的高压腔121，进行高压蓄水，在进行加压后，一路接用户，另一路经过倒流防止器30进入二级供水设备，二级供水设备能够有效利用一级供水设备10的出水压力，以此来使得二级供水设备在进行工作时有足够的进水压力，能够有效地降低二级供水设备的水泵组132所需要的扬程，进而达到节能的效果，其中，箭头所指的方向为水流的方向。
61.再者，在进水时，若进水检测件15检测来水的压力和水量不足，来水同样进入稳流补偿器12的平衡腔122，并经过压力检测装置的检测反馈给控制柜17，控制柜17调配进水，并经过负压补偿器控制稳流补偿器12的低压腔123压力释放，使得低压腔123中的储水进入平衡腔122来保持来水压力，以此来补偿平衡腔122水量少所造成的来水不足，维持压力，另一部分经过进水集水器131由水泵组132加压汇集至出水集水器133，之后的工作步骤与前述水量充足时的步骤相同。
62.此外，在停水或者突发情况造成小流量保压停泵时，稳流补偿器12的高压腔121释放能量，并使得稳流补偿器12的高压腔121中的水短时间补偿至出水集水器133，以此来很大程度上满足用户的用水需求，达到节能效果。
63.需要说明的是，本技术的各级设备之间，都可以采用上述的检测和调节方式，通过稳补偿器和控制柜17之间的流量压力检测和水流控制，实现各个供水量的情况下的供水稳定，保障用户用水正常的同时，维持一定的用水压力，并且，通过串连多个供水设备，使得前一步的供水设备的出水，有一部分可以作为下一步供水设备的进水，最大限度的利用前端的压力，更加快速便捷的降低水泵的扬程及功率，进而降低能耗，节省成本。
64.其中，控制柜17中可以设置有手动和自动控制装置，并且，控制柜17中可以集成有显示屏，以此来显示供水设备各处的水压和流量数据，此外，控制柜17中的自动控制结构可以采用plc、单片机、数控芯片等控制结构来进行数据的信息和控制。
65.本技术中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
66.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
67.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种串连无负压供水节能设备，其特征在于，所述供水节能设备包括串联设置的一级供水设备、二级供水设备和多级供水设备，三者之间均设置有倒流防止器；所述一级供水设备包括顺次设置的，与市政水网接头的进水口、稳流补偿器、中段输水组件和排液口，所述一级供水设备的排液口分为相互连通的直接出水口、回流口和连接口，所述连接口与所述二级供水设备和所述一级供水设备之间的倒流防止器相连接，所述直接出水口能够将水输送出所述供水节能设备，所述回流口与所述稳流补偿器相连接，以进行蓄水暂存，所述二级供水设备和所述多级供水设备与所述一级供水设备相同；所述中段输水组件包括顺次连接的稳流补偿器、进水集水器、水泵组和出水集水器，所述稳流补偿器包括高压腔、平衡腔和低压腔，所述水泵组与所述平衡腔相连接。2.如权利要求1所述的一种串连无负压供水节能设备，其特征在于，所述稳流补偿器还包括压力检测装置和负压补偿器，所述供水节能设备还包括控制柜，所述控制柜分别与所述压力检测装置、所述负压补偿器和所述水泵组相连。3.如权利要求2所述的一种串连无负压供水节能设备，其特征在于，所述中段输水组件还包括压力控制器，所述压力控制器与所述出水集水器相连接，所述出水集水器与所述压力控制器相连接，所述压力控制器与所述控制柜相连接。4.如权利要求1所述的一种串连无负压供水节能设备，其特征在于，所述供水节能设备还包括进水检测件，所述进水检测件设置于所述进水口，包括流量控制器和流量检测器。5.如权利要求1所述的一种串连无负压供水节能设备，其特征在于，回流口与所述高压腔相连接，所述供水节能设备还包括小流量保压管，所述小流量保压管设置于所述高压腔与所述回流口之间。6.一种串连无负压供水节能设备的控制方法，适用于权利要求1-5任一项所述的一种串连无负压供水节能设备，其特征在于：s1：进水检测件检测进水的压力和流量，获得进水的压力和流量信号；s2：水流进入稳流补偿器，压力检测装置接受并再次检测进水压力和流量信号，判断来水压力处于充足状态或不足状态，并将进水压力和流量信号传递至控制柜；s3：控制柜根据来水压力状态的不同，得到动作信号，控制稳流补偿器中储水的流向，并将水输送至出水集水器；s4：经过出水集水器的水流通过压力控制器检测再次获得水流的压力和流量信号，并传递至控制箱；s5：控制箱根据水流的压力和流量信息判断，来控制水泵组根据压力和流量信息进行调速，以保障出水压力的稳定；s6：出水集水器的出水通过回流口进入高压腔进行高压储水，加压后一部分通过直接出水口传输至用户，另一部分通过连接口进入后端设备。7.如权利要求6所述的一种串连无负压供水节能设备的控制方法，其特征在于，在s2和s3中，压力检测装置判断来水压力处于充足状态，控制柜得到压力信号；控制柜控制负压补偿器，使得一部分进水进入低压腔进行低压蓄能，另一部分通过平衡腔进入水泵组加压输送至出水集水器。8.如权利要求7所述的一种串连无负压供水节能设备的控制方法，其特征在于，在s2和s3中，压力检测装置判断来水压力处于不足状态，控制柜得到压力信号；控制柜控制负压补
偿器，使得低压腔压力释放，低压腔中暂存的水源进入平衡腔来保持来水压力，并通过平衡腔进入水泵组加压输送至出水集水器。9.如权利要求8所述的一种串连无负压供水节能设备的控制方法，其特征在于，在s2中，当停水或者进水流量过小时，压力检测装置判断为保压状态，控制柜得到信息并控制水泵组停泵保压，同时高压腔释放能力，高压腔中暂存的水补偿出水集水器。

技术总结
本申请提供了一种串连无负压供水节能设备，包括串联设置的一级供水设备、二级供水设备和多级供水设备，三者之间设置有倒流防止器；一级供水设备包括进水口、稳流补偿器、中段输水组件和排液口，排液口分为直接出水口、回流口和连接口，连接口与倒流防止器连接，直接出水口能够将水输送出供水节能设备，回流口与稳流补偿器相连接，以进行蓄水暂存，二级供水设备和多级供水设备与一级供水设备相同；中段输水组件包括顺次连接的稳流补偿器、进水集水器、水泵组和出水集水器，稳流补偿器包括高压腔、平衡腔和低压腔，水泵组与所述平衡腔相连接，以解决无负压供水设备供水能力差，难以适应不同的用水环境，难以节省资源的问题。难以节省资源的问题。难以节省资源的问题。


技术研发人员：房艳 尹绎凯 张新强 王宾 皋海建 宋秀律 马焕振
受保护的技术使用者：山东鑫和供水设备有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/16