[发明专利]用于二次加压的节能高层供水系统及其节能供水方法

权利要求书

1.一种用于二次加压的节能高层供水系统，其特征在于所述的用于二次加压的节能高层供水系统包括有阀门（2）、主进水管（3）、主流流量传感器（4）、主流压力传感器（5）、三通（6）、引射器（7）、辅助压力传感器（8）、水泵（9）、第一单向阀(10)、带有控制器的控制箱(11)、虚拟高位水箱(12)、第二单向阀（16）、第一电动调节阀（17）、第二电动调节阀（18）、辅助流量传感器（19）、稳压罐（21）以及用户管道（22），主进水管（3）通过阀门（2）连接接入市政管网（1），主进水管（3）上设置有主流流量传感器（4）和主流压力传感器（5），主进水管（3）的出水口连接三通（6）的左端，三通（6）的右端连接引射器（7）的喷射管，三通（6）的上端通过设置有第一电动调节阀（17）和第二单向阀（16）的管道连接虚拟高位水箱（12）的进水口（23），虚拟高位水箱（12）的出水口（24）通过设置有辅助流量传感器（19）和第二电动调节阀（18）的管道连接引射器（7）的引射管，引射器（7）通过设置有辅助压力传感器（8）的管道与水泵（9）相连接，水泵（9）通过设置有第一单向阀（10）的管道连接用户管道（22），在第一单向阀（10）和用户管道（22）之间的管道上装有稳压罐（21）；所述的主流流量传感器（4）、主流压力传感器（5）、辅助压力传感器（8）、水泵（9）、第一电动调节阀（17）、第二电动调节阀（18）以及辅助流量传感器（19）均与控制箱（10）内的控制器相连接，主流流量传感器（4）用来测量主进水管（3）的流量，主流压力传感器（5）用来测量主进水管（3）的压力，辅助压力传感器（8）用来测量水泵（9）的泵前压力，辅助流量传感器（19）用来测量引射器（7）导出的引射水流的流量。

2.根据权利要求1所述的用于二次加压的节能高层供水系统，其特征在于所述的虚拟高位水箱（12）包括箱式或罐式储水罐（111）、液位传感器（13）、气体式蓄能器（14）、虚拟高位水箱用压力传感器（15）、排污阀（20），虚拟高位水箱（12）的进水口（23），虚拟高位水箱（12）的出水口（24）；其中液位传感器（13）、气体式蓄能器（14）以及虚拟高位水箱用压力传感器（15）设置在储水罐（111）上，液位传感器（13）用来测量储水罐（111）内的液位，气体式蓄能器（14）用来储存流入储水罐（111）内的水的压力和流动能，虚拟高位水箱用压力传感器（15）用来测量储水罐（111）内的压力，排污阀（20）设置在储水罐（111）的下端，虚拟高位水箱（12）的进水口（23）设置在储水罐（111）的侧面，虚拟高位水箱（12）的出水口（24）设置在储水罐（111）的下端。

3.根据权利要求2所述的用于二次加压的节能高层供水系统，其特征在于所述的引射器（7）包括喷射管（25），掺混器（26），引射管（27），收缩管（28），过渡段（29）以及扩压管（30），所述的喷射管（25）伸入进掺混器（26）的左端，喷射管（25）的右端收缩段伸入进收缩管（28）的左端；掺混器（26）的上端连接引射管（27），掺混器（26）的右端连接收缩管（28）的大径端；收缩管（28）的小径端与过渡段（29）左端相连接，过渡段（29）的右端与扩压管（30）的小径端相连；喷射管（25）、收缩管（28）、过渡段（29）以及扩压管（30）的中轴线共线。

4.根据权利要求3所述的用于二次加压的节能高层供水系统，其特征在于所述的喷射管（25）的左端为圆管，喷射管25的右端为收缩型锥管；收缩管（28）为收缩型圆锥管，过渡段（29）为圆管，过渡段（29）的圆管直径与收缩管（28）以及扩压管（30）的小径端直径相同；扩压管（30）的左端为扩张型圆锥管，扩压管（30）的右端为圆管。

5.根据权利要求3所述的用于二次加压的节能高层供水系统的节能供水方法，其特征为当用户管道（22）的用水量不大时，即通过主流流量传感器（3）检测到主进水管的水流量为Q₁并且Q₁小于设定值Q时，控制箱（11）内的控制器就控制与引射器（7）连接的第二电动调节阀（18）关闭，使得用水量全部来自引射器（7）的喷射管（25），这样来平稳供水；当用户用水量大时，即通过主流流量传感器（3）检测到主进水管（3）的水流量为Q₂并且Q₂大于设定值Q时，控制箱内的控制器控制与引射器（7）相连接的第二电动调节阀（18）打开，并根据Q₂和Q之间的差值设置第二电动调节阀（18）的开度，并根据Q₂和Q之间的差值控制箱内的控制器控制设置第二电动调节阀（18）的开度使得辅助流量传感器（19）检测到的流量值达到（Q₂-Q）*120%，即如果辅助流量传感器（19）检测到的流量值大于（Q₂-Q）*120%则控制箱内的控制器控制第二电动调节阀（18）的开度变小直至辅助流量传感器（19）检测到的流量值达到（Q₂-Q）*120%，如果辅助流量传感器（19）检测到的流量值小于（Q₂-Q）*120%则控制箱内的控制器控制第二电动调节阀（18）的开度变大直至辅助流量传感器（19）检测到的流量值达到（Q₂-Q）*120%，这样虚拟高位水箱（12）内的水从引射管（27）进入掺混器（26）；而喷射管（25）为收缩型喷管，从喷射管右端喷射出的水流流速更大，使得其压力小于虚拟高位水箱（12）流到引射管（27）内的水流A2的压力，因此在收缩管（28）的左端形成负压区，在喷射管（25）内的水流A1的抽吸作用下，引射管（27）内的水流A2流入负压区与喷射管（25）内的水流A1掺混后通过收缩管（28）进一步加速减压流入过渡段（29），掺混后的水流在过渡段（29）内的速度和压力保持不变，然后流入扩压管（30），流入扩压管（30）的水流在扩压管（30）内减速加压后流入水泵（9）的前管，再经控制箱（10）内的控制器操纵水泵（9）加压后送到用户管道（22），这样使得到达用户管道（22）的水流在水泵（9）前的压力能达到市政管网水压的60%以上，同时在控制箱（10）内的控制器操纵水泵（9）工作时，稳压罐（21）也注满水，当用户用水量低于预设的用水极限值时，控制箱（10）内的控制器将水泵（9）关闭，停止从市政管网（1）抽水，此时用户用水由稳压罐（21）内储存的水流入以实现供水，另外当液位传感器（13）检测到虚拟高位水箱（12）内的液位低于低位设定值时，控制箱（12）内的控制器控制第一电动调节阀（17）打开，使市政管网（1）内的水流入储水罐（111），与此同时，控制箱（12）内的控制器根据虚拟高位水箱用压力传感器（15）的值控制气体式蓄能器（14）的工作，即将气体式蓄能器（14）的进气阀门打开，气体式蓄能器14就开始储存高压空气并蓄能，使得市政管网（1）的水流的压力和流动能在虚拟高位水箱内被空气蓄能器（13）储存，当液位传感器（13）检测到虚拟高位水箱（11）内的液位高于高位设定值时，控制箱（12）内的控制器控制第一电动调节阀（17）关闭，市政管网（1）停止向虚拟高位水箱（12）注水，另外在节能供水过程中，虚拟高位水箱压力传感器（15）用于保证虚拟高位水箱（11）的运行安全，当管网压力出现异常时，即市政管网的管道承受压力高于预设的市政管网压力极限值时控制箱（12）内的控制器操纵第一电动调节阀（17）关闭，而当虚拟高位水箱压力传感器（15）感应到储水罐（111）内的压力低于设定的储水罐水压界定值时，控制箱（12）内的控制器关闭第二电动调节阀（18）；而辅助压力传感器（8）用于检测所述的节能高层供水系统的运行状况，以此来实时显示能量回收率和节能效果，并且辅助压力传感器（8）检测到的压力值如果与控制箱（12）内的控制器内的系统监测专家系统的数据库不一致即说明出现需要修理的运行故障。