温度、流量、压力可独立控制的供水系统
技术领域
本发明涉及一种温度、流量、压力可独立控制供水系统，属于机械设计技术领域。
背景技术
工业用水、生活用水等供水系统一般对水的温度、流量和压力等有一定的要求。例如：高效连铸冷却水系统要保证铸坯的内部质量和外部质量以及外形缺陷，铸机能否实现高拉速，必须保证供水系统的完善，确保水压、水流量、水质在规定的范围内；为克服地下水开采中采用不平衡和采补不平衡的矛盾，深井泵采供水系统要求采水流量随用水单位不同和昼夜、季节用水的不同而不同；按照我国给水排水设计规范GBJ15-88/4.1.6条规定：如原水质需水质处理但未经水质处理，则热水锅炉和水加热器出口最高水温为60℃，因而热水供水系统需保证水压恒定，出水温度不得高于60℃，以满足沐浴需要。……
目前，供水系统为满足对水的温度、流量或压力的要求常采用的控制方法有多种。
供水系统对水温度的控制常采用燃气、太阳能或电加热器等对蓄热水箱或稳压水罐中的水加热，水泵将蓄热水箱或稳压水罐中的热水打入三通混水阀与冷水管道中打入三通混水阀的冷水混合，根据温度传感器测量混合后的水温与预设温度对比调节冷热水的比例，达到控制供水温度的目的。
供水系统对水压或流量的控制，传统的采用阀门调节实现，目前常用的控制方式有：采用变频器来调节水泵转速来实现压力或流量的自动控制；采用一种自动控制的电动水泵，在泵腔内设有压力传感器，在管路中设置压力控制器，当水压低于设定值，压力控制器接通水泵电机的电源，水泵工作，当水压达到设定值上限，压力控制器切断水泵电机的电源。流道中设有流量传感，在进水通道中，流量调节阀受腔内外水压差大小的作用，控制阀孔的进水开度，以上两个部分共同作用，起到调节水压、流量的作用；采用一种用微机控制便容量泵组，在管路水压的变化，在允许的水压波动范围内，变压力向系统供水的方法。它可以根据管路内水压的变化，在容量不相等的一组水泵中，选择与用水量相适应的一台或数台水泵向系统供水；采用一台恒速切线泵与一台恒速离心泵并联，通过简单的控制程序，构成一种结构简单的工频自动恒压供水系统。它利用泵自身的特性和组合搭配，直接实现恒压供水。
以上是供水系统为满足对水的温度、流量和压力的要求常采用的方法。我国的部分专利文献公开了一些方法，能够实现对供水系统温度、流量或压力的控制：
中国专利文献CN101294575A公开了一种水泵智能控温供水系统，包括：水泵、热水箱、电源控制电路、中央控制单元以及温度传感器；中央控制单元根据由温度传感器测得的测量温度与预设温度的差值通过电源控制电路控制水泵的开启或停机，使热水箱内的热水送到回水管，同时使用水回管的出口端的水送回热水箱，从而实现用水回管内的水流循环，确保用水回管上的出水龙头的出水水温基本稳定，故能使室内生活与采暖用水机管道内的循环水的水温基本稳定。
中国专利文献CN201155127Y公开了一种压力范围可调的恒压供水系统，包括水泵、压力传感器、和设置有信号采集电路、比较电路、逻辑电路和驱动电路的电路板；通过设定一个高压值和一个低压值基准电信号，当远传压力表的压力信号超出高压值与低压值之间的区域后，变频器使水泵动作，维持压力在高低压值之间。
中国专利文献CN2918804Y公开了一种电子自控水泵，包括电机、泵体、以及电子控制电路，在泵腔中设有压力传感器、温度传感器，在泵的流道中还设有流量传感器；通过控制电路，可实现压力、流量的精确控制。
中国专利文献CN1116263A公开了一种用微机变容量变压力供水系统的方法，是一种对包括变容量泵组、管道阀门网络、稳压装置，信号检测装置、微计算机及执行机构的变容量变压力供水系统进行计算机控制的方法。它可以根据管路内水压的变化，在容量不相等的一组水泵中，选择与用水量相适应的一台或数台水泵向系统供水。
中国专利文献CN1399046A公开了一种工频自动恒压供水系统，包括供水水源，连接管路、切线泵和离心泵；以恒速切线泵与恒速离心泵并联，通过简单的控制程序，配备必要的阀门和管路元件，构成一种结构简单的工频自动恒压供水系统，它利用泵自身的特性和组合搭配，直接实现恒压供水。
上述现有技术不足在于：当前温度可控供水系统的冷、热水管路是分离的，为了使冷热水混合，需安装蓄热水罐或者热水箱、水泵、电磁阀和混水阀等，使得系统复杂，维护维修困难，且水罐或者水箱内的水必须一直保持较高温度，需要燃气或电加热器要持续工作，造成资源浪费；使用变频器控制水泵或者恒速切线泵与恒速离心泵并联的供水系统由于水泵自身的属性导致供水系统流量和压力不可独立控制，压力与流量相互影响；使用微机控制变容量泵组的供水系统也存在供水系统流量和压力不可独立控制，压力与流量相互影响问题，并且水泵数量的增加必然会增加系统的成本。目前我国专利文献还没有公开温度、流量、压力均可控制，且可以对温度，流量和压力独立控制的供水系统。
发明内容
技术问题：针对目前供水系统功能的不足以及温度、流量、压力的控制相互影响，不可独立控制，本发明提出一种温度、流量、压力可控的供水系统，供水系统的温度、流量和压力的控制互不影响，均可独立控制。
技术方案：本发明的温度、流量、压力、可独立控制供水系统中，水罐的上部设有溢流口、放气阀，中部设有加热器、出水口，下部设有进水口；出水口通过减压阀、流量计接分流阀的入口，分流阀的出口分成两路，第一路通过第一开关、第一用水端接水箱的进水口，第二路通过第二开关、第二用水端接水箱的进水口；水箱的出水口分成两路，第一路通过多级增压水泵接水罐下部的进水口，第二路通过溢流阀接水罐的上部的溢流口。
所述的水罐出水口内安装温度传感器，水罐内的中部安装加热器，控温仪输入端接温度传感器的输出端，控温仪输出端接加热器。
所述的水箱中设有过滤器。
所述的多级增压水泵中设有变频器。
有益效果：用控温仪控制供水系统的温度；用变频器调节多级增压水泵，控制供水系统的流量；用减压阀控制供水系统的压力，突破传统供水系统功能不足以及温度、流量、压力的控制相互影响，不可独立控制这些技术难题。获得温度、流量、压力的控制互不影响，可以独立控制的供水系统。
附图说明
图1是本发明的温度、流量、压力可独立控制供水系统示意。
以上的图中有：溢流阀1、控温仪2、溢流口3、放气阀4、水罐5、加热器6、温度传感器7、出水口8、减压阀9、流量计10、分流阀11、开关12，13、用水端14，15、进水口16、变频器17、多级增压水泵18、过滤器19和水箱20。
具体实施方式
温度、流量、压力可独立控制供水系统组成部分及附件包括溢流阀、控温仪、放气阀、水罐、加热器、温度传感器、减压阀、流量计、分流阀、开关、变频器、多级增压水泵、过滤器、水箱、相关的管件、阀门和接插件以及保温材料包覆层等。
加热器安装在水罐的内部，温度传感器安装在水罐的出水口，温度传感器的信号输出端接控温仪的信号输入端，控温仪的信号输出端接加热器。温度传感器、控温仪和加热器形成一个温度可控反馈系统。利用控温仪设定供水系统的温度，温度传感器的测量信号传送到控温仪，控温仪根据温度传感器的测量信号与设定值比较来控制加热器。水罐，水管以及各种阀门等表面均包覆一层保温材料，可以有效地防止系统的散热。以此实现供水系统温度的控制。
变频器的输出端接多级增压水泵，多级增压水泵安装在水罐底部的进水口，溢流阀安装在水罐的顶端。根据出水管道上流量计的示数，使用变频器调节多级增压水泵，可以调节多级增压水泵的流量，以此实现供水系统流量的控制。
减压阀安装在水罐的出水管道上，调节减压阀的可以控制用水端的压力，以此实现供水系统压力的控制。
本发明的温度、流量、压力可独立控制供水系统，其工作过程是：多级增压水泵向水罐中注水，水罐及所有管道、阀门中注满水之后关闭水罐顶部的放气阀，水罐中的水通过出水管道流经减压阀、分流阀流向用水端，之后流经过滤器流入水箱。设定控温仪的初始温度、变频器的频率以及减压阀的出口压力，实现控制供水系统温度、流量和压力。当水罐中的压力过大时水通过溢流阀流回水箱，防止系统过载，保障系统安全。供水系统可以同时供应两个(或两个以上，可以通过增加分流阀来实现)用水端同时使用，也可以单独供应一个用水端使用。
本发明的温度、流量、压力可独立控制供水系统的主要部件包括：
控温仪2：ZNHW-III型智能控温仪，上海羌强仪器设备有限公司
减压阀9：Y416X型直接作用弹簧薄膜式减压阀，永嘉鸿量泵阀有限公司
流量计10：LW-50液体涡轮流量计，北京凌云流量仪表有限公司
变频器17：西门子SINAMICS G110型单相交流变频器，西门子(中国)有限公司
多级增压水泵18：QDL-40多级离心泵，上海凯达自动化给水设备有限公司
水罐内部安装加热器6，顶部安装放气阀4，水罐出水口8安装温度传感器7，温度传感器7的输出端接控温仪2输入端，控温仪2输出端接加热器6，水罐5，水管以及各种阀等均包覆一层保温材料，变频器13的输出端接多级增压水泵18，多级增压水泵18接水罐5的进水口16，水罐5的出水口8接减压阀9，出水管道上安装流量计10、分流阀11，分流阀11的支路管道上安装开关12、13。溢流管道上安装溢流阀1，溢流管道通向水箱20，水箱20中安装有过滤器19。