RU2399396C1 - Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof - Google Patents
Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399396C1 RU2399396C1 RU2009113047/12A RU2009113047A RU2399396C1 RU 2399396 C1 RU2399396 C1 RU 2399396C1 RU 2009113047/12 A RU2009113047/12 A RU 2009113047/12A RU 2009113047 A RU2009113047 A RU 2009113047A RU 2399396 C1 RU2399396 C1 RU 2399396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- fire
- pump
- water supply
- electric drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к объединенным системам хозяйственно-питьевого водоснабжения и внутреннего пожаротушения зданий и может быть применено в новом строительстве и при модернизации существующих систем водоснабжения.The invention relates to combined drinking water supply systems and internal fire extinguishing of buildings and can be used in new construction and in the modernization of existing water supply systems.
Уровень техникиState of the art
Системы, объединяющие функции хозяйственно-питьевого водоснабжения и внутреннего пожаротушения зданий, известны и широко используются в соответствии со строительными нормами и правилами (см., например, СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий).Systems combining the functions of domestic and drinking water supply and internal fire extinguishing of buildings are known and widely used in accordance with building codes and rules (see, for example, SNiP 2.04.01-85. Internal water supply and sewage of buildings).
Такие системы содержат хозяйственно-питьевой насос и пожарный насос, которые выходными патрубками подключены к объединенному трубопроводу хозяйственно-питьевого водоснабжения и внутреннего пожаротушения зданий. Хозяйственно-питьевой насос предназначен для повышения напора, имеющегося в городском водопроводе, до напора, требуемого для комфортного водоснабжения в диктующей точке здания, а пожарный насос - для получения более высокого напора, обеспечивающего норматив СНиП 2.04.02-84, согласно которому при пожаротушении напор на крыше здания должен быть не менее 10 м в.ст. Оба насоса имеют нерегулируемый привод, а управление системой заключается в том, что хозяйственно-питьевой насос работает постоянно, а пожарный насос включают от датчиков пожарной сигнализации или от кнопок, установленных вблизи пожарных кранов на этажах водоснабжения, только в режиме пожаротушения.Such systems contain a domestic drinking pump and a fire pump, which are connected to the combined piping for household drinking water and internal fire extinguishing by the outlet pipes. The household-drinking pump is designed to increase the pressure available in the city water supply to the pressure required for comfortable water supply at the dictating point of the building, and the fire pump is used to obtain a higher pressure that provides the SNiP standard 2.04.02-84, according to which the pressure on fire on the roof of the building should be at least 10 m high Both pumps have an uncontrolled drive, and the system is controlled by the fact that the domestic and drinking pump works constantly, and the fire pump is switched on from fire alarm sensors or from buttons installed near fire hydrants on the water supply floors, only in fire fighting mode.
В результате длительной эксплуатации вышеописанных систем выяснилось, что они недостаточно надежны из-за того, что пожарный насос большую часть времени выведен из работы (т.е. находится в режиме «холодного резерва») и должен запускаться из нерабочего состояния (в некоторых случаях с предварительным открытием задвижки) при возникновении пожара. Организационные меры (в том числе периодическое опробование пожарных насосов) усложняют эксплуатацию, но не устраняют кардинально этот недостаток и зачастую не выполняются обслуживающим персоналом.As a result of long-term operation of the above-described systems, it turned out that they are not reliable due to the fact that the fire pump has been put out of operation most of the time (that is, it is in the “cold reserve” mode) and should start from an idle state (in some cases, preliminary opening of the valve) in case of fire. Organizational measures (including periodic testing of fire pumps) complicate the operation, but do not fundamentally eliminate this drawback and are often not performed by maintenance personnel.
Известно техническое решение, направленное на устранение вышеуказанного недостатка существующих систем водоснабжения зданий [патент RU 2106165]. Способ управления системой, усовершенствованной согласно этому решению, заключается в том, что хозяйственно-питьевой и пожарный насосы снабжают регулируемым приводом с датчиками обратной связи, контролирующими давление (напор) в трубопроводе, и используют совместно как в режиме хозяйственно-питьевого, так и в режиме пожарного водоснабжения. При этом измеряют напор указанными датчиками, задают и поддерживают напор на одном уровне независимо от режима (хозяйственно-питьевого водоснабжения или пожаротушения) и величины водоразбора путем регулирования частоты вращения насосов.Known technical solution aimed at eliminating the above drawback of existing water supply systems of buildings [patent RU 2106165]. A method of controlling a system improved according to this solution is that the drinking and fire pumps are equipped with an adjustable drive with feedback sensors that control the pressure (pressure) in the pipeline and are used both in the drinking and drinking mode fire water supply. At the same time, the pressure is measured by the indicated sensors, the pressure is set and maintained at the same level regardless of the mode (drinking water supply or fire fighting) and the amount of water intake by adjusting the speed of the pumps.
В системе водоснабжения, управляемой согласно описанному способу-прототипу, насосы, обеспечивающие подачу воды на пожаротушение, постоянно находятся работе, и, следовательно, нет необходимости запускать их при возникновении пожара.In the water supply system, controlled according to the described prototype method, the pumps that provide water for fire extinguishing, are constantly working, and therefore there is no need to start them in case of fire.
Однако прототип обладает недостатками, состоящими в том, что:However, the prototype has the disadvantages consisting in the fact that:
- оснащение как пожарных, так и хозяйственно-питьевых насосов регулируемым приводом требует значительных капитальных затрат;- equipping both fire and household drinking pumps with an adjustable drive requires significant capital costs;
- для выполнения норматива СНиП 2.04.02-84, требующего, чтобы в процессе пожаротушения обеспечивался напор на крыше здания не менее 10 м в.ст., в трубопроводе водоснабжения должно постоянно поддерживаться избыточное давление;- to comply with the SNiP 2.04.02-84 standard, which requires that the pressure on the roof of the building is not less than 10 m.w. during the fire fighting process, the overpressure must be constantly maintained in the water supply pipeline;
- большую часть времени все насосы (и в особенности более мощный пожарный насос) работают в режиме пониженного расхода (относительно номинального значения) и, следовательно, с низким КПД.- most of the time, all pumps (and in particular a more powerful fire pump) operate in a low flow rate (relative to the nominal value) and, therefore, with low efficiency.
Указанные недостатки, устранение которых является задачей данного изобретения, приводят к повышенным капитальным затратам, снижению надежности водоснабжения из-за избыточного давления, поддерживаемого в трубопроводе, и к непроизводительным потерям электроэнергии на привод насосов.These disadvantages, the elimination of which is the objective of the present invention, lead to increased capital costs, reduced reliability of water supply due to excess pressure maintained in the pipeline, and unproductive losses of electricity to the pump drive.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Технический результат изобретения - повышение надежности системы, экономия капитальных и эксплуатационных расходов без потери комфортности водоснабжения и с обеспечением нормативных напоров во всех режимах эксплуатации.The technical result of the invention is to increase the reliability of the system, saving capital and operating costs without losing the comfort of water supply and ensuring regulatory pressures in all operating modes.
Предметом изобретения является способ управления системой водоснабжения в режимах хозяйственно-питьевого водоснабжения и внутреннего пожаротушения, заключающийся в том, что в обоих режимах задают и измеряют напор во вводном трубопроводе здания, сравнивают измеренный напор с заданным, регулируют частоту вращения, по меньшей мере, одного насоса системы на поддержание напора, повышают заданный напор при переводе системы в режим внутреннего пожаротушения и запускают, по меньшей мере, один дополнительный насос с нерегулируемым электроприводом, если измеренный напор не достигает заданного.The subject of the invention is a method for controlling a water supply system in drinking water supply and internal fire fighting modes, which consists in setting and measuring the pressure in the building inlet pipe in both modes, comparing the measured pressure with the set pressure, and adjusting the rotation speed of at least one pump pressure maintenance systems, increase the set pressure when the system is put into internal fire extinguishing mode and start at least one additional pump with uncontrolled electrical water, if the measured pressure does not reach the set.
Уточнения и развития способа относятся к частным случаям его осуществления и состоят в том, что:Clarifications and development of the method relate to special cases of its implementation and consist in the fact that:
- уровень напора в режиме хозяйственно-питьевого водоснабжения задают исходя из требования комфортности хозяйственно-питьевого водоснабжения в диктующей точке трубопровода, а в режиме пожаротушения - равным предельно допустимому нормативу для систем хозяйственно-питьевого и пожарного водоснабжения;- the pressure level in the drinking water supply mode is set based on the comfort requirements of the drinking water supply at the dictating point of the pipeline, and in the fire extinguishing mode - equal to the maximum permissible standard for drinking water and fire water systems;
- частоту вращения насоса ограничивают величиной, соответствующей частоте 60 Гц питающего напряжения.- the pump speed is limited to a value corresponding to a frequency of 60 Hz of the supply voltage.
Это позволяет оптимизировать эксплуатационные характеристики модернизируемых систем водоснабжения без замены установленных в них электродвигателей и насосов.This allows you to optimize the operational characteristics of the modernized water supply systems without replacing the motors and pumps installed in them.
Предметом изобретения также является устройство для осуществления способа, содержащее основной насос с регулируемым электроприводом, дополнительный насос с нерегулируемым электроприводом, подключенные выходами к трубопроводу водоснабжения, в котором установлен датчик напора, и блок управления, первый вход которого подключен к датчику напора, а второй предназначен для подключения к источникам команды на перевод в режим пожаротушения, при этом блок управления подключен первым выходом к регулируемому электроприводу основного насоса, а вторым выходом - к нерегулируемому электроприводу дополнительного насоса и выполнен с возможностью регулирования частоты вращения основного насоса на поддержание напора, увеличения поддерживаемого напора при переводе устройства в режим пожаротушения и с возможностью включения дополнительного насоса, если измеренный датчиком напор не достигает заданного.The subject of the invention is also a device for implementing the method, comprising a main pump with an adjustable electric drive, an additional pump with an unregulated electric drive, connected by outputs to a water supply pipe in which a pressure sensor is installed, and a control unit, the first input of which is connected to a pressure sensor, and the second is intended for connecting the command to the fire extinguishing mode to the sources, while the control unit is connected by the first output to the controlled electric drive of the main pump, second output - to unregulated motor drive additional pump and configured to regulate the rotational speed of the main pump to maintain the pressure, increasing the pressure maintained in the translation device extinguishing mode and with the possibility of including an additional pump if the measured sensor pressure reaches a predetermined.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На чертеже приведена блок-схема устройства, которая иллюстрирует осуществление предлагаемого способа с учетом его развитий.The drawing shows a block diagram of a device that illustrates the implementation of the proposed method, taking into account its developments.
Блок-схема содержит основной насос 1 с регулируемым электроприводом, состоящим из электродвигателя 2 переменного тока и преобразователя 3 частоты, и дополнительный насос 4 с нерегулируемым электроприводом 5. Насосы 1 и 4 подключены выходами (через обратные клапаны) к трубопроводу 6 водоснабжения, в котором установлен датчик 7 напора. В устройстве имеется блок 8 управления, к первому входу 9 которого подключен датчик 7. Второй вход 10 блока 8 предназначен для подключения к внешним источникам команды на перевод установки в режим пожаротушения, например датчику пожарной сигнализации, кнопкам пожаротушения, размещаемым вблизи пожарных кранов (ПК). Блок 8 подключен выходом 11 к преобразователю 3. По входам 12 и 13 блока 8 задаются значения H1 и Н2 уставок по напору.The block diagram contains the
Блок 8 выполнен с возможностью регулирования частоты вращения насоса 1 на поддержание напора на уровне Н1, заданном по входу 12, и с возможностью увеличения напора в трубопроводе 6 до уровня Н2, заданного по входу 13, при переводе установки в режим пожаротушения по команде, поступившей на вход 10 блока 8.
Кроме того, на чертеже показаны тупиковые стояки 15 с водоразборными приборами и пожарными кранами на этажах здания, снабжаемые водой по трубопроводу 6. На чертеже показана одномагистральная схема водоснабжения здания, применяемая для зданий до 12 этажей, но предлагаемое решение может эффективно применяться и в случае более высоких зданий с двухмагистральной схемой хозяйственно-питьевого и пожарного водоснабжения.In addition, the drawing shows
Осуществляя предлагаемый способ, устройство на чертеже работает следующим образом.Carrying out the proposed method, the device in the drawing works as follows.
Вода из городского водопровода поступает по подающему трубопроводу 16 на всасывающие патрубки насосов 1 и 4. В отсутствие команды на пожаротушение блок 8 сравнивает напор, измеряемый датчиком 7, с заданным по входу 12 напором H1, и воздействуя по выходу 11 на преобразователь 3, регулирует частоту вращения двигателя 2 и насоса 1 на поддержание в трубопроводе 6 напора на уровне Н1. Значение H1 выбирается так, чтобы обеспечить выполнение требований СНиП 2.04.01-85 к комфортности водоснабжения в диктующей точке системы при изменении давления в городском водопроводе и всех возможных колебаниях водоразбора на хозяйственно-питьевые нужды. Например, в случае 12-этажного здания требуемая величина напора, задаваемая в виде уставки Н1, составляет 46 м в.ст.Water from the city water supply through the
После поступления на вход 10 блока 8 команды на перевод системы в режим пожаротушения блок 8 переходит к регулированию частоты вращения двигателя 2 на поддержание в трубопроводе 6 напора, заданного по входу 13 блока 8 уставкой H2. Значение уставки Н2 выбирается так, чтобы обеспечить напор не менее 10 м в.ст. на крыше здания, требуемый СНиП 2.04.02-84 (например, в случае 12-этажного здания уставка Н2 составляет 56-60 м в.ст.).After the input to the
Произведенные расчеты показали, что хозяйственно-питьевые насосные агрегаты, установленные в большинстве действующих в настоящее время систем водоснабжения, способны без замены и без превышения номинальных параметров электродвигателей и насосов обеспечить поддержание требуемых напоров в обоих режимах, если регулирование выходной частоты преобразователя 3 осуществлять в пределах от нуля до 60 Гц. При этом некоторое снижение надежности из-за кратковременного (только в режиме пожаротушения) увеличения частоты напряжения, питающего электродвигатель, до 60 Гц (вместо номинальных для электродвигателя 50 Гц) с избытком компенсируется повышением надежности за счет использования для пожаротушения непрерывно функционирующего и, следовательно, находящегося в постоянной готовности насосного оборудования.The calculations showed that the household drinking pump units installed in most current water supply systems are able, without replacing and without exceeding the rated parameters of electric motors and pumps, to maintain the required pressure in both modes if the output frequency of the converter 3 is controlled within zero to 60 Hz. At the same time, a certain decrease in reliability due to a short-term (only in the fire extinguishing mode) increase in the frequency of the voltage supplying the electric motor to 60 Hz (instead of the nominal ones for the electric motor of 50 Hz) is excessively compensated by the increase in reliability due to the use of a continuously functioning and, therefore, located in constant readiness of pumping equipment.
Для тех случаев, когда мощности основного насоса недостаточно для создания требуемого напора, предусмотрен дополнительный насос 4 (как правило, имеющийся в существующих системах водоснабжения) без необходимости оснащать его регулируемым приводом. Блок 8 включает нерегулируемый электропривод 5 насоса 4, если напор, измеряемый датчиком 7, не достигает в течение некоторого времени соответствующей уставки.For those cases when the power of the main pump is not enough to create the required pressure, an
Сравнение предложенного решения с прототипом показывает следующее.Comparison of the proposed solution with the prototype shows the following.
В прототипе общая функция хозяйственно-питьевого и пожарного водоснабжения возлагается на пожарный и хозяйственно-питьевой насосы совместно, каждый из которых должен быть снабжен регулируемым электроприводом, автоматически поддерживающим фиксированный напор на входе в объединенный трубопровод хозяйственно-питьевого и пожарного водоснабжения независимо от режима и величины водоразбора (в том числе независимо от отбора воды для пожаротушения). Поскольку фиксированный напор должен быть достаточным для пожаротушения, в трубопроводе 4 постоянно поддерживается давление, избыточное для хозяйственно-питьевого водоснабжения и ухудшающее его надежность и комфортность.In the prototype, the common function of drinking water and fire water supply is assigned to the fire and drinking water pumps together, each of which must be equipped with an adjustable electric drive that automatically maintains a fixed pressure at the inlet to the combined pipeline for drinking water and fire water, regardless of the mode and size of the water intake (including regardless of the selection of water for fire fighting). Since the fixed pressure must be sufficient for fire fighting, the pressure in the
Номинальный расход установленного в действующей системе пожарного насоса и мощность его электродвигателя, как правило, превышают соответствующие параметры установленного в той же системе хозяйственно-питьевого насоса и также являются избыточными для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Тем более избыточным для этой функции является совместное использование пожарного и хозяйственно-питьевого насосов, оснащение которых регулируемыми приводами увеличивает капитальные затраты.The nominal flow rate of the fire pump installed in the existing system and the power of its electric motor, as a rule, exceed the corresponding parameters of the drinking water pump installed in the same system and are also excessive for drinking water. All the more redundant for this function is the combined use of a fire pump and a household-drinking pump, the equipping of which with variable speed drives increases capital costs.
Предлагаемое решение позволяет, снабдив один насос регулируемым электроприводом, использовать его в качестве хозяйственно-питьевого и пожарного, причем при модернизации действующих систем по предлагаемому техническому решению появляется возможность использовать в качестве такого насоса, совмещающего две функции, имеющийся в действующей системе хозяйственно-питьевой (а не пожарный) насос. При этом (в отличие от прототипа) насос эксплуатируется в проектном режиме по расходу и мощности, что обеспечивает предлагаемой установке более высокий среднесуточный КПД и соответствующую экономию электроэнергии.The proposed solution allows, having equipped one pump with a controlled electric drive, it can be used as a domestic drinking and firefighter, and when modernizing existing systems according to the proposed technical solution, it becomes possible to use, as such a pump, combining two functions, available in the existing household drinking system (and not a fireman) pump. In this case (unlike the prototype), the pump is operated in the design mode for flow and power, which provides the proposed installation with a higher average daily efficiency and corresponding energy savings.
Изложенное подтверждает получение технического результата изобретения в виде повышения надежности, экономии капитальных и эксплуатационных расходов без потери комфортности водоснабжения и возможность обеспечения действующих нормативов на давление в трубопроводе системы водоснабжения при всех режимах эксплуатации.The above confirms the receipt of the technical result of the invention in the form of increasing reliability, saving capital and operating costs without losing the comfort of water supply and the ability to provide current standards for pressure in the pipeline of the water supply system under all operating conditions.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009113047/12A RU2399396C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009113047/12A RU2399396C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2399396C1 true RU2399396C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009113047/12A RU2399396C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2399396C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103835335A (en) * | 2014-03-28 | 2014-06-04 | 杜大虎 | Energy-saving infinite constant-pressure water supply method and device |
RU2620742C1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-05-29 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Method of energy saving in water supply systems |
CN108775045A (en) * | 2018-03-30 | 2018-11-09 | 天津中德应用技术大学 | A kind of constant pressure circulating water supply system based on special converter |
-
2009
- 2009-04-08 RU RU2009113047/12A patent/RU2399396C1/en active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103835335A (en) * | 2014-03-28 | 2014-06-04 | 杜大虎 | Energy-saving infinite constant-pressure water supply method and device |
CN103835335B (en) * | 2014-03-28 | 2015-04-08 | 杜大虎 | Energy-saving infinite constant-pressure water supply method and device |
RU2620742C1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-05-29 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Method of energy saving in water supply systems |
CN108775045A (en) * | 2018-03-30 | 2018-11-09 | 天津中德应用技术大学 | A kind of constant pressure circulating water supply system based on special converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5914365B2 (en) | Water supply equipment | |
CN208309676U (en) | A kind of intelligent frequency-conversion water system | |
RU2399396C1 (en) | Method of domestic and fire water system and unit for implementation thereof | |
JP5688431B2 (en) | Booster water supply system | |
JP4691519B2 (en) | Increased pressure water supply system for medium to high-rise buildings | |
JP2008240276A (en) | Booster water supply system for mid-to-high-rise building | |
JP5643385B2 (en) | Booster water supply system | |
US11118558B2 (en) | Hydroelectric power generation system | |
CN205776544U (en) | A kind of frequency conversion motor constant pressure water supply control system | |
JP6121267B2 (en) | Booster water supply system | |
RU86882U1 (en) | PUMPING INSTALLATION OF ECONOMIC DRINKING AND FIRE-FIGHTING WATER SUPPLY | |
JP5362438B2 (en) | Booster water supply system | |
JP6220578B2 (en) | Booster water supply system | |
JP2013189848A (en) | Booster water supply system | |
JP4219613B2 (en) | Variable speed water supply device | |
CN201843174U (en) | Steady pressure type pipe network pressure-superposed equipment | |
JP7110046B2 (en) | Water supply system and control method for water supply system | |
WO1999066137A9 (en) | Water supply apparatus | |
JP6840005B2 (en) | Water supply system and control method of water supply system | |
CN1080357C (en) | Living and fire-fighting voltage-stablization, frequency-conversion constant-pressure variable water supply equipment | |
AU2001100609B4 (en) | Water supply apparatus | |
CN2695493Y (en) | Water supply equipment of controlling frequency conversion speed regulating by microcomputer | |
JP2011137305A (en) | Boost water supply system | |
JP2023039686A (en) | Water supply device and control panel | |
UA26658U (en) | Automated system for control of pump station of municipal water supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140409 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151127 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160118 |