溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，包括溫泉井、景觀水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其中：還包括恒溫水箱、設置在不同溫泉井中的第一溫泉井深井泵、第二溫泉井深井泵、第三溫泉井深井泵、第四溫泉井深井泵、設置在集水井中的潛水泵和恒壓供水泵，還包括反沖洗恒壓泵、水箱恒溫水泵、功能水泵和串聯(lián)循環(huán)泵，還包括第一至第九連通管路，以及溢流管路?？梢宰畲笙薅鹊仄胶獠煌愋蜏厝梢猿浞指鶕?jù)水源溫泉的流量和熱值汲取溫泉水，并綜合協(xié)調不同水源溫泉的熱值、流量和成本因素，根據(jù)泡池實際需要，動態(tài)調整溫泉水汲取量，并根據(jù)后續(xù)的循環(huán)流程將多余的溫泉水排入集水井中，回灌地下，進一步降低運營成本。
【專利說明】溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機電控制系統(tǒng)，特別是涉及一種用于溫泉循環(huán)利用的機電控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著人們物質生活水平的不斷提高，溫泉休閑娛樂、養(yǎng)生、度假，作為一個產業(yè)越來越受到人們的歡迎。在我國，每年由溫泉養(yǎng)生旅游所創(chuàng)造的產值已達數(shù)千億，在我國，每年因溫泉設備、設施、管理等問題所引發(fā)的水污染和顧客受傷事件達上萬起，不僅使溫泉企業(yè)蒙受了經(jīng)濟損失，也使企業(yè)形象受到影響。行業(yè)競爭越來越激烈。溫泉產業(yè)的管理者們，除了在宣傳等方面加大管理力度外，如何減少初次投資以及運營成本，更好的為顧客提供服務，充分利用現(xiàn)有場地，增加服務內容，也是企業(yè)增效的重要措施之一。
[0003]由于地下溫泉水的大量開采，深層地下水無法得到及時補充，造成地下水位不斷下降，有時在一個地下溫泉帶上有數(shù)十口溫泉井在同時抽取。越來越多的地方管理部門已經(jīng)意識到這一問題的嚴重性，開始用強制或經(jīng)濟的手段控制開采。以北京某溫泉度假春為例:溫泉中心每年接待人次為22萬，運營成本為每年3300-3500萬元，其中溫泉水資源費單價為55元/立方米，在采用了循環(huán)設備的情況下，每年水費為495-510萬元。由于溫泉水源通常來自幾個不同的溫泉井，不同溫泉井的出水量、溫度和成分存在差異，如何協(xié)調各種水源的熱能差異，節(jié)約水資源，在盡可能降低水源用量的同時保證泡池熱量均衡，充分利用地下熱能，使得熱能運營成本相應降低，是降低運營成本亟須解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，解決解決多個溫泉水源熱量和水量在各蓄水池管路中循環(huán)時，由于控制方式簡單，造成熱值利用率低、循環(huán)效率差的技術問題。
[0005]本實用新型的溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，包括溫泉井、景觀水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其特征在于:還包括恒溫水箱、設置在不同溫泉井中的第一溫泉井深井泵、第二溫泉井深井泵、第三溫泉井深井泵、第四溫泉井深井泵、設置在集水井中的潛水泵和恒壓供水泵，還包括反沖洗恒壓泵、水箱恒溫水泵、功能水泵和循環(huán)泵，
[0006]第一溫泉井深井泵的出水口與恒溫水箱的第一進水口間設置第一連通管路，恒溫水箱設置在側壁上部的第二進水口與設置在側壁下部的第二出水口間設置第二連通管路，恒溫水箱的第二出水口與泡池的第二進水口間設置第三連通管路，泡池側壁下部的第一出水口與恒溫水箱的第三進水口間設置第四連通管路，泡池的第一出水口與泡池側壁上部的第一進水口間設置第五連通管路，泡池底部的第二出水口與污水井間設置第六連通管路；
[0007]反沖洗恒壓泵的進水口連接自來水源，反沖洗恒壓泵的出水口與集水井間設置第七連通管路，集水井內置的恒壓供水泵的出水口與溫泉回灌井間設置第八連通管路，集水井內置的潛水泵與景觀水池的進水口間設置第九連通管路，景觀水池的出水口通過管路連接溫泉回灌井；泡池的第三出水口與恒溫水箱的第五進水口間設置溢流管路；
[0008]第二連通管路上串聯(lián)水箱恒溫水泵，第三連通管路上串聯(lián)循環(huán)泵，第五連通管路上串聯(lián)功能水泵。
[0009]所述第一連通管路上設置一條連接恒溫水箱第四進水口的換熱管路，換熱管路上分別串聯(lián)淋浴熱水換熱器的初級換熱管路和地熱采暖換熱器的初級換熱管路，淋浴熱水換熱器的次級換熱管路串聯(lián)在淋浴系統(tǒng)回路中，地熱采暖換熱器的次級換熱管路串聯(lián)在地熱采暖系統(tǒng)回路中。
[0010]還包括板式換熱器,板式換熱器的初級換熱管路串聯(lián)在第二連通管路上,板式換熱器的次級換熱管路串聯(lián)在第七連通管路中。
[0011]所述各泵的控制回路分別由相應的接觸器和相應的從站控制器組成，在從站控制器的控制信號輸出線路與接地點形成的控制回路中串聯(lián)相應接觸器的電磁線圈，接觸器串聯(lián)在相應泵與工作電源間供電線路中。
[0012]本實用新型的溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)可以最大限度地平衡不同類型溫泉井水，可以充分根據(jù)水源溫泉的流量和熱值汲取溫泉水，并綜合協(xié)調不同水源溫泉的熱值、流量和成本因素，根據(jù)泡池實際需要，動態(tài)調整溫泉水汲取量，并根據(jù)后續(xù)的循環(huán)流程將多余的溫泉水排入集水井中，回灌地下，進一步降低運營成本。利用各種泵體動力將采集的溫泉水在不同蓄水池中循環(huán)或流轉，準確有效地利用多個溫泉井水的不同熱值余量，在運營過程中充分調節(jié)各溫泉井水水量，有效利用全部熱值，通過泵體動力和電磁閥的流量控制，適時的將不同水源的溫泉水向不同蓄水池分流，增強循環(huán)效率，降低運營過程中的能耗，提高溫泉水的循環(huán)利用率，降低溫泉水的開采成本，在改善客戶的體驗感受同時，縮減運營成本。
[0013]下面結合附圖對本實用新型的實施例作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]針對多個水量和熱值不同的溫泉井，根據(jù)水量和熱量分為高水溫大水量、高水溫低水量、低水溫大水量和低水溫低水量四類型，對應采用第一溫泉井深井泵50a、第二溫泉井深井泵50b、第三溫泉井深井泵50c和第四溫泉井深井泵50d四種深井泵。
[0017]如圖1所示，本實施例中包括泡池10、恒溫水箱20、集水井30、景觀水池40，第一溫泉井深井泵50a、第二溫泉井深井泵50b、第三溫泉井深井泵50c和第四溫泉井深井泵50d的出水口并聯(lián)。第一溫泉井深井泵50a的出水口與恒溫水箱20的第一進水口 Il間設置第一連通管路1，恒溫水箱20設置在側壁上部的第二進水口 12與設置在側壁下部的第二出水口 02間設置第二連通管路2，恒溫水箱20的第二出水口 02與泡池10的第二進水口 i2間設置第三連通管路3，泡池10側壁下部的第一出水口 ol與恒溫水箱20的第三進水口 13間設置第四連通管路4，泡池10的第一出水口 ol與泡池10側壁上部的第一進水口 il間設置第五連通管路5，泡池10底部的第二出水口 o2與污水井間設置第六連通管路6 ；
[0018]第一連通管路上順序設置作為預處理過濾器的渾濁度過濾器55，有害物過濾器56和色度異味過濾器57，各過濾器內的過濾管路串聯(lián)在第一連通管路中，進水口分別連接自來水源或淺表水源管路的反沖洗恒壓泵51的出水口通過管路分別連接各過濾器的反沖洗管路的進水口，各過濾器反沖洗管路的出水口通過管路與污水井連接，反沖洗恒壓泵51的出水口與集水井30間設置第七連通管路7，集水井30內置的恒壓供水泵52的出水口與溫泉回灌井間設置第八連通管路8，集水井30內置的潛水泵53與景觀水池40的進水口間設置第九連通管路9，景觀水池40的出水口通過管路連接溫泉回灌井；泡池10的第三出水口 o3與恒溫水箱20的第五進水口 15間設置溢流管路；按摩風泵54的出風口通過通氣管路連接泡池10底部的進氣口 ；第九連通管路上設置作為子系統(tǒng)過濾器的色度異味過濾器57，過濾器內的過濾管路串聯(lián)在第九連通管路中，反沖洗恒壓泵51的出水口通過管路連接色度異味過濾器57的反沖洗管路的進水口，色度異味過濾器57反沖洗管路的出水口通過管路與污水井連接；第三連通管路上也設置作為子系統(tǒng)過濾器的色度異味過濾器57，色度異味過濾器57內的過濾管路串聯(lián)在第三連通管路3中，反沖洗恒壓泵51的出水口通過管路連接色度異味過濾器57的反沖洗管路的進水口，色度異味過濾器57反沖洗管路的出水口通過管路與污水井連接；
[0019]第二連通管路上串連水箱恒溫水泵61，第三連通管路上串聯(lián)循環(huán)泵62，第五連通管路上串聯(lián)功能水泵63;
[0020]第二連通管路上，在水箱恒溫水泵61和恒溫水箱20第二進水口 12之間順序設置紫外線消毒器64、銀離子消毒器65、板式換熱器66和PH值調節(jié)泵67，水箱恒溫水泵61的出水口通過管路連接紫外線消毒器64內置消毒管路的進水口，紫外線消毒器64內置消毒管路的出水口通過管路連接銀離子消毒器65內置消毒管路的進水口，銀離子消毒器65內置消毒管路的出水口通過管路連接板式換熱器66初級換熱管路的進水口，板式換熱器66初級換熱管路的出水口通過管路連接恒溫水箱20第二進水口 12,板式換熱器66的次級換熱管路串聯(lián)在第七連通管路中，PH值調節(jié)泵67的出液口設置在板式換熱器66與恒溫水箱20第二進水口 12間的第二連通管路上；
[0021]按摩風泵54與泡池10底部進氣口之間的通氣管路上串聯(lián)氣泡加熱器68的通氣管路，氣泡加熱器68的換熱管路串聯(lián)在熱媒水管管路中；
[0022]第一連通管路上在過濾器與恒溫水箱20第一進水口 Il之間的管路上設置一條連接恒溫水箱20第四進水口 14的換熱管路，換熱管路上分別串聯(lián)淋浴熱水換熱器69的初級換熱管路和地熱采暖換熱器70的初級換熱管路，淋浴熱水換熱器69的次級換熱管路串聯(lián)在淋浴系統(tǒng)回路中，地熱采暖換熱器70的次級換熱管路串聯(lián)在地熱采暖系統(tǒng)回路中；
[0023]在色度異味過濾器57與景觀水池40的進水口間的第九連通管路上，串聯(lián)生活熱水預熱換熱器71a的初級換熱管路，生活熱水預熱換熱器71a的次級換熱管路串聯(lián)在生活用水回路中。
[0024]在恒溫水箱20中設置有水質探測傳感器PH、遠程溫度傳感器TT、多段式液位傳感器LT、銀離子探測傳感器Ag和遠程壓力傳感器PT，在各過濾器的進水口管路和出水口管路上分別設置有遠程壓力傳感器PT ;景觀水池40設置遠程溫度傳感器TT ；
[0025]在地熱采暖換熱器70初級換熱管路進水口連接的管路上設置電磁閥71，在淋浴熱水換熱器69的初級換熱管路進水口連接的管路上設置電磁閥72，反沖洗恒壓泵51的出水口與渾濁度過濾器55反沖洗管路相連接的管路上設置電磁閥73，反沖洗恒壓泵51的出水口與有害物過濾器56反沖洗管路相連接的管路上設置電磁閥74，反沖洗恒壓泵51的出水口與色度異味過濾器57反沖洗管路相連接的管路上設置電磁閥75，在與第一連通管路連通的換熱管路上設置電磁閥76，恒溫水箱20第一進水口處的第一連通管路上設置電磁閥77，第八連通管路上連接不同過濾器入口的管路上分別設置電磁閥78和電磁閥79，板式換熱器66的次級換熱管路的進水口連接的管路上設置電磁閥80，板式換熱器66初級換熱管路的進水口和出水口間通過電磁閥81連通，銀離子消毒器65內置消毒管路的進水口和出水口間通過電磁閥82連通，紫外線消毒器64內置消毒管路的進水口和出水口間通過電磁閥83連通，第四連通管路設置泄空電磁閥84，第六連通管路設置泄空電磁閥85，泡池10的第二進水口連接的連通管路上設置電磁閥86，氣泡加熱器68的換熱管路連接的熱媒水管上設置電磁閥87。
[0026]上位機接收各傳感器反饋的相應溫度信號、壓力信號、液位信號和濃度信號，上位機形成控制指令通過主站控制器經(jīng)傳輸網(wǎng)絡向相應的從站控制器發(fā)送，進而控制相應的繼電器和接觸器接通電路，控制各電磁閥的啟停和各泵體的電源啟停。
[0027]通過第一至第九連通管路，以及溢流管路將溫泉井、景觀水池、集水井、回灌井、污水井和泡池有效連接形成一個利用溫泉熱值的水循環(huán)控制系統(tǒng)，通過對各溫泉井深井泵、潛水泵53和恒壓供水泵52，反沖洗恒壓泵51、水箱恒溫水泵61、功能水泵63和串聯(lián)循環(huán)泵62的啟停控制，可以將不同類型溫泉井水抽入恒溫水箱20，從恒溫水箱20中循環(huán)到不同的蓄水池中，滿足客戶的各種用水要求。
[0028]進一步，再配合專門設置于相應管路上，設備前后的電磁閥，將各泵體壓力及時分配到不同管路，實現(xiàn)溫泉水余熱的準確分配。同時，通過各電磁閥可將管路上連接的相應設備快速隔離或接入管路，可以節(jié)約對各設備的控制系統(tǒng)成本，降低基礎運營建設的造價。
[0029]上位機就可以利用各電磁閥完成對管路連接設備的準確控制，結合傳感器的反饋信號，上位機可以對不同管路中溫泉余熱的準確控制，使溫泉余熱最大化得到利用。
[0030]如圖2所示，本實施例的上位機90中安裝組態(tài)控制軟件，形成業(yè)務控制流程，采用西門子的S7-200系列PLC控制器作為MODBUS通信中的主站控制器和從站控制器，主站控制器91與各從站控制器92分別通過RJ45接口連接到本地局域網(wǎng)上，上位機90與主站控制器91間通過RS485串行通信接口連接，主站控制器91與各從站控制器92間采用MODBUS通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信。
[0031]針對電磁閥71、電磁閥72、電磁閥73、電磁閥74、電磁閥75、電磁閥76、電磁閥77、電磁閥78、電磁閥79、電磁閥80、電磁閥81、電磁閥82、電磁閥83、電磁閥84、電磁閥85、電磁閥86和電磁閥87中每個電磁閥的控制電路，由相應的中間繼電器KA、從站控制器92和電磁閥組成，在從站控制器92的控制信號輸出線路與接地點形成的控制回路中順序串聯(lián)中間繼電器KA的常開觸點和電磁閥的電磁線圈。具體的，在從站控制器92的數(shù)字信號輸出管腳(DO)或模擬信號輸出管腳(AO)上串聯(lián)中間繼電器KA的常開觸點和電磁閥的電磁線圈。
[0032]針對反沖洗恒壓泵51、第一溫泉井深井泵50a、第二溫泉井深井泵50b、第三溫泉井深井泵50c、第四溫泉井深井泵50d、潛水泵53、恒壓供水泵52、水箱恒溫水泵61、PH值調節(jié)泵67、功能水泵63、循環(huán)泵62和按摩風泵54中每個泵啟停的電源控制線路中，由串聯(lián)在相應泵體與工作電源VC的供電線路中的接觸器KM和相應的從站控制器92組成，在從站控制器92的控制信號輸出線路與接地點形成的控制回路中串聯(lián)相應接觸器KM的電磁線圈。具體的，在從站控制器92的數(shù)字信號輸出管腳(DO)或模擬信號輸出管腳(AO)上串聯(lián)接觸器KM的電磁線圈。
[0033]在實際應用中，利用上位機形成控制流程，上位機利用主站控制器(CTU)將控制指令發(fā)送各從站控制器(RTU)，各從站控制器控制相應的接觸器或中間繼電器動作，使相應的泵體和電磁閥動作，實現(xiàn)基本控制邏輯，使得娛樂溫泉水沿個管路正常流轉。上位機通過接收各傳感器采集的反饋信號，與各監(jiān)控閥值進行對比，當達到設定參數(shù)值時向受控泵體或電磁閥發(fā)出控制指令，控制相應管路中水體的流轉過程，控制水中元素的濃度或含量，起到智能凈化水體，智能調配水體熱量，最大限度節(jié)約溫泉水資源的效果。
[0034]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，包括溫泉井、景觀水池、集水井、回灌井、污水井和泡池，其特征在于:還包括恒溫水箱(20)、設置在不同溫泉井中的第一溫泉井深井泵(50a)、第二溫泉井深井泵(50b)、第三溫泉井深井泵(50c)、第四溫泉井深井泵(50d)、設置在集水井中的潛水泵(53)和恒壓供水泵(52)，還包括反沖洗恒壓泵(51)、水箱恒溫水泵(61)、功能水泵(63)和循環(huán)泵(62)， 第一溫泉井深井泵(50a)的出水口與恒溫水箱(20)的第一進水口(Il)間設置第一連通管路(I )，恒溫水箱(20)設置在側壁上部的第二進水口(12)與設置在側壁下部的第二出水口(02)間設置第二連通管路(2)，恒溫水箱(20)的第二出水口(02)與泡池(10)的第二進水口(i2)間設置第三連通管路(3)，泡池(10)側壁下部的第一出水口(ol)與恒溫水箱(20 )的第三進水口(13 )間設置第四連通管路(4 )，泡池(10 )的第一出水口( ο I)與泡池(10 )側壁上部的第一進水口( i I)間設置第五連通管路(5)，泡池(10)底部的第二出水口(o2)與污水井間設置第六連通管路(6)； 反沖洗恒壓泵(51)的進水口連接自來水源，反沖洗恒壓泵(51)的出水口與集水井(30)間設置第七連通管路(7)，集水井(30)內置的恒壓供水泵(52)的出水口與溫泉回灌井間設置第八連通管路(8 )，集水井(30 )內置的潛水泵(53 )與景觀水池(40 )的進水口間設置第九連通管路(9)，景觀水池(40)的出水口通過管路連接溫泉回灌井；泡池(10)的第三出水口(03)與恒溫水箱(20)的第五進水口(15)間設置溢流管路； 第二連通管路上串聯(lián)水箱恒溫水泵(61)，第三連通管路上串聯(lián)循環(huán)泵(62 )，第五連通管路上串聯(lián)功能水泵(63)。
2.根據(jù)權利要求1所述的溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第一連通管路上設置一條連接恒溫水箱(20)第四進水口(14)的換熱管路，換熱管路上分別串聯(lián)淋浴熱水換熱器(69)的初級換熱管路和地熱采暖換熱器(70)的初級換熱管路，淋浴熱水換熱器(69)的次級換熱管路串聯(lián)在淋浴系統(tǒng)回路中，地熱采暖換熱器(70)的次級換熱管路串聯(lián)在地熱采暖系統(tǒng)回路中。
3.根據(jù)權利要求2所述的溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括板式換熱器(66)，板式換熱器(66)的初級換熱管路串聯(lián)在第二連通管路(2)上，板式換熱器(66)的次級換熱管路串聯(lián)在第七連通管路(7)中。
4.根據(jù)權利要求3所述的溫泉熱能梯級控制系統(tǒng)，其特征在于:所述各泵的控制回路分別由相應的接觸器(KM)和相應的從站控制器(92)組成，在從站控制器(92)的控制信號輸出線路與接地點形成的控制回路中串聯(lián)相應接觸器(KM)的電磁線圈，接觸器(KM)串聯(lián)在相應泵與工作電源(VC)間供電線路中。
【文檔編號】E03B7/07GK203595306SQ201320540109
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權日:2013年8月31日
【發(fā)明者】張兆新 申請人:張兆新