專利名稱：多功能供排水管道智能防凍控制裝置及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供排水管道智能防凍技術(shù)，尤其是多功能供排水管道智能防凍控制裝置及工作方法。
背景技術(shù)：
隨著我國現(xiàn)代化進程的加快，各種高速公路、鐵路、跨海大橋、跨河大橋、地鐵都在加快速度發(fā)展，大量的停車場建設(shè)，大量商品房建設(shè)，導(dǎo)致露天管網(wǎng)、樓房供排水管道及自來水管道也越來越多，但近年來受氣候條件的影響，接連出現(xiàn)罕見的低溫雨雪天氣給我國寒冷地區(qū)冬季管道保溫問題提出了嚴峻的考驗，在居民區(qū)我們經(jīng)?？吹接捎谥鞴艿辣夭坏轿?，天寒地凍時節(jié)管道整體凍裂；主管道至各戶泄水閥門之間的那段管道沒做保溫，即使各戶將閥門以外的管道里的水都泄了，這段管道仍有可能凍裂；戶內(nèi)不住人又不采取戶內(nèi)保溫的情況下，甚至住人但不配合戶內(nèi)管道泄水導(dǎo)致戶內(nèi)管道凍裂現(xiàn)象，更嚴重的是在我國廣大的北方地區(qū)，冬季來臨建筑給排水的專用管道、各種長輸管道、露天管道結(jié)冰問題嚴重影響到了我國的經(jīng)濟建設(shè)，給人民群眾的生活帶來了很大的不便，怎樣才能確保管道、水管、水龍頭不結(jié)冰成為破解的難題，為了保證供水管網(wǎng)在冬季正常運行，要求各種管道不發(fā)生凍結(jié)這就必須對管道進行防凍處理。目前實施管道防凍處理主要以保溫、放空為主，方法也比較多，但縱觀國內(nèi)外采取的方案不外乎以下幾種隔熱材料保溫、干式消火系統(tǒng)、添加防凍劑、暖通系統(tǒng)伴熱、電伴熱系統(tǒng)、回水絕熱伴熱、混合防凍方法以及少數(shù)公司推行的閥門泄水防凍方法。在以上措施中長輸管道與消防工程目前最常用的是電伴熱系統(tǒng)，居民樓房防凍及管徑細一點的自來水管道大多采用保溫材料，在使用以上技術(shù)的過程中都存在耗費大量工時、投資相對較大、實施繁瑣、易損壞，更重要的是有的方案存在嚴重的缺陷，甚至存在一定的安全隱患，不能從根本上實現(xiàn)供排水管道及自來水管道冬季防凍問題。1.隔熱材料保溫采用隔熱材料保溫是指在供水管道外纏繞保溫材料，構(gòu)成空氣隔熱層，延緩設(shè)備內(nèi)液體物質(zhì)溫度的降落速度，以達到保溫的目的。目前主要運用的保溫資料有離心(超細)玻璃棉、酚醛泡沫高效保溫材料(簡稱PF泡沫)、高壓聚乙烯(簡稱PEF)、橡塑保溫材料等。依據(jù)傳熱學(xué)原理計算凍結(jié)時間結(jié)果如表I所示，居民樓從夜間24 00到凌晨5 00停用時間較長，該時段為流速是零的高概率時間段，由表可見，小管徑(DN40 DN70)日均溫度在一 5°C以下時，本方案具有很大的風(fēng)險，但大管徑如DN100以上管道應(yīng)用本方案比較安全。從而可以看出單純采用加保溫層絕熱防凍方案存在較大的風(fēng)險，小直徑的管道如消防系統(tǒng)的的噴淋未端管道、公共廁所的立管、長輸管道保溫在長期處于低溫外界環(huán)境中，單純增加保溫材料厚度不能避免管道靜流速水的凍結(jié)，對防凍作用不大，并且不能徹底處理防凍問題。此類辦法只能延緩設(shè)備被凍結(jié)的時間，如遇到持續(xù)冰冷氣候，設(shè)備最終還是要凍結(jié)。
2.干式消火系統(tǒng)既管道排空系統(tǒng)干式消火栓系統(tǒng)是指將冰冷地域局部設(shè)備內(nèi)的液體排空放凈，以達到防凍效果。主要采用遠程控制的快速啟閉安裝、設(shè)置一定坡度的管道、快速排氣安裝以及必備的消火栓及組件。其主要特性是在快速啟閉安裝后的管路內(nèi)無水，確保管路在外界氣溫較低時不被凍結(jié)?；馂?zāi)發(fā)作時，可經(jīng)過以下幾種方式翻開閥門消火栓處按鈕啟動；經(jīng)過火災(zāi)探測器報警自動啟動；現(xiàn)場手動應(yīng)急開啟。這樣能夠保證閥門在任何狀況下都能開啟供水滅火。為保證干式系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，能夠抵消管道停止干濕交替運轉(zhuǎn)的方式。每年的春季翻開快速開啟閥，使管道內(nèi)充溢水；當(dāng)冬季降臨時關(guān)閉快速閥，翻開最低點處的放空閥，將管道內(nèi)的水放空，或以其他方式使管道內(nèi)無水可供。不難看出，干式消火系統(tǒng)存在著系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)計裝置難度大，設(shè)備冗多，操作繁瑣，需求干濕交替，反響時間慢等缺陷。當(dāng)火災(zāi)發(fā)作時，假如供水不及時，必然延誤滅火戰(zhàn)機，加重火災(zāi)損失。
3.添加防凍劑防凍液在結(jié)凍點以上溫度時流動性好.可以管道輸送.該防凍方案免除了絕熱保溫和伴暖的初投資費及運行費，故投資小.但該方案存在的技術(shù)難點為①防凍液與生活水管相連時，應(yīng)保證無毒，另外不能具有助燃性和可燃性②噴灑管頭部的設(shè)計應(yīng)考慮防凍液與自來水的密度不同會對噴灑面積有影響.另外，需要解決在升溫時吸納防凍液的膨脹量、降溫時填補防凍液的收縮量，這在技術(shù)上有些難度.并且此系統(tǒng)與生活、消費給水系統(tǒng)應(yīng)有隔斷安裝。同時防凍劑添加量大也是一個不容無視的問題，除此之外日常維護工作量也大，所以這種方式僅適用于小范圍系統(tǒng)和部分運用。由此可見，充注防凍液方案由于其嚴重的污染性和腐蝕性，不適用于市政生活給水管道及污水管道，其在消防管網(wǎng)中的應(yīng)用也不很成熟。
4.暖通系統(tǒng)伴熱該方案將給水管、消防水管中可與供暖系統(tǒng)供、回水管平行布置的管道共同保溫，借助供暖管水溫伴暖給水管、消防水管，達到防凍目的.根據(jù)傳熱學(xué)原理，用計算機模擬計算，在環(huán)境溫度為-10°C時，一根DN150、溫度為70°C的回水管經(jīng)伴暖同直徑的一根自來水管，100 m后該回水管的溫度降僅:TC左右，說明采用此方案在熱力理論上可行.但在管道的布置上對設(shè)計施工相當(dāng)繁難。其缺陷是①布管艱難②敷設(shè)本錢高③工藝復(fù)雜，施工難度大④維護工作量大⑤有“跑、冒、滴、漏”之風(fēng)險⑥耗能高，有污染⑦需鍋爐、人工⑧煤炭價錢逐年升高⑨運轉(zhuǎn)需觸及不同的管理部門，溝通工作量大。
5.回水絕熱伴熱回水絕熱伴熱是指在消防管道旁平行裝置自來水管道，共同敷設(shè)保溫材料，借助自來水水溫停止保溫防凍?；厮^熱伴熱同樣存在著本錢高、設(shè)計施工難度大、維護量大、易發(fā)作“跑、冒、滴、漏”、遇到持續(xù)冰冷氣候設(shè)備容易凍結(jié)等問題。6、電伴熱系統(tǒng)該方案以加熱電纜為主，產(chǎn)品商品化程度高、柔韌靈活、安全可靠、施工快捷、經(jīng)濟并符合環(huán)保要求.方案對電熱器件及相應(yīng)配套沒施要求較高，并且整個伴暖系統(tǒng)工作必須在線監(jiān)測控制，在電伴暖意外失效的情況下，必須能夠及時發(fā)現(xiàn)和搶修。通過對以上防凍方案的應(yīng)用比較，可以發(fā)現(xiàn)，單一方案如絕熱電伴暖方案、利用自來水溫進行絕熱防凍方案和利用供暖系統(tǒng)供、回水絕熱伴暖防凍方案、用于管道充填防凍液方案，都有某種程度的不足和局限性，即使比較成熟的電伴熱方案出現(xiàn)意外失效也將造成不可估量的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的多功能供排水管道智能防凍控制裝置及工作方法，它克服了其它技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明是由溫度控制器、溫度傳感器、傳感器線、第一防水電磁閥、手動閥門、第一活接、第二活接、第三活接、第四活接、第五活接、第六活接、連接管道、第一三通管節(jié)、第二三通管節(jié)、第三三通管節(jié)、第四三通管節(jié)、第一彎頭、第二彎頭、第三彎頭、絲頭、第二防水電磁閥、外接控制器、殼體連接而成，在殼體內(nèi)，第一防水電磁閥與溫度控制器由電源線連接，溫度控制器與溫度傳感器由傳感器線連接，第一防水電磁閥固定在進水管道上，溫度控制器通過控制面板與底板架相固定；第二三通管節(jié)與第三三通管節(jié)連接，第三三通管節(jié)的出水口處有絲頭，第二三通管節(jié)與第一活接連接，第一活接與第二防水電磁閥連接，第二防水電磁閥與第二活接連接，第二活接與第三彎頭連接，第三彎頭與第四三通管節(jié)連接，第三三通管節(jié)與第三活接連接，第三活接與第四活接連接，并且中間安裝著手動閥門，第四活接與第四三通管節(jié)連接，第四三通管節(jié)的出水口處有絲頭；第二防水電磁閥與外接控制器由線路連接；第二三通管節(jié)與第一三通管節(jié)連接，第一三通管節(jié)與第一彎頭由連接管道連接，第一彎頭與第二彎頭中間由第五活接、第六活接連接，在第二彎頭上有出水口。本發(fā)明的工作方法本技術(shù)主要體現(xiàn)在對供排水管道及自來水管道內(nèi)的水實施溫度控制，是根據(jù)流水不凍這一原理設(shè)計的，利用溫度傳感器實時準確的檢測進水管內(nèi)水的溫度變化，然后將數(shù)據(jù)準確無誤的傳輸給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)，檢測到一定的數(shù)值時，對第一防水電磁閥適時啟動，將即將結(jié)冰的水迅速從排水管排出，水管內(nèi)水的溫度始終保持在3°C以上，從而使水管內(nèi)的死水形成流動的活水，實現(xiàn)供水管道及自來水管道防凍的目的；第二防水電磁閥與外接控制器通過線路連接可以達到按要求供水，節(jié)約用水的理想效果。手動閥門可以根據(jù)需要實施開啟或關(guān)閉，如發(fā)生停電時用手動閥門5開啟即可。本發(fā)明的意義是本發(fā)明應(yīng)用于供排水管道及自來水管道防凍技術(shù)，順應(yīng)了水只有流動才不會被凍結(jié)的本性，比較人性化，適用于任何環(huán)境，尤其適用于北方寒冷地區(qū)冬季無保溫措施的家庭、公廁、停車場、辦公場所、消防工程、噴淋裝置及太陽能上下水管道，室外露天水管；本發(fā)明使用壽命長，安裝方便，經(jīng)濟適用，用途廣泛。


圖1為多功能供排水管道智能防凍控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1、溫度控制器 2、溫度傳感器 3、傳感器線 4、第一防水電磁閥 5、手動開關(guān) 6、第一活接 7、第二活接 8、第三活接 9、第四活接 10、第五活接 11、第六活接 12、連接管道 13、第一三通管節(jié) 14、第二三通管節(jié) 15、第三三通管節(jié)16、第四三通管節(jié)17、第一彎頭 18、第二彎頭 19、第三彎頭20、絲頭21、第二防水電磁閥22、外接控制器 23、殼體
具體實施例方式實施例1、本發(fā)明是由溫度控制器1、溫度傳感器2、傳感器線3、第一防水電磁閥4、手動閥門5、第一活接6、第二活接7、第三活接8、第四活接9、第五活接10、第六活接11、連接管道12、第一三通管節(jié)13、第二三通管節(jié)14、第三三通管節(jié)15、第四三通管節(jié)16、第一彎頭17、第二彎頭18、第三彎頭19、絲頭20、第二防水電磁閥21、外接控制器22、殼體23連接而成，在殼體23內(nèi)，第一防水電磁閥4與溫度控制器I由電源線連接，溫度控制器I與溫度傳感器2由傳感器線3連接，第一防水電磁閥4固定在進水管道上，溫度控制器I通過控制面板與底板架相固定；第二三通管節(jié)14與第三三通管節(jié)15連接，第三三通管節(jié)15的出水口處有絲頭20，第二三通管節(jié)14與第一活接6連接，第一活接6與第二防水電磁閥21連接，第二防水電磁閥21與第二活接7連接，第二活接7與第三彎頭19連接，第三彎頭19與第四三通管節(jié)16連接，第三三通管節(jié)15與第三活接8連接，第三活接8與第四活接9連接，并且中間安裝著手動閥門5，第四活接9與第四三通管節(jié)16連接，第四三通管節(jié)16的出水口處有絲頭20 ;第二防水電磁閥21與外接控制器22由線路連接；第二三通管節(jié)14與第一三通管節(jié)13連接，第一三通管節(jié)13與第一彎頭17由連接管道12連接，第一彎頭17與第二彎頭18中間由第五活接10、第六活接11連接，在第二彎頭18上有出水口。實施例2、工作方法本發(fā)明是對供排水管道及自來水管道內(nèi)的水實施溫度控制，是根據(jù)流水不凍這一原理設(shè)計的，利用溫度傳感器2實時準確的檢測進水管內(nèi)水的溫度變化，然后將數(shù)據(jù)準確無誤的傳輸給溫度控制器1，溫度控制器I根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)，檢測到一定的數(shù)值時，對第一防水電磁閥4適時啟動，將即將結(jié)冰的水迅速從排水管排出，從而使水管內(nèi)的死水形成流動的活水，實現(xiàn)供水管道及自來水管道防凍的目的；第二防水電磁閥22與外接控制器22通過線路連接可以達到按要求供水，節(jié)約用水的理想效果。手動閥門可以根據(jù)需要實施開啟或關(guān)閉，如發(fā)生停電時，用手動閥門5開啟即可。實施例3、水管內(nèi)水的溫度始終保持在3 °C以上。
權(quán)利要求
1.多功能供排水管道智能防凍控制裝置，它是由溫度控制器(I)、溫度傳感器(2)、傳感器線(3)、第一防水電磁閥(4)、手動閥門(5)、第一活接(6)、第二活接(7)、第三活接(8)、第四活接(9)、第五活接(10)、第六活接(11)、連接管道(12)、第一三通管節(jié)(13)、第二三通管節(jié)(14)、第三三通管節(jié)(15)、第四三通管節(jié)(16)、第一彎頭(17)、第二彎頭(18)、第三彎頭(19)、絲頭(20)、第二防水電磁閥(21)、外接控制器(22)、殼體(23)連接而成，其特征是在殼體(23)內(nèi)，第一防水電磁閥(4)與溫度控制器(I)由電源線連接，溫度控制器(I)與溫度傳感器(2)由傳感器線(3)連接，第一防水電磁閥(4)固定在進水管道上，溫度控制器(I)通過控制面板與底板架相固定；第二三通管節(jié)(14)與第三三通管節(jié)(15)連接，第三三通管節(jié)(15)的出水口處有絲頭(20)，第二三通管節(jié)(14)與第一活接(6)連接，第一活接(6)與第二防水電磁閥(21)連接，第二防水電磁閥(21)與第二活接(7)連接，第二活接(7)與第三彎頭(19)連接，第三彎頭(19)與第四三通管節(jié)(16)連接，第三三通管節(jié)(15)與第三活接(8)連接，第三活接(8)與第四活接(9)連接，并且中間安裝著手動閥門(5)，第四活接(9)與第四三通管節(jié)(16)連接，第四三通管節(jié)(16)的出水口處有絲頭(20);第二防水電磁閥(21)與外接控制器(22)由線路連接；第二三通管節(jié)(14)與第一三通管節(jié)(13)連接，第一三通管節(jié)(13)與第一彎頭(17)由連接管道(12)連接，第一彎頭(17)與第二彎頭(18)中間由第五活接(10)、第六活接(11)連接，在第二彎頭(18)上有出水口。
2.權(quán)利要求1所述多功能供排水管道智能防凍控制裝置的工作方法，其特征是利用溫度傳感器(2)實時準確的檢測進水管內(nèi)水的溫度變化，然后將數(shù)據(jù)準確無誤的傳輸給溫度控制器(1)，溫度控制器(I)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)，檢測到一定的數(shù)值時，對第一防水電磁閥(4)適時啟動，將即將結(jié)冰的水迅速從排水管排出，從而使水管內(nèi)的死水形成流動的活水，實現(xiàn)供水管道及自來水管道防凍的目的；第二防水電磁閥(21)與外接控制器(22)通過線路連接，實現(xiàn)按要求供水，節(jié)約用水的理想效果；手動閥門可以根據(jù)需要實施開啟或關(guān)閉，如發(fā)生停電時用手動閥門(5)開啟即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能供排水管道智能防凍控制裝置，其特征是水管內(nèi)水的溫度始終保持在3°C以上，保持不被凍結(jié)狀態(tài)。
全文摘要
多功能供排水管道智能防凍控制裝置及工作方法是一種供排水管道智能防凍技術(shù)，它克服了其它技術(shù)存在的缺點，它是由溫度控制器、溫度傳感器、傳感器線、兩個防水電磁閥、手動閥門、六個活接、連接管道、四個三通管節(jié)、三個彎頭、絲頭、外接控制器、殼體由管道連接而成，本發(fā)明應(yīng)用于供排水管道及自來水管道防凍技術(shù)，順應(yīng)了水只有流動才不會被凍結(jié)的本性，比較人性化，適用于任何環(huán)境，尤其適用于北方寒冷地區(qū)冬季無保溫措施的家庭、公廁、停車場、辦公場所、消防工程、噴淋裝置及太陽能上下水管道，室外露天水管；本發(fā)明使用壽命長，安裝方便，經(jīng)濟適用，用途廣泛。
文檔編號E03B7/12GK103061383SQ20121056902
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者于統(tǒng)之 申請人:于統(tǒng)之