水箱進(jìn)水電動(dòng)閥控制策略優(yōu)化

王學(xué)軍

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200437

隨著人類文明的日益進(jìn)步，人們對(duì)生活用水的需求日益增大，生活水箱供水的穩(wěn)定性也日益突出。為了保證生活水箱供水的連續(xù)性，必須及時(shí)對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水，電動(dòng)閥的使用在建筑中越來(lái)越普及。當(dāng)補(bǔ)水采用電動(dòng)閥控制時(shí)，對(duì)進(jìn)水電動(dòng)閥的控制顯得尤為重要，電動(dòng)閥控制的合理性也成為了建筑行業(yè)需要關(guān)心的問(wèn)題。一個(gè)合理穩(wěn)定的電動(dòng)閥控制體系才能確保供水系統(tǒng)更好地保障人們的日常 需求。

在設(shè)計(jì)階段，給排水專業(yè)提出了供水控制的要求，而電氣控制往往由設(shè)備供貨商進(jìn)行完善設(shè)計(jì)，由于涉及多個(gè)專業(yè)及設(shè)備供應(yīng)商，一旦相互之間未協(xié)調(diào)到位，則會(huì)給設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。

1 項(xiàng)目概述

某項(xiàng)目位于上海市虹口區(qū)，總建筑面積13萬(wàn) m2，地下3層，地上有1棟23層辦公塔樓和1棟4層商業(yè)樓，水泵房設(shè)置在地下3層，由3個(gè)原水箱供塔樓、裙房及商場(chǎng)日常用水，每座水箱上各有1個(gè)進(jìn)水管電動(dòng)閥，此電動(dòng)閥與水箱液位聯(lián)動(dòng)。

在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，給排水圖紙中水箱設(shè)計(jì)了進(jìn)水電動(dòng)閥，但電氣專業(yè)未進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。由于涉及水箱液位、電動(dòng)閥、水泵控制等的聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)控制采用樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。物業(yè)部門根據(jù)現(xiàn)狀及今后的使用情況，對(duì)進(jìn)水電動(dòng)閥的控制提出了要求，因此需對(duì)控制閥的控制進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過(guò)和專業(yè)廠家的協(xié)商以及現(xiàn)場(chǎng)條件的勘查，對(duì)生活水箱進(jìn)水管電動(dòng)閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

2 水箱進(jìn)水電動(dòng)閥控制問(wèn)題分析

該工程原水箱進(jìn)水由市政直接供水，水箱進(jìn)水管設(shè)電動(dòng)閥（圖1），通過(guò)原水箱液位進(jìn)行控制。當(dāng)原水箱處于低水位時(shí)，水箱進(jìn)水電動(dòng)閥打開(kāi)，由市政管網(wǎng)對(duì)原水箱補(bǔ)水；當(dāng)原水箱處于高水位時(shí)，原水箱進(jìn)水電動(dòng)閥關(guān)閉，原水箱停止進(jìn)水。該電動(dòng)閥由泵房?jī)?nèi)動(dòng)力控制箱直接供電，原方案是通過(guò)BA系統(tǒng)進(jìn)行液位監(jiān)測(cè)和控制。屋頂水箱由生活水泵從原水箱供水，當(dāng)原水箱水位處于低液位時(shí)，水泵停止向屋頂水箱供水。

圖1 水箱控制原理

在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，使用單位提出如下問(wèn)題：

1）水箱進(jìn)水管電動(dòng)閥和水箱液位狀態(tài)信號(hào)由BA系統(tǒng)監(jiān)視，BA監(jiān)控中心設(shè)置在一層消防控制中心內(nèi)，遠(yuǎn)離水泵房，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，工作人員無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)急處理，給供水系統(tǒng)造成不穩(wěn)定的因素。

2）原設(shè)計(jì)生活水箱進(jìn)水管電動(dòng)閥直接由配電箱進(jìn)行供電，BA系統(tǒng)控制啟停，當(dāng)電動(dòng)閥發(fā)生故障導(dǎo)致無(wú)法關(guān)閉時(shí)，水箱滿水溢出，因現(xiàn)場(chǎng)無(wú)警報(bào)裝置，會(huì)造成維保人員巡視時(shí)不能及時(shí)知曉，也無(wú)法及時(shí)進(jìn)行處置。

3）當(dāng)水箱需進(jìn)行清洗時(shí)，工作人員無(wú)法手動(dòng)暫停水箱供水，不便于進(jìn)行水箱清洗。

3 系統(tǒng)的調(diào)整及解決方案

針對(duì)以上問(wèn)題，必須對(duì)原電動(dòng)閥的控制方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。通過(guò)對(duì)原系統(tǒng)原理的分析，是具備系統(tǒng)改造可行性的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝條件，增設(shè)的控制設(shè)備是有擺放位置的。下面對(duì)每一項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了可行性 方案。

3.1 水箱控制系統(tǒng)的調(diào)整

為了解決現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急控制和水箱清洗時(shí)手動(dòng)關(guān)閉的需求，在水箱進(jìn)水電動(dòng)閥附近增設(shè)電動(dòng)閥控制箱，控制箱電源由原電動(dòng)閥供電電源回路引來(lái)，將原系統(tǒng)直接連接到DDC箱的進(jìn)水電動(dòng)閥，水箱液位等的信號(hào)先連接到電動(dòng)閥控制箱，再連接到DDC箱。通過(guò)增設(shè)的電動(dòng)閥控制箱來(lái)實(shí)現(xiàn)水箱供水就地控制，其原理如圖2所示。

圖2 調(diào)整后的水箱控制原理

3.2 增設(shè)超高及超低水位報(bào)警警鈴

為了便于巡視維保人員知曉水箱液位情況并且及時(shí)作出應(yīng)急措施，在水箱附近增設(shè)2組警鈴，信號(hào)由電動(dòng)閥控制箱引來(lái)，警鈴與水箱液位計(jì)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，監(jiān)視水箱液位狀態(tài)。當(dāng)水箱液位處于超低水位或超高水位時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)巡視人員能第一時(shí)間趕到，避免造成重大設(shè)備損失。

3.3 水箱的液位顯示及傳輸原理

為方便現(xiàn)場(chǎng)直觀監(jiān)視水箱液位及控制，在水箱側(cè)使用了磁翻板液位計(jì)[1]，便于巡視人員查看以及定時(shí)做好記錄，同時(shí)可以提供液位控制信號(hào)。液位計(jì)工作原理如下：

磁翻板液位計(jì)是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。液位計(jì)本體管一側(cè)面上下各有1根聯(lián)通管，側(cè)面管末端裝設(shè)法蘭，通過(guò)法蘭可與容器的側(cè)面聯(lián)通管進(jìn)行相連，形成連通結(jié)構(gòu)，容器內(nèi)的液體通過(guò)側(cè)面聯(lián)通管直接流進(jìn)液位計(jì)主導(dǎo)管內(nèi)。根據(jù)聯(lián)通管原理，液位計(jì)主導(dǎo)管內(nèi)的液位高度與容器內(nèi)液體的高度一致。液位計(jì)主導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有浮子，浮子可以隨液位同步升降，浮子內(nèi)有永久磁鋼，前部設(shè)有紅白色磁翻柱，在磁耦合的作用下，前部的磁翻柱隨浮子的上下運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)。當(dāng)液位上升時(shí)，翻柱由白色翻轉(zhuǎn)為紅色；當(dāng)液位下降時(shí)，翻柱從紅色翻轉(zhuǎn)為白色，通過(guò)翻柱的紅白分界可顯示容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。通過(guò)安裝磁性開(kāi)關(guān)可以在任意點(diǎn)輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)[2]，并將該信號(hào)接到電動(dòng)閥控制箱。

3.4 電動(dòng)閥的電氣控制工作原理

原方案進(jìn)水管電動(dòng)閥只能通過(guò)BA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，就地不能進(jìn)行有效控制。原水箱的進(jìn)水管電動(dòng)閥與水箱液位計(jì)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。正常運(yùn)行時(shí)，水箱水位達(dá)到高水位時(shí)電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，水箱水位達(dá)到超高水位時(shí)通過(guò)BA系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警；當(dāng)水位逐漸下降至低水位時(shí)電動(dòng)閥開(kāi)啟，當(dāng)水位下降到超低水位時(shí)通過(guò)BA系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警；當(dāng)水箱水位超過(guò)低水位但不到高水位時(shí)電動(dòng)閥保持開(kāi)啟狀態(tài)，水箱進(jìn)水。通過(guò)增設(shè)就地控制箱，實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)控制和液位自動(dòng)控制，在水箱處于超高液位和超低液位時(shí)，警鈴就地鳴響，通知巡視人員進(jìn)行應(yīng)急處理，BA系統(tǒng)起監(jiān)視和遠(yuǎn)程報(bào)警作用。

3.5 優(yōu)化后的系統(tǒng)分析

經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)溝通以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)電動(dòng)閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了管線及系統(tǒng)優(yōu)化，形成了水箱進(jìn)水電動(dòng)閥控制箱原理（圖3）。

圖3 水箱進(jìn)水電動(dòng)閥控制箱原理

在生活水箱附近設(shè)置進(jìn)水管電動(dòng)閥控制箱，水箱液位計(jì)與控制箱聯(lián)動(dòng)，控制箱再控制電動(dòng)閥。在控制箱上設(shè)置水位指示燈、電動(dòng)閥運(yùn)行及停止按鈕、電動(dòng)閥運(yùn)行及停止指示燈、超低水位警鈴報(bào)警器、超高水位警鈴報(bào)警器。水箱液位計(jì)上設(shè)置4個(gè)限位觸點(diǎn)，分別為超低水位信號(hào)觸點(diǎn)、低水位信號(hào)觸點(diǎn)、高水位信號(hào)觸點(diǎn)、超高水位信號(hào)觸點(diǎn)。

進(jìn)水管電動(dòng)閥控制箱處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)：

1）當(dāng)水箱水位低于超低水位時(shí)，由液位計(jì)的超低水位限位觸點(diǎn)提供信號(hào)給控制箱，電動(dòng)閥開(kāi)啟，控制箱超低水位指示燈亮，并進(jìn)行超低水位警鈴報(bào)警。

2）當(dāng)水箱水位高于超低水位但低于低水位時(shí)，超低水位警鈴報(bào)警結(jié)束，電動(dòng)閥仍在開(kāi)啟，控制箱低水位指示 燈亮。

3）當(dāng)水箱水位逐漸上漲，水位高于低水位但未到高水位時(shí)，仍持開(kāi)啟狀態(tài)。

4）當(dāng)水箱水位達(dá)到高水位時(shí)，由液位計(jì)的高水位限位觸點(diǎn)提供信號(hào)給控制箱，電動(dòng)閥關(guān)閉，控制箱高水位指示燈亮。

5）當(dāng)水箱水位達(dá)到超高水位時(shí)，液位計(jì)的超高水位限位觸點(diǎn)提供信號(hào)給控制箱，電動(dòng)閥仍為關(guān)閉狀態(tài)，超高水位指示燈亮，水箱進(jìn)行超高水位警鈴報(bào)警。所有液位信號(hào)均遠(yuǎn)程至BA系統(tǒng)，當(dāng)水箱液位處于超低液位時(shí)，超低水位信號(hào)傳至屋頂水箱供水泵控制箱，強(qiáng)制供水泵停止供水。

進(jìn)水管電動(dòng)閥控制箱處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可手動(dòng)關(guān)閉水箱進(jìn)水電動(dòng)閥，定期對(duì)水箱進(jìn)行放水、檢查、清理。清理結(jié)束后，可手動(dòng)開(kāi)啟電動(dòng)閥補(bǔ)水。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，原水箱供水系統(tǒng)存在的問(wèn)題都得到了妥善解決，保障了整個(gè)供水系統(tǒng)能夠高效、順暢地運(yùn)作，確保了用戶的生活用水能夠更加持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)，為物業(yè)更好的管理提供了有效的幫助，也為其他項(xiàng)目水箱控制提供了有效的參考。

[1] 陳耀宗,姜文源,胡鶴鈞,等.建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó) 建筑工業(yè)出版社,1992.

[2] 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.磁浮子液位計(jì):JB/T 12957— 2016[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016.