《基于虚拟仪器的恒压节能供水系统设计说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于虚拟仪器的恒压节能供水系统设计说明（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大别山区新农村零能耗供水系统设计说明书设计者：陶成飞指导教师：陈国凡（安徽理工大学）作品内容简介我们因地制宜的设计出了新农村零能耗供水方案，新建或利用改造原有管网至各家各户，使村民享受到市民待遇。预计试点村农户将喝上干净、卫生，健康，天然的山泉。我们通过实验设计了一套零能耗供水系统。此系统利用物理上的虹吸原理，同时结合大别山地区的地理状况，由蓄水池，自来水管道，自来水过滤器，家用水塔、太阳能热水器，三通，水龙头组成，实现真正意义上的供水零能耗，在水压变化时经过调控能稳定达到设定供水压值，实现恒压供水。当系统开始工作时，压力稳定在设定值，并且整个过程是动态的，自动调整的，不需人为控制。关键词:大
2、别山 零能耗 虹吸原理 恒压供水 联系人 :陈国凡联系电话:13855474208E-mail :1研究背景及意义随着我国社会主义现代化建设事业的持续发展，给水排水设备也在不断提高，我省大别山地区，由于地理原因，供水基础设施发展缓慢，局部地方至今还未用上自来水，有自来水的农村也以乡镇水厂为主,与快速发展的农村经济形势脱节。然而大别山位于鄂豫晥三省交界处，在自然地理上具有“南北过渡、襟带东西”的显著特征，大别山脉连绵千余公里，是中国南北水系的分水岭。这里的泉水晶莹清透，冬暖夏凉，终年不竭，源远流长，即使遇到百年不遇的干旱也是水流如注，未曾间断。尤其到了冬天，泉水热气腾腾，如同仙境。而且当地村民的
3、房屋大多依山而建，山上丰富的泉水资源可以直接接到家里使用，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。随着人民生活水平的提高,相应的生活用水量也大幅度增加。人们对提高供水质量的要求越来越高,另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。饮水工程对于每个人来说都是非常重要的，传统给水方式存在投资大、二次污染严重、安装麻烦、占地面积大等缺点。 作为饮水工程中最重要的供水这一环目前却存在着很多问题，传统供水方式己经不能满足当前社会的发展和需求。要解决生产过程中能耗高的问题，除其它相关的技术问题需要改进外，零能耗供水
4、技术已经成为节能及提高产品质量的有效措施，其重要性日益得到了国家的重视，在国内推广零能耗技术有着非常重大的现实意义和巨大的经济价值及社会价值。大别山地区零能耗供水系统具有节约电能、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠的优势，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。我们设计的零能耗供水系统通过现有的地理资源，零编程无成本实现永久性供水。2 工作原理及性能分析此系统由蓄水池，自来水管道，自来水过滤器，家用水塔、太阳能热水器，三通，水龙头组成，在水压变化时经过调控能快速稳定达到设定供水压值，实现零能耗供水。如图所示。山泉山泉蓄水池水池浴室过滤器防回流装置水塔厨房卫生间热水器
5、图1，控制系统简图洗脸盆水池浴室当系统开始工作时，首先由于泉水渗流原理使蓄水井里逐渐蓄水，蓄水井的地势比房屋高，由于虹吸原理，压强差在起作用，当弯管两侧中同一液面的压强不同时，管中的液体就会向着压强较小的一侧流动。而且，出水口要低于水面。这样，水就会从管道流出。在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里，越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高，压力会降低到使管内产生气泡（由空气或其他成分的气体构成），虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开，气泡两端的气体分子之间的作用力减至0，从而破坏
6、了虹吸作用，因此管子一定要装满水。在正常的大气压下，虹吸管的作用比在真空时好，因为两边管口上所受到的大气压强提高了整个虹吸管内部的压力。图2，虹吸原理简图还必须注意三点：1、管内先装满液体 2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。 3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强（大气压加水的压强）大于向上的大气压。保证水的流出。由于水管的压力逐渐加大，通过压力把水传送给水塔，再通过水塔，在水塔里设计出水口的位置，由流体力学的基础知识，进而控制住水压，把压力稳定在设定值，实现了恒压供水，并且整个制过程是动态的，自调整的，不需人为控制。使用该系统进行恒压供
7、水可以不消耗任何能量，一旦安装完成，可以立即投入使用，而且不易损坏，可以安全使用多年。符合本次节能减排大赛的主题：节能减排，绿色主题。做到了清新，环保，同时制作成本非常低，不会给农村家庭带来经济负担。完成制作后，作品实物外形照片见图3,4。图3，蓄水池图4，系统实物外形图图5，零能耗供水实物外形图3设计方案3.1 硬件部分3.1.1 水塔图6 水塔水塔，一般居民区里蓄水作用，有些还是水厂生产工艺的一个重要组成部分。用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。3.1.2 自来水管道PERT地暖管图7，PERT地暖管输送水源，传递水压，同时埋于距离地表约20cm的地下，把泉水从
8、蓄水池引进水塔，而且该管耐腐蚀，耐低温，适合室外使用，不易毁坏，价格适中。3.1.3 注塑对接等径三通图8，注塑对接等径三通在管道安装过程中起更好的连接作用，具有良好的综合性能，广泛用于给水排水工程。3.1.4 PE对接90度弯头图9，PE对接90度弯头在管道安装过程中起更好的连接作用具有良好的综合性能，广泛用于给水排水工程。，。3.15简易过滤器 图10，混合纤维素酯微孔滤膜用于滤除细菌和微粒，一般0.65微米以上可除微粒，0.45以下可除菌。可将滤膜使用在蓄水池的管道入水口处。3.1.6 环保水龙头 图11，环保水龙头,零能耗供水系统系统出水口，用来控制水流的大小开关，有节水的功效；。3.
9、1.7 太阳能热水器图12 太阳能热水器太阳能热水器工作原理：把太阳光能转化为热能将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热器、储水箱及相关附件组成，把太阳能转化成热能主要依靠集热管。集热器受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。 3.1.7 防回流装置防回流装置由一个螺杆和一个板状闭合件所组成。螺杆包括至少一个其上有槽、用于使树脂前进的计量部分。闭合件借助于树脂的压力而进入开口状态，从而建立了所说槽与所说螺杆前面空腔之间的联通，树脂压力与计量相关联地在闭合件后面增加；闭合件借助于弹性材料的回复力而进入闭合状态，从而切断了所说槽与所说螺杆前面空腔之间的联通。当计量阶段完成时，回复力使得闭合件进入闭合状态，从而切断了所说槽与所说螺杆前面空腔之间的联通。4 创新点及应用1）该供水系统是因地制宜开发的，操作简单，运行平稳，适合大别山区的特殊地理环境。 图13，大别山泉水2）利用现有的泉水资源，把天然绿色的山泉引进来，符合本次大赛的主题。3）用虹吸原理实现了零能耗，节省了大量的电能。此系统用低成本费，低运营费，取得了高性能，易维护，大大的节省了能源消耗。系统结构简单，操作方便。
