本發(fā)明涉及消防供水，特別是指一種消防供水側(cè)的換水系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、消防供水側(cè)主要包括消防水池、消防水泵和環(huán)狀管網(wǎng)。目前的消防供水側(cè)大多長期閑置，消防水池和環(huán)狀管網(wǎng)內(nèi)的儲(chǔ)備消防用水長期閑置，即使有消毒措施，仍可能存在微生物滋生問題，影響水質(zhì)，降低水的滅火效能，還可能堵塞管道和消防設(shè)備。長期閑置，水中的泥沙、鐵銹等雜質(zhì)會(huì)沉淀在水池底部，積累到一定程度會(huì)影響水質(zhì)，也可能對(duì)水泵等設(shè)備造成磨損。而定期進(jìn)行儲(chǔ)備消防用水的全部更換，則會(huì)造成大量的水資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種消防供水側(cè)的換水系統(tǒng)和方法，能夠確保消防用水水質(zhì)穩(wěn)定，維持良好滅火效能，降低管道和設(shè)備堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種消防供水側(cè)的換水系統(tǒng)，包括：

3、至少一組的消防水池；

4、與所述消防水池供水端連接的環(huán)狀管網(wǎng)；

5、與所述環(huán)狀管網(wǎng)連接的至少一組的消防用水裝置；

6、與所述消防水池入水端連接的給水管網(wǎng)；

7、與所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池連接的排水管道；

8、設(shè)置在所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池中的水質(zhì)傳感器；

9、控制器，所述控制器用于接收水質(zhì)傳感器檢測(cè)到環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池各節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；若所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)超標(biāo)，則控制啟動(dòng)環(huán)狀管網(wǎng)和/或消防水池內(nèi)的超標(biāo)水通過排水管道的排水工作；待所述排水工作完成后，控制啟動(dòng)給水管網(wǎng)對(duì)環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水工作；循環(huán)以上排水、補(bǔ)水工作，直至所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)。

10、可選的，本換水系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池中的壓力傳感器和流量傳感器；

11、所述壓力傳感器用于檢測(cè)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的壓力變化；所述流量傳感器用于檢測(cè)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水量和排水量；

12、所述控制器還用于接收壓力傳感器、流量傳感器檢測(cè)到環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池各節(jié)點(diǎn)的壓力、補(bǔ)水和排水?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的壓力計(jì)算出所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積；以及根據(jù)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值的差值和所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，計(jì)算出所需換水量；接收所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水量和排水量，接收所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水量和排水量，確保達(dá)到換水量達(dá)標(biāo)。

13、可選的，所述水質(zhì)傳感器檢測(cè)到的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)包括酸堿度、濁度、微生物含量、余氯含量和/或重金屬含量；

14、所述控制器還用于在單一水質(zhì)指標(biāo)下或在多水質(zhì)指標(biāo)下計(jì)算所需換水量。

15、可選的，本換水系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述給水管網(wǎng)中的水質(zhì)傳感器；

16、所述控制器還用于接收水質(zhì)傳感器檢測(cè)到給水管網(wǎng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述給水管網(wǎng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值的差值和所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，計(jì)算出所需換水量。

17、可選的，所述壓力傳感器包括設(shè)于所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)的壓力監(jiān)測(cè)裝置；

18、所述流量傳感器包括設(shè)于所述環(huán)狀管網(wǎng)、消防水池與排水管道之間的排水流量計(jì)以及設(shè)于消防水池與給水管網(wǎng)之間的流量監(jiān)測(cè)裝置。

19、本發(fā)明還提供一種消防供水側(cè)的換水方法，應(yīng)用于如上所述的換水裝置，包括：

20、所述水質(zhì)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池各節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)；

21、所述控制器將該水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；

22、若所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)超標(biāo)，觸發(fā)換水操作，若水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)暫未超標(biāo)，則持續(xù)監(jiān)測(cè)；

23、所述控制器控制啟動(dòng)環(huán)狀管網(wǎng)和/或消防水池內(nèi)的超標(biāo)水通過排水管道的排水工作；

24、待所述排水工作完成后，所述控制器控制啟動(dòng)給水管網(wǎng)對(duì)環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水工作；

25、待所述補(bǔ)水工作完成后，所述控制器再次將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；

26、若水質(zhì)數(shù)據(jù)暫未超標(biāo)，則持續(xù)監(jiān)測(cè)，若水質(zhì)數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)閾值，重復(fù)以上步驟。

27、可選的，本換水方法還包括：

28、所述壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的壓力變化；

29、若所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)超標(biāo)，所述控制器根據(jù)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的壓力計(jì)算出所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積；

30、所述控制器根據(jù)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值的差值和所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，計(jì)算出所需換水量；

31、所述控制器控制啟動(dòng)環(huán)狀管網(wǎng)和/或消防水池的換水工作；

32、所述控制器根據(jù)接收到的所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池的補(bǔ)水量和排水量數(shù)據(jù)，確保一次換水實(shí)現(xiàn)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)。

33、可選的，所述控制器根據(jù)所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的壓力計(jì)算出所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，包括：

34、根據(jù)v1＝(a*b*p1)/(ρ*g)得到消防水池體積，

35、其中，v1為消防水池體積，a、b為水池的長、寬，p1為水池底部壓力傳感器測(cè)得的壓力值，ρ為水的密度，g為重力加速度，所述水池為長方體；

36、根據(jù)v2＝(πr2*p2)/(ρ*g)得到環(huán)狀管網(wǎng)體積，

37、其中，v2為環(huán)狀管網(wǎng)體積，r為環(huán)狀管網(wǎng)的橫截半徑，p2為環(huán)狀管網(wǎng)中的壓力傳感器測(cè)得的壓力值，ρ為水的密度，g為重力加速度；

38、所述控制器根據(jù)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值的差值和所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，計(jì)算出所需換水量，包括：

39、根據(jù)q＝v*(c1-c2)/c1得到所需換水量，

40、其中，q為所需換水量，v為環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的總體積，c1為測(cè)得的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，c2為水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)閾值。

41、可選的，當(dāng)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)為多水質(zhì)指標(biāo)時(shí)，

42、根據(jù)cf＝m*(c11-c21)+n*(c12-c22)+...+j*(c1x-c2x)，

43、cl＝m*c11+n*c12+...+j*c1x，

44、q＝v*cf/cl得到所需換水量，

45、其中，cf為加權(quán)后的當(dāng)前水質(zhì)指標(biāo)與預(yù)設(shè)閾值的差值，cl為加權(quán)后的當(dāng)前水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，c11...c1x為各類的當(dāng)前水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，c21...c2x為各類的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)閾值，m...j為各類的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的權(quán)重，各個(gè)權(quán)重之和為1。

46、可選的，所述控制器還用于接收水質(zhì)傳感器檢測(cè)到給水管網(wǎng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述給水管網(wǎng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值的差值和所述環(huán)狀管網(wǎng)和消防水池內(nèi)水體的體積，計(jì)算出所需換水量，包括：

47、根據(jù)cf＝m*(c11-c21)+n*(c12-c22)+...+j*(c1x-c2x)，

48、ch＝m*(c11-c31)+n*(c12-c32)+...+j*(c1x-c3x)，

49、q＝v*cf/ch得到所需換水量，

50、其中，ch為加權(quán)后的當(dāng)前水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與給水管網(wǎng)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的差值，c31...c3x為各類的給水管網(wǎng)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

51、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

52、本發(fā)明的上述方案，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)，及時(shí)進(jìn)行排水和補(bǔ)水操作，有效抑制微生物滋生，確保消防用水水質(zhì)良好，維持其滅火效能。例如，當(dāng)水質(zhì)傳感器檢測(cè)到微生物含量超標(biāo)時(shí)，控制器啟動(dòng)換水流程，新水的注入稀釋了微生物濃度，使水質(zhì)恢復(fù)達(dá)標(biāo)，保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防用水能發(fā)揮最佳滅火效果。

53、通過實(shí)時(shí)檢測(cè)和換水，避免了雜質(zhì)過度積累。當(dāng)檢測(cè)到水質(zhì)因雜質(zhì)問題超標(biāo)時(shí)，排水過程可帶出部分沉淀雜質(zhì)，補(bǔ)水則更新了水體，減少了對(duì)水泵等設(shè)備的磨損，延長設(shè)備使用壽命，同時(shí)確保水質(zhì)穩(wěn)定，保障滅火工作順利進(jìn)行。

54、依據(jù)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)決定是否換水以及換水量。通過將水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值對(duì)比，僅在水質(zhì)超標(biāo)時(shí)進(jìn)行換水，且根據(jù)水質(zhì)超標(biāo)程度和水體體積精準(zhǔn)計(jì)算所需換水量，避免了不必要的水資源浪費(fèi)。例如，當(dāng)只有部分水質(zhì)指標(biāo)輕微超標(biāo)時(shí)，只需更換少量水即可使水質(zhì)達(dá)標(biāo)，相較于全部換水，大大節(jié)約了水資源。

55、所述控制器自動(dòng)接收水質(zhì)傳感器數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷水質(zhì)是否超標(biāo)，并自動(dòng)控制排水和補(bǔ)水工作，無需人工頻繁檢查和操作。這不僅節(jié)省了人力成本，還能及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)水質(zhì)變化做出反應(yīng)，確保消防供水系統(tǒng)始終處于良好狀態(tài)。例如，在夜間或管理人員不在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)依然能自動(dòng)運(yùn)行，及時(shí)處理水質(zhì)問題，提高了消防供水系統(tǒng)的管理效率和可靠性。