一种用于高寒地区的隧道消防系统论文和设计-朱生伟

全文摘要

本实用新型公开了一种用于高寒地区的隧道消防系统，包括高位水池、热水水泵、太阳能真空集热器、水管、控制柜和消火栓；太阳能真空集热器通过水管和高位水池相连并形成加热水回路，加热水回路包括进水支路和出水支路，热水水泵设置于太阳能真空集热器的进水支路上，用于将高位水池中的水送至太阳能真空集热器中进行加热，加热后的水经过太阳能真空集热器的出水支路返回至高位水池中；消火栓通过水管形成的供水回路和高位水池相连，通过控制柜控制电动阀，在依靠高位水池中的水的势能，形成自流输水，有效的降低了在应对火情时的系统响应时间，同时减少了能源的损耗。

主设计要求

1.一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，包括高位水池、热水水泵、太阳能真空集热器(2)、水管、控制柜和消火栓；所述太阳能真空集热器(2)通过水管和高位水池相连并形成加热水回路，所述加热水回路包括进水支路(11)和出水支路(12)，所述热水水泵设置于太阳能真空集热器(2)的进水支路(11)上，用于将高位水池中的水送至太阳能真空集热器(2)中进行加热，且在热水水泵的进水口和高位水池之间还设有截止阀，加热后的水经过太阳能真空集热器(2)的出水支路(12)返回至高位水池中；所述消火栓通过水管形成的供水回路和高位水池相连，所述供水回路包括供水主路(41)、供水支路、取水支路(43)和回水支路(44)，所述供水支路一端和高位水池相连，其另一端连接在供水主路(41)上，所述取水支路(43)一端和消火栓相连，其另一端连接在供水主路(41)上，且在供水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，在取水支路(43)上设有蝶阀，所述回水支路(44)一端连接在流经取水支路(43)后的供水主路(41)上，其另一端和高位水池相连，在回水支路(44)上设有回水水泵，所述回水水泵用于将供水主路(41)中多余的水送回至高位水池中；太阳能真空管集热器、热水水泵、回水水泵和电动阀均和控制柜电连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述高位水池包括一个大水池(31)和一个小水池(32)，所述供水支路包括大水池(31)供水支路和小水池(32)供水支路，所述大水池(31)供水支路一端和大水池(31)相连，其另一端和供水主路(41)相连；所述小水池(32)供水支路一端和小水池(32)相连，其另一端和供水主路(41)相连，所述高位水池具体通过其小水池(32)(5)与太阳能真空集热器(2)(1)接通。

3.根据权利要求2所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述大水池(31)设置于冻土层以下。

4.根据权利要求2所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述小水池(32)供水支路上还设有加压泵。

5.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述高位水池通过水管外接有补水水井(5)，所述补水水井(5)用于给高位水池补充水。

6.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述回水支路(44)上依次还依次设有两个蝶阀，两个蝶阀之间设有一个止回阀。

7.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述供水支路包括一条自流供水支路(421)和两条水泵供水支路(422)，所述自流自水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，所述水泵供水支路(422)上均设有供水水泵，且在高位水池和供水水泵的进水口之间依次设有闸阀和偏心异径管，在供水水泵的出水口和供水主路(41)之间依次设有闸阀和止回阀。

8.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述供水主路(41)上还设有温度传感器，所述温度传感器和控制柜电连接，温度传感器用于检测供水主路(41)中水的温度信息，将其发送给控制柜，控制柜根据接收到的温度信息控制太阳能真空管集热器和热水水泵工作对高位水池中的水进行加热，并控制回水水泵工作。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述高位水池内还设有电加热铜棒(6)，所述电加热铜棒(6)和控制柜电联接。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种用于高寒地区的隧道消防系统，其特征在于，所述水管外层包裹有40-50mm的聚氨酯保温层。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及消防安全技术领域，具体涉及一种用于高寒地区的隧道消防系统。

背景技术

在我国高寒地区，由于气候寒冷，在冬天的时候消防水管和消防水池中的水经常被冻住，从而导致消防系统瘫痪，在应对紧急火灾的时候，不能及时的采取消防措施，导致严重的经济损失。

现有技术中常常采用管道保温技术、管道电伴热技术但是效果都不甚理想，还有一些地区采用在消防水池中添加防冻剂，但是由于高寒地区在冬天气温极低，常常导致水管冻裂，所以其防冻效果还是不能满足高寒地区的消防需求。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决高寒地区消防系统在冬季消防系统容易瘫痪的问题，提供了一种用于高寒地区的隧道消防系统，通过太阳能对高位水池中的水进行加热，从而防止消防水管中的水被冻住。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于高寒地区的隧道消防系统，包括高位水池、热水水泵、太阳能真空集热器、水管、控制柜和消火栓；太阳能真空集热器通过水管和高位水池相连并形成加热水回路，加热水回路包括进水支路和出水支路，热水水泵设置于太阳能真空集热器的进水支路上，用于将高位水池中的水送至太阳能真空集热器中进行加热，且在热水水泵的进水口和高位水池之间还设有截止阀，加热后的水经过太阳能真空集热器的出水支路返回至高位水池中；消火栓通过水管形成的供水回路和高位水池相连，供水回路包括供水主路、供水支路、取水支路和回水支路，供水支路一端和高位水池相连，其另一端连接在供水主路上，取水支路一端和消火栓相连，其另一端连接在供水主路上，且在供水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，在取水支路上设有蝶阀，回水支路一端连接在流经取水支路后的供水主路上，其另一端和高位水池相连，在回水支路上设有回水水泵，回水水泵用于将供水主路中多余的水送回至高位水池中；太阳能真空管集热器、热水水泵、回水水泵和电动阀均和控制柜电连接。利用热水水泵将高位水池中的水送至太阳能真空集热器中进行加热，且在热水水泵的进水口和高位水池之间还设有截止阀，以保证当水泵在初次运行之后水管中会有存水下次水泵运行时不用等待；另外将加热后的水在通过出水支路送回至高位水池中，使热水和高位水池中的冷水混合，减低高位水池结冰的可能性，同时通过将高位水池和太阳能真空集热器形成水流回路，使水处于流动状态，进一步的防止在冬季高位水池被冻住。消火栓通过水管形成的供水回路和高位水池相连，且在供水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，电动阀和控制柜电连接，通过控制柜控制电动阀，在依靠高位水池中的水的势能，形成自流输水，有效的降低了在应对火情时的系统响应时间，同时减少了能源的损耗。在取水支路上设有蝶阀，蝶阀体积小、重量轻，启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作，通过控制蝶阀的开闭便可以对消火栓水流的大小进行调节，提高了高寒地区消防系统的灵活性和便捷性。

进一步的，高位水池包括一个大水池和一个小水池，供水支路包括大水池供水支路和小水池供水支路，大水池供水支路一端和大水池相连，其另一端和供水主路相连；小水池供水支路一端和小水池相连，其另一端和供水主路相连，太阳能真空集热器通过加热水回路和小水池相连，用于对小水池中的水进行加热。本系统中，主要供水池为小水池，大水池为备用补充水池，太阳能真空集热器和小水池连接，当发生紧急情况时，再打开大水池，利用小水池和大水池中的水共同应对紧急火情，大水池中的水和小水池中的水在供水主路管道内混合从而保证系统在应对紧急情况时供水的充足。

进一步的，大水池设置于冻土层以下。将大水池设置于冻土层一下，保证大水池中的水体不会结冰，或者说只能形成薄冰，不会影响水体在供水支路上的正常流动，不影响消火栓系统的正常灭火功能。

进一步的，小水池供水支路上还设有加压泵。加压泵的设置主要是为了严重火情，通过加压泵对加快水管内水的流动速度和动能，使得消火栓处的水压增大，从而提高系统消防系统的消防性能。

进一步的，高位水池通过水管外接有补水水井，补水水井用于给高位水池补充水。当高位水池中的水被用完后，通过将补水水井中的水送至高位水池中进行补充，以应对下一次的紧急火情。

进一步的，回水支路上依次还依次设有两个蝶阀，两个蝶阀之间设有一个止回阀。在高寒地区冬季的时候气温极低，为防止进入到供水主路中的水被冻住，造成水管堵塞，将供水主路和回水支路相连，通过设置蝶阀和止回阀使得回水支路内始终会有存水，保证系统在初次运行后，下次能够快速响应，同时保证水管内的水处于流动状态，防止在水管内结冰造成水管的炸裂。

进一步的，供水支路包括一条自流供水支路和两条水泵供水支路，自流自水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，水泵供水支路上均设有供水水泵，且在高位水池和供水水泵的进水口之间依次设有闸阀和偏心异径管，在供水水泵的出水口和供水主路之间依次设有闸阀和止回阀。当水池内的水压足够，同时火情不严重时，只需要控制电动阀打开自流供水支路为系统供水，尽可能的减少能源的消耗，当火情严重时通过控制柜在打开水泵供水支路上的供水水泵，增大消火栓的水压，提高本系统的水压调节范围，合理的分配消防水资源，减少资源的浪费。

进一步的，供水主路上还设有温度传感器，温度传感器和控制柜电连接，温度传感器用于检测供水主路中水的温度信息，将其发送给控制柜，控制柜根据接收到的温度信息控制太阳能真空管集热器和热水水泵工作对高位水池中的水进行加热，并控制回水水泵工作。温度传感器采集水管中的水温信息并发送给控制柜，控制柜根据接受到的信息判断水管中的水是否会出现结冰的现象，当温度传感器采集到的温度小于或等于0℃时，控制电动阀、热水水泵、回水水泵进行工作，使水管中的水循环流动起来，同时还对水进行加热，从而防止水管中的水结冰，影响系统在应对紧急情况时的响应速度。

进一步的，高位水池内还设有电加热铜棒，电加热铜棒和控制柜电联接。通过在高位水池中还加入了电加热铜棒，以应对高寒地区的极寒天气，通过电加热铜棒和太阳能真空集热器同时对高位水池中的水进行加热，进一步提高系统对高寒地区的极寒天气的抵抗性。

进一步的，水管外层包裹有40-50mm的聚氨酯保温层。聚氨酯保温材料具有良好的保温性能，其导热系数低，有效降低了进入水管中的水的散热速度，从而减少了水泵和太阳能真空集热器的使用次数，有效减少了能源的消耗。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、通过使用太阳能为高位水池中的水进行加热，并将加热后的水送入消防水管网络，从而有效的防止了在冬季，高寒地区消防系统的瘫痪；

2、通过将高位水池分为大小两个水池，以大水池为备用水池，合理的分配消防水资源，减少资源的浪费；

3、通过设置聚氨酯保温层，聚氨酯保温材料具有良好的保温性能，其导热系数低，有效降低了进入水管中的水的散热速度，从而减少了水泵和太阳能真空集热器的使用次数，有效减少了能源的消耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-进水支路、12-出水支路、2-太阳能真空集热器、31-大水池、32-小水池、41-供水主路、 421-自流供水支路、422-水泵供水支路、43-取水支路、44-回水支路、5-补水水井、6-电加热铜棒。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种用于高寒地区的隧道消防系统，包括高位水池、热水水泵、太阳能真空集热器2、水管、控制柜和消火栓；本实施例中，高位水池包括一个大水池31和一个小水池32，太阳能真空集热器2通过水管和小水池32相连并形成加热水回路，加热水回路包括进水支路11和出水支路12，热水水泵设置于太阳能真空集热器2的进水支路11上，用于将小水池32中的水送至太阳能真空集热器2中进行加热，且在热水水泵的进水口和小水池32 之间还设有截止阀，加热后的水经过太阳能真空集热器2的出水支路12返回至小水池32中。

消火栓通过水管形成的供水回路和大水池31、小水池32相连，供水回路包括供水主路 41、供水支路、取水支路43和回水支路44，供水支路包括大水池31供水支路和小水池32 供水支路，大水池31供水支路一端和大水池31相连，其另一端和供水主路41相连；小水池 32供水支路一端和小水池32相连，其另一端和供水主路41相连，太阳能真空集热器2通过加热水回路和小水池32相连，用于对小水池32中的水进行加热。

供水支路包括大水池31供水支路和小水池32供水支路，大水池31供水支路一端和大水池31相连，其另一端和供水主路41相连；小水池32供水支路一端和小水池32相连，其另一端和供水主路41相连，太阳能真空集热器2通过加热水回路和小水池32相连，用于对小水池32中的水进行加热，本是实例中，小水池32供水支路上还设有加压泵。加压泵的设置主要是为了严重火情，通过加压泵对加快水管内水的流动速度和动能，使得消火栓处的水压增大，从而提高系统消防系统的消防性能。

本实施例中，大水池31供水支路和小水池32供水支路上均依次设有电动阀、止回阀和闸阀，在取水支路43上设有蝶阀，回水支路44一端连接在流经取水支路43后的供水主路 41上，其另一端和高位水池相连，在回水支路44上设有回水水泵，回水水泵用于将供水主路41中多余的水送回至高位水池中；太阳能真空管集热器、热水水泵、回水水泵和电动阀均和控制柜电连接。

本实施例中，大水池31深埋于冻土层0.2m以下，将大水池31设置于冻土层一下，保证大水池31中的水体不会结冰，或者说只能形成薄冰，不会影响水体在供水支路上的正常流动，不影响消火栓系统的正常灭火功能。

且大水池31和小水池32通过水管外接有补水水井5，补水水井5用于给高位水池补充水，本是实例中，回水支路44上依次还依次设有两个蝶阀，两个蝶阀之间设有一个止回阀。本是实例中，供水支路包括一条自流供水支路421和两条水泵供水支路422，自流自水支路上依次设有电动阀、止回阀和闸阀，水泵供水支路422上均设有供水水泵，且在高位水池和供水水泵的进水口之间依次设有闸阀和偏心异径管，在供水水泵的出水口和供水主路41之间依次设有闸阀和止回阀。

一种用于高寒地区的隧道消防系统供水主路41上还设有温度传感器，温度传感器和控制柜电连接，温度传感器用于检测供水主路41中水的温度信息，将其发送给控制柜，控制柜根据接收到的温度信息控制太阳能真空管集热器和热水水泵工作对高位水池中的水进行加热，并控制回水水泵工作。高位水池内还设有电加热铜棒6，电加热铜棒6和控制柜电联接，水管外层包裹有40-50mm的聚氨酯保温层。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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