CN112666990A - 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法 - Google Patents

一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112666990A
CN112666990A CN202011477637.1A CN202011477637A CN112666990A CN 112666990 A CN112666990 A CN 112666990A CN 202011477637 A CN202011477637 A CN 202011477637A CN 112666990 A CN112666990 A CN 112666990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
day
water tank
time
time period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011477637.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112666990B (zh
Inventor
程立
高晓昆
刘新贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Xinsheng Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Chongqing Xinsheng Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Xinsheng Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Chongqing Xinsheng Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202011477637.1A priority Critical patent/CN112666990B/zh
Publication of CN112666990A publication Critical patent/CN112666990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112666990B publication Critical patent/CN112666990B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use

Landscapes

  • Domestic Plumbing Installations (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，包括：一、将水箱分隔成两个水室，选择其中一个水室作为使用水箱；二、计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量；三、计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段开始时刻的理论存留水量；四、在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻，计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的理论流入水量；五、向供水控制设备发出关闭或开启的控制信号指令，依此循环完成一天的供水；六、计算使用水箱的容积占比，根据容积占比确定是否需要变更使用水箱。本发明能在满足用水要求的前提下有效降低因自来水在水箱中停留时间过长而导致的微生物指超标的风险。

Description

一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法
技术领域
本发明涉及城市供水管网系统二次供水领域，尤其涉及一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法。
背景技术
二次供水是指将城市公共供水经储存、加压，通过管道再供用户使用的供水形式。二次供水储水设备(以下简称水箱)中的生活饮用水(以下简称自来水)是通过水泵抽取的或从城市供水管网系统自动流入的。水箱进口流量指某一时刻水箱进口处自来水的流量；水箱出口流量指某一时刻水箱出口处自来水的流量；水箱流入水量指在一段时间内流入水箱的自来水的体积；水箱流出水量指在一段时间内流出水箱的自来水的体积；水箱存留水量指某一时刻水箱中自来水的总体积；水箱液位指某一时刻水箱中自来水水面到水箱底面的垂直距离。
水箱被使用的方式有以下三种。第一种：水箱安装在高层建筑的楼顶或中间楼层，城市供水管网系统中的自来水通过泵房内的水泵送至楼顶或中间楼层的水箱，然后再自然流到用户家中；第二种：水箱安装在泵房内，城市供水管网系统中的自来水首先流至泵房内的水箱中，然后通过变频水泵直接加压送到高层用户家中；第三种：水箱安装在两处，一处安装在泵房内，一处安装在高层建筑的楼顶或中间楼层，城市供水管网系统中的自来水首先流至泵房内的水箱中，再通过泵房内的水泵送至楼顶或中间楼层的水箱，然后再自然流到用户家中。安装在高层建筑楼顶或中间楼层的这种水箱又称高位水箱，安装在泵房内的这种水箱又称低位水箱。
我国城市自来水的消毒绝大多数都是采用氯消毒法。氯消毒法的突出优点是余氯具有持续的消毒作用，余氯系指用氯消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩余的氯量。余氯浓度在城市供水管网系统中随时间的推移会逐步衰减。
为了保证用户用水充足，建筑物中水箱的容积都是根据其所服务用户全部入住后的用水量来设计的，然而对于新建楼盘来说用户入住过程是渐进性的，从开始入住到全部入住通常需要很多年。特别是在用户入住过程前期，由于入住用户少，水箱的容积相对于入住用户的用水量过大，极易导致自来水在水箱中的停留时间过长，造成水箱中自来水的微生物指标超标。
为了解决上述技术问题，中国专利公告号为CN110258722B的现有技术在2019年9月20日公开了一种容积可变的二次供水储水设备的供水方法，该技术用可拆卸隔板将水箱分隔成不同大小的小水箱，随入住率的增加而增大水箱的容积，在水箱实际使用时根据大数据统计分析得到水箱的用水特征，再以此为依据给水箱供水，从而实现按需供水，有效地减少了自来水在水箱中的停留时间。但是在实际使用中，该技术仍然存在如下一些技术问题：
1)该技术在统计分析用水特征时没有区分工作日和休息日，而实际中工作日和休息日的用水特征是完全不一样的，对于一些场所，如学校、办公楼等，在工作日的用水量远高于在休息日的用水量，特别是在6:00-20:00时间段，工作日平均用水量是休息日平均用水量的数倍(3-5倍)，如果不区分休息日和工作日进行统计分析，将由此得到的平均用水量用于休息日的供水控制则明显偏大，会导致储水过多，完全失去控制供水的作用，将由此得到的平均用水量用于工作日的供水控制则又偏小，容易导致储水不足。
2)该技术最终的计算结果为进口流量，意图通过控制进口流量来实现对自来水在水箱中停留时间的控制，但是在实际中准确控制进口流量很难实现，这导致该技术的实际应用受到限制。
3)该技术没有考虑水箱存在无效体积的问题，由于水箱底部会逐渐存留一些存积物，为了防止这些存积物随水箱出水管流出到用户处，在安装水箱出水管时都刻意将出水管抬高至距离水箱底面一定高度安装，通常出水管的下缘距离水箱底面的垂直距离有10-20cm，由此水箱出水管下缘以下部分的存水将无法随出水管流出使用，这部分不能使用的水箱体积称为无效体积，另外对于使用水泵控制水箱出水的水箱，出水管如果空管将导致水泵出现干抽而被损坏，为了防止出水管空管，不能让液位低于出水管的上缘，这种情况下无效体积更大，在计算理论存留水量时如果不考虑水箱的无效体积，则计算得到的理论存留水量将不能满足实际用水的需要，按此控制供水将出现储水不足的问题。
4)每一个水箱都设计有一根溢流管，溢流管与水箱接口的下缘距离水箱底面的高度就是水箱的最高液位，当水箱液位达到最高液位时，如果继续加水，自来水就会从溢流管流出，该技术没有考虑在给水箱供水时，水箱液位达到最高液位时的处理方法，因此一旦出现这种情况就会出现自来水的浪费。
5)该技术对时间段的划分采取的是平均划分，这失去了供水管理的灵活性，在实际中在用水高峰期需要将时间段划分得短一些才能保证储水充足，在用水低谷期如果也参照用水高峰期一样对时间段的划分规则，会经常出现启动供水后很短时间就需要关闭供水，而频繁启动关闭水泵会减少水泵使用的寿命。
6)该技术在统计计算用水特征时没有考虑出现数据缺失时的处理方法，在实际中偶尔会出现数据缺失的情况，比如突然停电、清洗水箱、设备检修或设备故障等，如果出现数据缺失仍然使用该日的数据计算用水特征，则计算结果就会不准确甚至严重失真。
7)该技术使用平均出口流量表示用水特征，表征不贴切。
8)该技术在水箱内安装的可拆卸隔板及管道太多，但实际中隔板和管道的拆卸比较麻烦。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，本发明所要解决的技术问题是在满足用水要求的前提下能够更方便更准确地控制自来水在新建楼盘水箱中的停留时间，最大限度地降低因自来水在新建楼盘水箱中停留时间过长而导致的微生物指超标的风险。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，包括以下步骤：
步骤一、在水箱内安装一可拆卸隔板，将水箱分隔成一大一小两个水室，选择其中一个水室作为使用水箱；
步骤二、根据使用水箱在工作日或休息日的用水情况将工作日或休息日的一天划分成若干时间段；通过监测设备连续多天实时检测使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的出口流量，再由控制系统根据检测得到的出口流量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量；
步骤三、由控制系统根据步骤二的计算结果计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段开始时刻的理论存留水量；
步骤四、通过液位计实时检测使用水箱的液位，由此计算出使用水箱的实时存留水量，再由控制系统在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻，根据理论存留水量、实时存留水量和使用水箱最大水量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的理论流入水量；
步骤五、在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻由控制系统根据步骤四的结果向供水控制设备发出关闭或开启的控制信号指令，如果开启供水则控制系统在满足条件时向供水控制设备发出关闭的控制信号指令以结束使用水箱在该时间段的供水，依此循环完成一天的供水；
步骤六、由控制系统根据使用水箱的有效容积和使用水箱在工作日一天总流出水量的平均值计算使用水箱的容积占比，当容积占比小于或等于设定值时，控制系统发出需要变更使用水箱的报警信号，管理人员收到报警信号后安排人员去变更使用水箱。
所述步骤一中大水室与小水室的体积比为1.3—2.5倍；在入住率较低时选择小水室作为使用水箱。
所述步骤二中划分时间段的方法为：根据工作日一天用水高峰低谷情况将工作日一天分成N1个时间段，不同时间段的时长可以不同，用i表示工作日一天内不同时间段的顺序数；根据休息日一天用水高峰低谷情况将休息日一天分成N2个时间段，不同时间段的时长可以不同，用j表示休息日一天内不同时间段的顺序数。
所述步骤二中计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量的方法包括以下步骤：
S1：通过监测设备获得实时的出口流量数据；
S2：剔除无效的出口流量数据；
S3：根据得到的有效出口流量数据计算不同日期各个时间段的流出水量；
S4：计算若干工作日或休息日各个时间段的平均流出水量和最大流出水量。
所述S1中获得实时出口流量数据的方法有两种，第一种方法是通过出口流量计直接获得实时的出口流量数据，第二种方法是通过进口流量计获得实时的进口流量数据以及通过液位计获得实时的液位数据，再以此计算得到实时的出口流量数据，此时得到进口流量数据和液位数据的间隔时间和数据总个数就是出口流量数据的间隔时间和数据总个数，第二种方法的计算公式为：
Figure BDA0002836124980000041
Figure BDA0002836124980000042
式(1)中a表示选用工作日的顺序数，i表示在工作日一天中时间段的顺序数，b表示在i时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000051
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的出口流量，
Figure BDA0002836124980000052
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的进口流量，
Figure BDA0002836124980000053
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的液位，Ha/i/(b-1)表示Ha/i/b的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示相邻两个数据的间隔时间；
式(2)中c表示选用休息日的顺序数，j表示在休息日一天中时间段的顺序数，d表示在j时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000054
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的出口流量，
Figure BDA0002836124980000055
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的进口流量，Hc/j/d表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的液位，Hc/j/(d-1)表示Hc/j/d的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示两个数据的间隔时间。
所述S2中，在正常情况下两个相邻出口流量数据的间隔时间都是相等的，且各个时间段内出口流量数据的总个数也是能够事先确定的，因此通过判断在不同时间段内出口流量数据的总个数是否达到事先确定的出口流量数据总个数就能确定该时间段的出口流量数据是否有缺失；如果出口流量数据在一天中是连续完整的就视为有效数据，反之如果出口流量数据在一天中有缺失则该日全部出口流量数据都视为无效而被剔除，被视为无效的出口流量数据不能用于后期计算；用t表示两个相邻出口流量数据的间隔时间，用ni表示在工作日i时间段内出口流量数据的总个数，用nj表示在休息日j时间段内出口流量数据的总个数；
所述S3中，计算不同日期各个时间段流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000056
Figure BDA0002836124980000057
式(3)中
Figure BDA0002836124980000058
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i的流出水量，ni表示在工作日i时间段的出口流量数据总个数，
Figure BDA0002836124980000059
和t的含义同前；
式(4)中
Figure BDA0002836124980000061
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j的流出水量，nj表示在休息日j时间段的出口流量数据总个数，
Figure BDA0002836124980000062
和t的含义同前。
所述S4中，计算若干工作日或休息日各个时间段平均流出水量和最大流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000063
Figure BDA0002836124980000064
Figure BDA0002836124980000065
Figure BDA0002836124980000066
式(5)和式(6)中n表示用于统计计算的工作日或休息日的天数，
Figure BDA0002836124980000067
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量，
Figure BDA0002836124980000068
表示统计最近n个休息日在j时间段的平均流出水量；
式(7)和式(8)中
Figure BDA0002836124980000069
表示统计最近n个工作日在i时间段流出水量的最大值，
Figure BDA00028361249800000610
表示统计最近n个休息日在j时间段流出水量的最大值，max{}为求最大值的运算符。
所述步骤三中计算使用水箱在一天不同时间段开始时刻理论存留水量的方法为：
Wi＝max{Wi/p，Wi/q} (9)
Figure BDA00028361249800000611
Figure BDA00028361249800000612
Wj＝max{Wj/p，Wj/q} (12)
Figure BDA00028361249800000613
Figure BDA00028361249800000614
式(9)中Wi表示在工作日i时间段开始时刻的理论存留水量，Wi/p和Wi/q是为方便计算而设置的中间变量，max{}为求最大值的运算符；
式(10)和式(11)中N1表示工作日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(imodN1+1)表示i时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(i+1)不能超过时间段总数N1的要求，k1和k2是人为设定的两个参数，k1的范围为0.4-1.0，k2的范围为0.05-0.6，H0是使用水箱储水允许的最低液位，S表示使用水箱的纵截面面积；
式(12)中Wj表示在休息日j时间段开始时刻的理论存留水量，Wj/p和Wj/q是为方便计算而设置的中间变量；
式(13)和式(14)中N2表示休息日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(jmodN2+1)表示j时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(j+1)不能超过时间段总数N2的要求，k3和k4是人为设定的两个参数，k3的范围为0.4-1.0，k4的范围为0.05-0.6。
所述步骤四中计算得到使用水箱实时存留水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000071
Figure BDA0002836124980000072
式(15)中
Figure BDA0002836124980000073
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的液位，S表示使用水箱的纵截面面积，
Figure BDA0002836124980000074
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的实时存留水量；
式(16)中
Figure BDA0002836124980000075
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的液位，
Figure BDA0002836124980000076
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的实时存留水量。
所述步骤四中在工作日或休息日一天各个时间段的开始时刻计算使用水箱在一天不同时间段理论流入水量的方法为：
Wm＝Hm·S (17)
Figure BDA0002836124980000077
Figure BDA0002836124980000078
式(17)中Wm表示使用水箱的最大水量，Hm表示使用水箱允许的最高液位；
式(18)中
Figure BDA0002836124980000081
表示在日期为x的工作日的i时间段的理论流入水量；
式(19)中
Figure BDA0002836124980000082
表示在日期为y的休息日的j时间段的理论流入水量；S、Wi、
Figure BDA0002836124980000083
Wj和
Figure BDA0002836124980000084
的含义同前。
所述步骤五中确定一个时间段是否给使用水箱供水的方法为：在一天不同时间段的开始时刻控制系统根据
Figure BDA0002836124980000085
或
Figure BDA0002836124980000086
是否等于零来确定是否给使用水箱供水，当
Figure BDA0002836124980000087
或
Figure BDA0002836124980000088
等于0时，控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令，当
Figure BDA0002836124980000089
或
Figure BDA00028361249800000810
不等于0时，控制系统向供水控制设备发出开启向使用水箱供水的控制信号指令。
所述步骤五中确定一个时间段内已开启供水控制设备何时关闭的方法为：供水控制设备开启后，由进口流量计实时检测使用水箱的进口流量，每检测得到一个进口流量数据就计算一次该时间段的累计流入水量，并将计算出的累计流入水量与该时间段的理论流入水量相比较，当计算出的累计流入水量大于或等于理论流入水量时控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令停止供水，计算累计流入水量以及发出控制信号指令的方法为：
Figure BDA00028361249800000811
Figure BDA00028361249800000812
Figure BDA00028361249800000813
Figure BDA00028361249800000814
式(20)中
Figure BDA00028361249800000815
表示在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的累计流入水量，
Figure BDA00028361249800000816
表示实时检测得到的在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的进口流量，t表示两个相邻进口流量数据的间隔时间；
式(21)中
Figure BDA00028361249800000817
表示在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的累计流入水量，
Figure BDA00028361249800000818
表示实时检测得到的在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的进口流量。
所述步骤六中容积占比的计算方法为：
Figure BDA0002836124980000091
Qr＝(Hm-H0)·S (25)
式(24)中R表示使用水箱的容积占比；Qr表示使用水箱的有效容积，指使用水箱从最低液位到最高液位之间的体积，r等于1时表示使用水箱为小水室，r等于2时表示使用水箱为大水室，r等于3时表示使用水箱为去除隔板后的整个水箱；
Figure BDA0002836124980000092
表示使用水箱在n个工作日内一天总流出水量的平均值，N1表示工作日一天时间段的总个数，
Figure BDA0002836124980000093
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量；
式(25)中Hm表示使用水箱的最高液位，H0表示使用水箱的最低液位，S表示使用水箱的纵截面积。
所述步骤六中容积占比报警设定值的范围为0.2-0.6。
所述控制系统包括远程控制器和智能控制器，智能控制器包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、通讯模块和控制模块，数据采集模块分别与进口流量计、液位计和数据处理模块连接，数据处理模块分别与数据采集模块、数据存储模块、通讯模块和控制模块连接，通讯模块分别与远程控制器和数据处理模块连接，控制模块分别与数据处理模块和供水控制设备连接。
采用本发明的优点在于：
1、本发明适用于新建楼盘小区的按需供水，通过大数据统计分析得到水箱在工作日或休息日不同时间段的用水特征(平均流出水量和最大流出水量)，根据用水特征及水箱最低液位计算出在工作日或休息日不同时间段开始时刻的理论存留水量，再结合水箱的实际存留水量和最高液位在工作日或休息日不同时间段的开始时刻计算出该时间段的理论流入水量，按照计算出的理论流入水量给水箱供水就实现了用定量的方式按需存水，从而有效地减少自来水在水箱中的停留时间，同时将新建楼盘水箱设计或改造成容积可变的水箱就能更为有效地控制自来水在水箱中的停留时间，最大限度地降低因自来水在水箱中停留时间过长而导致的微生物指标超标的风险。
2、本发明针对工作日和休息日用水特征完全不同的实际情况，将工作日和休息日分开来进行统计分析，将统计分析工作日得到的用水特征用于工作日的供水控制，将统计分析休息日得到的用水特征用于休息日的供水控制，既避免了在休息日储水过多的问题又避免了在工作日储水不够的问题，从而实现更精确有效地控制供水。
3、本发明最终的计算结果为理论流入水量，根据理论流入水量来实现对自来水在水箱中停留时间的控制，在实际中控制流入水量比较容易实现，本发明通过比较累计流入水量和理论流入水量的大小就非常方便地实现了对流入水量的控制，从而大大方便了将该技术应用于实际中。
4、本发明在计算理论存留水量时考虑了水箱存在无效体积的实际情况，根据实际中水箱储水允许的最低液位计算得到水箱的无效体积，将正常的理论存留水量计算结果与水箱无效体积之和作为最终的水箱理论存留水量，从而确保以此进行的供水控制不会出现储水不足的情况，且能够防止出水管空管的发生。
5、本发明在计算理论流入水量时考虑了水箱允许的最高液位，根据最高液位计算得到水箱的最大储水量，并特别限定水箱实时的存留水量与理论流入水量的合计不能超过水箱的最大储水量，从而避免了因供水超过水箱最大储水量时导致的自来水浪费。
6、本发明对时间段的划分采取了灵活的划分方法，不要求均分，强调根据用水的高峰期和低谷期实际的用水特征进行划分，从而既保证了用水高峰期的用水充足，又避免了用水低谷期对水泵的频繁启动和关闭，增加了水泵使用的寿命。
7、本发明在统计计算用水特征时，有数据缺失日期的数据不纳入计算用水特征，这样能够保证统计计算的结果更准确。
8、本发明使用平均流出水量和最大流出水量来体现用水特征，比单纯使用平均出口流量来体现用水特征更准确更贴切，一方面用水特征更应该是水量，而不是流量，另一方面引入最大流出水量的概念能够反映出用水量的范围，从而保证在极端情况下储水也够使用。
9、本发明只使用一块可拆卸隔板，通过在进水管和出水管上安装阀门来选择不同大小水箱的使用，大大减少了可拆卸隔板的安装与拆除，即方便又节省了费用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的功能示意图。
图中标记为：1、水箱，2、可拆卸隔板，3、第一水室，4、第二水室，5、第一液位计，6、第二液位计，7、进水管，8、出水管，9、进水电磁阀，10、进口流量计，11、第一进水阀门，12、第二进水阀门，13、第一出水阀门，14、第二出水阀门，15、智能控制器，16、远程控制器，17、数据采集模块，18、数据存储模块，19、数据处理模块，20、通信模块，21、控制模块。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，如图1所示，所述供水方法使用的设备或装置包括水箱、可拆卸隔板、进水电磁阀、进口流量计、第一液位计、第二液位计、第一进水阀门、第二进水阀门、第一出水阀门、第二出水阀门、智能控制器和远程控制器。智能控制器包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、通讯模块和控制模块，数据采集模块分别与进口流量计、第一液位计、第二液位计和数据处理模块连接，数据处理模块分别与数据采集模块、数据存储模块、通讯模块和控制模块连接，通讯模块分别与远程控制器和数据处理模块连接，控制模块分别与数据处理模块和作为供水控制设备的进水电磁阀连接。其中液位计、电磁阀、流量计和阀门均为现有市售常规产品，流量计为超声波流量计、阀门均为手动开关阀门，智能控制器为自制的控制电路板，远程控制器为研华科技的IPC-610L工控机。
本实施例中，通过一块固定在水箱内的可拆卸隔板将水箱分隔成大小不同的两个水室，小水室称第一水室，大水室称第二水室；第一液位计安装在第一水室内，第二液位计安装在第二水室内，两个液位计都是每分钟获得一个液位数据,单位为dm，可将数据实时传输到智能控制器；进水电磁阀安装在水箱进水管上，能接受智能控制器发送的开启或关闭的控制信号指令；进口流量计也安装在水箱进水管上，每分钟获得一个流量数据，单位为L/min，可将数据实时传输到智能控制器；第一进水阀门安装在与第一水室连接的进水管上；第二进水阀门安装在与第二水室连接的进水管上；第一出水阀门安装在与第一水室连接的出水管上；第二出水阀门安装在与第二水室连接的出水管上；智能控制器安装在水箱旁，具有采集数据、存储数据、处理数据、接收数据及指令、发送数据及指令的功能，具体如图2所示；远程控制器安装在二次供水管理中心，用于向智能控制器发送软件升级版本数据及升级指令，向智能控制器发送各种需要人为设置的参数数据及其更改参数指令，向智能控制器发出强制性开启或关闭进水电磁阀的控制信号指令，接收智能控制器存储的所有数据及报警信号。
具体的，智能控制器的采集数据功能是通过智能控制器中的数据采集模块实现的，数据采集模块与进口流量计和相应液位计连接并实时采集水箱或相应水室的进口流量数据和相应液位数据。
智能控制器的存储数据功能是通过智能控制器中的数据存储模块实现的，数据存储模块能够将数据采集模块实时采集到的进口流量数据和相应液位数据存储下来，能够将数据处理模块的计算结果存储下来，能够将通讯模块接收到的软件升级版本数据及升级指令存储下来，能够将通讯模块接收到的各种需要人为设置的参数数据及其更改参数指令存储下来，能够将控制模块发出的控制信号指令存储下来。
智能控制器的接收数据及指令功能是通过智能控制器中的通讯模块实现的，通讯模块通过无线传输方式接收远程控制器发送的软件升级版本数据及升级指令、各种需要人为设置的参数数据及其更改参数指令、开启或关闭进水电磁阀的控制信号指令。
智能控制器的发送控制信号指令功能是通过智能控制器中的控制模块实现的，控制模块在接收到数据处理模块的控制信号指令后能够向进水电磁阀发送开启或关闭的控制信号指令。
智能控制器的处理数据功能是通过智能控制器中的数据处理模块实现的，数据处理模块与其它各个模块连接，起到管理中心的作用，同时能够进行各种计算并根据计算结果发出相应的命令。
具体的，所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其包括以下步骤：
步骤一、在水箱内安装一可拆卸隔板，将水箱分隔成一大一小两个水室，选择其中一个水室作为使用水箱。
本步骤中大水室与小水室的体积比为1.3—2.5倍；在入住率较低时选择小水室作为使用水箱。
步骤二、根据使用水箱在工作日或休息日的用水情况将工作日或休息日的一天划分成若干时间段；通过监测设备连续多天实时检测使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的出口流量，再由控制系统根据检测得到的出口流量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量。
本步骤中划分时间段的方法为：根据工作日一天用水高峰低谷情况将工作日一天分成N1个时间段，不同时间段的时长可以相同，也可以不同，用i表示工作日一天内不同时间段的顺序数；根据休息日一天用水高峰低谷情况将休息日一天分成N2个时间段，不同时间段的时长可以相同，也可以不同，用j表示休息日一天内不同时间段的顺序数。
本步骤中计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量的方法包括以下步骤：
S1：打开与使用水箱相对应的进水阀门、出水阀门和液位计，关闭另一个为使用的进水阀门、出水阀门和液位计，通过监测设备获得使用水箱实时的出口流量数据；
S2：剔除无效的出口流量数据；
S3：根据得到的有效出口流量数据计算使用水箱不同日期各个时间段的流出水量；
S4：计算使用水箱若干工作日或休息日各个时间段的平均流出水量和最大流出水量。
步骤S1中获得使用水箱实时出口流量的方法有两种，第一种方法是通过出口流量计直接获得实时的出口流量数据，此时可设定获得的工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的出口流量为
Figure BDA0002836124980000131
以及设定获得的休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的出口流量为
Figure BDA0002836124980000132
第二种方法是通过进口流量计获得实时的进口流量数据以及通过液位计获得实时的液位数据，再以此计算得到实时的出口流量数据，此时得到进口流量数据和液位数据的间隔时间和数据总个数就是出口流量数据的间隔时间和数据总个数，第二种方法的计算公式为：
Figure BDA0002836124980000133
Figure BDA0002836124980000141
式(1)中a表示选用工作日的顺序数，i表示在工作日一天中时间段的顺序数，b表示在i时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000142
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的出口流量，
Figure BDA0002836124980000143
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的进口流量，Ha/i/b表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的液位，Ha/i/(b-1)表示Ha/i/b的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示相邻两个数据的间隔时间。
式(2)中c表示选用休息日的顺序数，j表示在休息日一天中时间段的顺序数，d表示在j时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000144
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的出口流量，
Figure BDA0002836124980000145
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的进口流量，Hc/j/d表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的液位，Hc/j/(d-1)表示Hc/j/d的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示两个数据的间隔时间。
步骤S2中，在正常情况下两个相邻出口流量数据的间隔时间都是相等的，且各个时间段内出口流量数据的总个数也是能够事先确定的，因此通过判断在不同时间段内出口流量数据的总个数是否达到事先确定的出口流量数据总个数就能确定该时间段的出口流量数据是否有缺失；如果出口流量数据在一天中是连续完整的就视为有效数据，反之如果出口流量数据在一天中有缺失则该日全部出口流量数据都视为无效而被剔除，被视为无效的出口流量数据不能用于后期计算；用t表示两个相邻出口流量数据的间隔时间，用ni表示在工作日i时间段内出口流量数据的总个数，用nj表示在休息日j时间段内出口流量数据的总个数。
步骤S3中，计算使用水箱不同日期各个时间段流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000146
Figure BDA0002836124980000147
式(3)中
Figure BDA0002836124980000148
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i的流出水量，ni表示在工作日i时间段的出口流量数据总个数，
Figure BDA0002836124980000151
和t的含义同前。
式(4)中
Figure BDA0002836124980000152
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j的流出水量，nj表示在休息日j时间段的出口流量数据总个数，
Figure BDA0002836124980000153
和t的含义同前。
步骤S4中，计算使用水箱若干工作日或休息日各个时间段平均流出水量和最大流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000154
Figure BDA0002836124980000155
Figure BDA00028361249800001515
Figure BDA0002836124980000156
式(5)和式(6)中n表示用于统计计算的工作日或休息日的天数，
Figure BDA0002836124980000157
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量，
Figure BDA0002836124980000158
表示统计最近n个休息日在j时间段的平均流出水量。
式(7)和式(8)中
Figure BDA0002836124980000159
表示统计最近n个工作日在i时间段流出水量的最大值，
Figure BDA00028361249800001510
表示统计最近n个休息日在j时间段流出水量的最大值，max{}为求最大值的运算符。
步骤三、由控制系统根据步骤二的计算结果计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段开始时刻的理论存留水量。
本步骤中计算使用水箱在一天不同时间段开始时刻理论存留水量的方法为：
Wi＝max{Wi/p，Wi/q} (9)
Figure BDA00028361249800001511
Figure BDA00028361249800001512
Wj＝max{Wj/p，Wj/q} (12)
Figure BDA00028361249800001513
Figure BDA00028361249800001514
式(9)中Wi表示在工作日i时间段开始时刻的理论存留水量，Wi/p和Wi/q是为方便计算而设置的中间变量，max{}为求最大值的运算符。
式(10)和式(11)中N1表示工作日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(imodN1+1)表示i时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(i+1)不能超过时间段总数N1的要求，k1和k2是人为设定的两个参数，k1的范围为0.4-1.0，k2的范围为0.05-0.6，H0是使用水箱储水允许的最低液位，S表示使用水箱的纵截面面积。
式(12)中Wj表示在休息日j时间段开始时刻的理论存留水量，Wj/p和Wj/q是为方便计算而设置的中间变量。
式(13)和式(14)中N2表示休息日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(jmodN2+1)表示j时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(j+1)不能超过时间段总数N2的要求，k3和k4是人为设定的两个参数，k3的范围为0.4-1.0，k4的范围为0.05-0.6。
步骤四、通过液位计实时检测使用水箱的液位，由此计算出使用水箱的实时存留水量，再由控制系统在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻，根据理论存留水量、实时存留水量和使用水箱最大水量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的理论流入水量。
本步骤中计算得到使用水箱实时存留水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000161
Figure BDA0002836124980000162
式(15)中
Figure BDA0002836124980000163
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的液位，S表示使用水箱的纵截面面积，
Figure BDA0002836124980000164
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的实时存留水量。
式(16)中
Figure BDA0002836124980000165
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的液位，
Figure BDA0002836124980000166
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的实时存留水量。
本步骤中在工作日或休息日一天各个时间段的开始时刻计算使用水箱在一天不同时间段理论流入水量的方法为：
Wm＝Hm·S (17)
Figure BDA0002836124980000171
Figure BDA0002836124980000172
式(17)中Wm表示使用水箱的最大水量，Hm表示使用水箱允许的最高液位。
式(18)中
Figure BDA0002836124980000173
表示在日期为x的工作日的i时间段的理论流入水量。
式(19)中
Figure BDA0002836124980000174
表示在日期为y的休息日的j时间段的理论流入水量；S、Wi、
Figure BDA0002836124980000175
Wj和
Figure BDA0002836124980000176
的含义同前。
步骤五、在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻由控制系统根据步骤四的结果向供水控制设备发出关闭或开启的控制信号指令，如果开启供水则控制系统在满足条件时向供水控制设备发出关闭的控制信号指令以结束该时间段的供水，依此循环完成一天的供水。
本步骤中确定一个时间段是否给使用水箱供水的方法为：在一天不同时间段的开始时刻控制系统根据
Figure BDA0002836124980000177
或
Figure BDA0002836124980000178
是否等于零来确定是否给使用水箱供水，当
Figure BDA0002836124980000179
或
Figure BDA00028361249800001710
等于0时，控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令，当
Figure BDA00028361249800001711
或
Figure BDA00028361249800001712
不等于0时，控制系统向供水控制设备发出开启向使用水箱供水的控制信号指令。
本步骤中确定一个时间段内已开启供水控制设备何时关闭的方法为：供水控制设备开启后，由进口流量计实时检测使用水箱的进口流量，每检测得到一个进口流量数据就计算一次该时间段的累计流入水量，并将计算出的累计流入水量与该时间段的理论流入水量相比较，当计算出的累计流入水量大于或等于理论流入水量时控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令停止供水，计算累计流入水量以及发出控制信号指令的方法为：
Figure BDA00028361249800001713
Figure BDA00028361249800001714
Figure BDA0002836124980000181
Figure BDA0002836124980000182
式(20)中
Figure BDA0002836124980000183
表示在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的累计流入水量，
Figure BDA0002836124980000184
表示实时检测得到的在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的进口流量，t表示两个相邻进口流量数据的间隔时间。
式(21)中
Figure BDA0002836124980000185
表示在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的累计流入水量，
Figure BDA0002836124980000186
表示实时检测得到的在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的进口流量。
步骤六、由控制系统根据使用水箱的有效容积和使用水箱在工作日一天总流出水量的平均值计算使用水箱的容积占比，当容积占比小于或等于设定值时，控制系统发出需要变更使用水箱的报警信号，管理人员收到报警信号后安排人员去变更使用水箱。
本步骤中容积占比的计算方法为：
Figure BDA0002836124980000187
Qr＝(Hm-H0)·S (25)
式(24)中R表示使用水箱的容积占比；Qr表示使用水箱的有效容积，指使用水箱从最低液位到最高液位之间的体积，r等于1时表示使用水箱为小水室，r等于2时表示使用水箱为大水室，r等于3时表示使用水箱为去除隔板后的整个水箱；
Figure BDA0002836124980000188
表示使用水箱在n个工作日内一天总流出水量的平均值，N1表示工作日一天时间段的总个数，
Figure BDA0002836124980000189
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量。
式(25)中Hm表示使用水箱的最高液位，H0表示使用水箱的最低液位，S表示使用水箱的纵截面积。
本步骤中容积占比报警设定值的范围为0.2-0.6。
进一步的说，智能控制器数据处理模块每天都计算一次容积占比，当计算出的容积占比小于等于人为设置的容积变更值时，智能控制器通讯模块向远程控制器发出更改使用水箱的报警信号。
实施例2
为了进一步证实实施例1所述方法的准确性、有效性和实用性，现申请人结合具体的实际数据对实施例1的方案作进一步描述，具体如下：
选择某新建楼盘水箱进行研究，该水箱为低位水箱，通过变频泵将自来水送到各个用户，其容积为50×30×20＝30000dm3，纵截面积为1500dm2，水箱储水允许的最低液位为2.5dm，水箱储水允许的最高液位为18dm，设计为180户住户供水，在入住初期只有30户住户入住。
在上述条件下，所述的用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其包括以下步骤：
步骤一中、在水箱内安装一可拆卸隔板，将水箱分隔成一小一大的两个水室，小水室称第一水室，其容积为50×10×20＝10000dm3，纵截面积为500dm2；大水室称第二水室，其容积为50×20×20＝20000dm3，纵截面积为1000dm2，两个水室的最低液位均为2.5dm，最高液位均为18dm；在入住初期选择第一水室作为使用水箱。
步骤二中、划分时间段的方法为：将工作日一天分成如下5个时间段，0:00-7:59、8:00-11:59、12:00-15:59、16:00-19:59、20:00-23:59，用i表示工作日一天内不同时间段的顺序数；将休息日一天分成如下5个时间段，0:00-7:59、8:00-11:59、12:00-15:59、16:00-19:59、20:00-23:59，用j表示休息日一天内不同时间段的顺序数。
本步骤中计算第一水室在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量的方法包括四个步骤：
步骤S1中打开第一进水阀门和第一出水阀门，关闭第二进水阀门和第二出水阀门，启用第一液位计，关闭第二液位计；通过实时监测得到的进口流量和液位计算得到实时的出口流量，相邻两个进口流量和相邻两个液位的间隔时间为1min，由此计算得到相邻两个出口流量的间隔时间也为1min，由此在工作日不同时间段出口流量的总个数分别为480、240、240、240、240，在休息日不同时间段出口流量的总个数分别为480、240、240、240、240；根据进口流量和液位计算出口流量的方法为：
Figure BDA0002836124980000201
Figure BDA0002836124980000202
式(1)中a表示选用工作日的顺序数，i表示在工作日一天中时间段的顺序数，b表示在i时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000203
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的出口流量，
Figure BDA0002836124980000204
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的进口流量，Ha/i/b表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的液位，Ha/i/(b-1)表示Ha/i/b的前一个液位数据，第一水室的纵截面面积为500dm2，相邻两个数据的间隔时间为1min。
式(2)中c表示选用休息日的顺序数，j表示在休息日一天中时间段的顺序数，d表示在j时间段内相应数据的顺序数；
Figure BDA0002836124980000205
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的出口流量，
Figure BDA0002836124980000206
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的进口流量，Hc/j/d表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的液位，Hc/j/(d-1)表示Hc/j/d的前一个液位数据。
步骤S2中，在正常情况下两个相邻出口流量数据的间隔时间都是相等的，且各个时间段内出口流量数据的总个数也是能够事先确定的，因此通过判断在不同时间段内出口流量数据的总个数是否达到事先确定的出口流量数据总个数就能确定该时间段的出口流量数据是否有缺失；如果出口流量数据在一天中是连续完整的就视为有效数据，反之如果出口流量数据在一天中有缺失则该日全部出口流量数据都视为无效而被剔除，被视为无效的出口流量数据不能用于后期计算。
本实施例统计了第一水室在2020年10月1日至10月31日的出口流量数据，没有数据不完整的情况出现，纳入统计计算的工作日有17天，休息日有14天。
步骤S3中计算第一水室不同日期各个时间段流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000207
Figure BDA0002836124980000208
式(3)中
Figure BDA0002836124980000211
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i的流出水量，ni表示在工作日i时间段的出口流量数据总个数，相邻两个出口流量数据的间隔时间为1min，
Figure BDA0002836124980000212
的含义同前。
式(4)中
Figure BDA0002836124980000213
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j的流出水量，nj表示在休息日j时间段的出口流量数据总个数，相邻两个出口流量数据的间隔时间为1min，
Figure BDA0002836124980000214
的含义同前。
本步骤中，统计计算得到的第一水室工作日流出水量数据见下表1，统计计算得到的第一水室休息日流出水量数据见下表2，如下：
表1
Figure BDA0002836124980000215
Figure BDA0002836124980000221
表2
Figure BDA0002836124980000222
步骤S4中计算第一水室若干工作日或休息日各个时间段平均流出水量和最大流出水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000223
Figure BDA0002836124980000224
Figure BDA0002836124980000225
Figure BDA0002836124980000226
式(5)和式(6)中用于统计计算的工作日为17天，用于统计计算的休息日为14天，
Figure BDA0002836124980000231
表示统计最近17个工作日在i时间段的平均流出水量，单位为L，
Figure BDA0002836124980000232
表示统计最近14个休息日在j时间段的平均流出水量，单位为L。
式(7)和式(8)中
Figure BDA0002836124980000233
表示统计最近17个工作日在i时间段流出水量的最大值，单位为L，
Figure BDA0002836124980000234
表示统计最近14个休息日在j时间段流出水量的最大值，单位为L，max{}为求最大值的运算符。
本步骤中，统计计算得到的第一水室在工作日不同时间段平均流出水量和最大流出水量结果见下表3，统计计算得到的第一水室在休息日不同时间段平均流出水量和最大流出水量结果见下表4，如下：
表3
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
平均流出水量 581 1997 1949 1245 334
最大流出水量 2641 3187 3274 2411 1378
表4
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
平均流出水量 340 1856 1850 1355 381
最大流出水量 1150 2514 2298 2678 929
步骤三中计算第一水室在工作日或休息日一天内不同时间段开始时刻理论存留水量的方法为：
Wi＝max{Wi/p，Wi/q} (9)
Figure BDA0002836124980000235
Figure BDA0002836124980000236
Wj＝max{Wj/p，Wj/q} (12)
Figure BDA0002836124980000237
Figure BDA0002836124980000238
式(9)中Wi表示在工作日i时间段开始时刻的理论存留水量，单位为L，Wi/p和Wi/q是为方便计算而设置的中间变量，max{}为求最大值的运算符。
式(10)和式(11)中工作日一天内时间段的总个数为5，mod是求余运算符，(imod 5+1)表示i时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(i+1)不能超过时间段总数5的要求，0.8和0.15是人为设定的两个参数，水箱储水允许的最低液位为2.5dm，水箱纵截面积为500dm2。
式(12)中Wj表示在休息日j时间段开始时刻的理论存留水量，单位为L，Wj/p和Wj/q是为方便计算而设置的中间变量。
式(13)和式(14)中休息日一天内时间段的总个数为5，(jmod 5+1)表示j时间段的下一个时间段，用这种方式表示是为了满足时间段表达式(j+1)不能超过时间段总数5的要求，0.8和0.15是人为设定的两个参数。
本步骤中，第一水室在工作日不同时间段开始时刻的理论存留水量的计算结果见下表5，第一水室在休息日不同时间段开始时刻的理论存留水量的计算结果见下表6，如下：
表5
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
W<sub>i/q</sub> 3429 4806 4195 2762 2049
W<sub>i/q</sub> 4191 4729 4711 3711 2715
理论存留水量 4191 4806 4711 3711 2715
表6
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
W<sub>j/p</sub> 3075 4586 4184 2910 1903
W<sub>j/q</sub> 2678 4042 3751 3985 2230
理论存留水量 3075 4586 4184 3985 2230
所述步骤四中计算第一水室实时存留水量的方法为：
Figure BDA0002836124980000241
Figure BDA0002836124980000242
式(15)中
Figure BDA0002836124980000243
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的液位，第一水室纵截面积为500dm2，
Figure BDA0002836124980000251
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的实时存留水量。
式(16)中
Figure BDA0002836124980000252
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的液位，
Figure BDA0002836124980000253
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的实时存留水量。
所述步骤四中在工作日或休息日一天各个时间段的开始时刻计算第一水室在一天不同时间段理论流入水量的方法为：
Wm＝Hm·S＝18×500＝9000dm3 (17)
Figure BDA0002836124980000254
Figure BDA0002836124980000255
式(17)中Wm表示第一水室的最大水量，第一水室允许的最高液位Hm为18dm。
式(18)中
Figure BDA0002836124980000256
表示在日期为x的工作日的i时间段的理论流入水量。
式(19)中
Figure BDA0002836124980000257
表示在日期为y的休息日的j时间段的理论流入水量；S、Wi、
Figure BDA0002836124980000258
Wj和
Figure BDA0002836124980000259
的含义同前。
本实施例中，11月1日为休息日，在该日各个时间段开始时刻计算的各个时间段的理论流入水量见下表7；11月2日为工作日，在该日各个时间段开始时刻计算的各个时间段的理论流入水量见下表8，如下：
表7
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
理论存留水量 3075 4586 4184 3985 2230
开始时刻存留水量 2480 2985 3034 1886 2342
最高液位水量 9000 9000 9000 9000 9000
理论流入水量 595 1601 1150 2099 0
表8
时间段 00-08 08-12 12-16 16-20 20-24
理论存留水量 4191 4806 4711 3711 2715
开始时刻存留水量 2555 3343 1925 2013 2494
最高液位水量 9000 9000 9000 9000 9000
理论流入水量 1636 1463 2786 1698 221
所述步骤五中确定一个时间段是否给第一水室供水的方法为：在一天不同时间段的开始时刻控制系统根据
Figure BDA0002836124980000261
或
Figure BDA0002836124980000262
是否等于零来确定是否给第一水室供水，当
Figure BDA0002836124980000263
或
Figure BDA0002836124980000264
等于0时，控制系统向供水控制设备发出关闭向第一水室供水的控制信号指令，当
Figure BDA0002836124980000265
或
Figure BDA0002836124980000266
不等于0时，控制系统向供水控制设备发出开启向第一水室供水的控制信号指令。
本实施例中，在11月1日的前四个时间段开始时刻计算的理论流入水量均大于零，故控制系统在这四个时间段的开始时刻向进水电磁阀发出开启的控制信号指令，在该日的第五个时间段的开始时刻计算的理论流入水量等于零，故控制系统在该时间段的开始时刻向进水电磁阀发出关闭的控制信号指令，在11月2日所有时间段开始时刻计算的理论流入水量均大于零，故控制系统在该日所有时间段的开始时刻向进水电磁阀发出开启的控制信号指令。
所述步骤五中确定一个时间段内已开启供水控制设备何时关闭的方法为：供水控制设备开启后，由进口流量计实时检测第一水室的进口流量，每检测得到一个进口流量数据就计算一次该时间段的累计流入水量，并将计算出的累计流入水量与该时间段的理论流入水量相比较，当计算出的累计流入水量大于或等于理论流入水量时控制系统向供水控制设备发出关闭向第一水室供水的控制信号指令停止供水，计算累计流入水量以及发出控制信号指令的方法为：
Figure BDA0002836124980000267
Figure BDA0002836124980000268
Figure BDA0002836124980000269
Figure BDA0002836124980000271
式(20)中
Figure BDA0002836124980000272
表示在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的累计流入水量，
Figure BDA0002836124980000273
表示实时检测得到的在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的进口流量，两个相邻进口流量数据的间隔时间为1min。
式(21)中
Figure BDA0002836124980000274
表示在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的累计流入水量，
Figure BDA0002836124980000275
表示实时检测得到的在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的进口流量。
步骤六中第一水室容积占比的计算方法为：
Figure BDA0002836124980000276
Qr＝(Hm-H0)·S＝(18-2.5)×500＝7750 (25)
式(24)中R表示使用水箱的容积占比；Q1表示第一水室的有效容积，计算方法见式(25)；
Figure BDA0002836124980000277
表示第一水室在17个工作日内一天总流出水量的平均值，工作日一天时间段的总个数为5，
Figure BDA0002836124980000278
表示统计最近17个工作日在i时间段的平均流出水量。
步骤六中第一水室容积占比报警设定值为0.4。智能控制器每天都计算一次容积占比，当计算出的容积占比小于等于0.4时，智能控制器向远程控制器发出更改使用水箱的报警信号，相关管理工作人员在接收到报警信号后关闭第一水室，启动使用第二水室，具体是将第一液位计、第一进水阀门和第一出水阀门关闭，同时开启第二液位计、第二进水阀门和第二出水阀门；相关管理工作人员在启动使用第二水室后接收到报警信号后拆除水箱中的可拆卸隔板，启动使用整个水箱，同时根据实际情况调整使用的进水阀门、出水阀门和液位计。
由上述具体实际数据可知，本发明能够根据用水特征及水箱最低液位计算出在工作日或休息日不同时间段开始时刻的理论存留水量，再结合水箱的实际存留水量和最高液位在工作日或休息日不同时间段的开始时刻计算出该时间段的理论流入水量，并按照计算出的理论流入水量给水箱供水就实现了用定量的方式按需存水，从而有效地减少自来水在水箱中的停留时间，同时将新建楼盘水箱设计或改造成容积可变的水箱就能更为有效地控制自来水在水箱中的停留时间，最大限度地降低因自来水在水箱中停留时间过长而导致的微生物指标超标的风险。

Claims (13)

1.一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在水箱内安装一可拆卸隔板，将水箱分隔成一大一小两个水室，选择其中一个水室作为使用水箱；
步骤二、根据使用水箱在工作日或休息日的用水情况将工作日或休息日的一天划分成若干时间段；通过监测设备连续多天实时检测使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的出口流量，再由控制系统根据检测得到的出口流量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量；
步骤三、由控制系统根据步骤二的计算结果计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段开始时刻的理论存留水量；
步骤四、通过液位计实时检测使用水箱的液位，由此计算出使用水箱的实时存留水量，再由控制系统在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻，根据理论存留水量、实时存留水量和使用水箱最大水量计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的理论流入水量；
步骤五、在工作日或休息日一天不同时间段的开始时刻由控制系统根据步骤四的结果向供水控制设备发出关闭或开启的控制信号指令，如果开启供水则控制系统在满足条件时向供水控制设备发出关闭的控制信号指令以结束使用水箱在该时间段的供水，依此循环完成一天的供水；
步骤六、由控制系统根据使用水箱的有效容积和使用水箱在工作日一天总流出水量的平均值计算使用水箱的容积占比，当容积占比小于或等于设定值时，控制系统发出需要变更使用水箱的报警信号，管理人员收到报警信号后安排人员去变更使用水箱。
2.根据权利要求1所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤一中大水室与小水室的体积比为1.3—2.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤二中计算使用水箱在工作日或休息日一天不同时间段的平均流出水量和最大流出水量的方法包括以下步骤：
S1：通过监测设备获得实时的出口流量数据；
S2：剔除无效的出口流量数据；
S3：根据得到的有效出口流量数据计算不同日期各个时间段的流出水量；
S4：计算若干工作日或休息日各个时间段的平均流出水量和最大流出水量。
4.根据权利要求3所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述S1中获得实时出口流量数据的方法有两种，第一种方法是通过出口流量计直接获得实时的出口流量数据；第二种方法是通过进口流量计获得实时的进口流量数据以及通过液位计获得实时的液位数据，再以此计算得到实时的出口流量数据，此时得到进口流量数据和液位数据的间隔时间和数据总个数就是出口流量数据的间隔时间和数据总个数，第二种方法的计算公式为：
Figure FDA0002836124970000021
Figure FDA0002836124970000022
式(1)中a表示选用工作日的顺序数，i表示在工作日一天中时间段的顺序数，b表示在i时间段内相应数据的顺序数；
Figure FDA0002836124970000023
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的出口流量，
Figure FDA0002836124970000024
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的进口流量，Ha/i/b表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i数据顺序为b的液位，Ha/i/(b-1)表示Ha/i/b的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示相邻两个数据的间隔时间；
式(2)中c表示选用休息日的顺序数，j表示在休息日一天中时间段的顺序数，d表示在j时间段内相应数据的顺序数；
Figure FDA0002836124970000025
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的出口流量，
Figure FDA0002836124970000026
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的进口流量，Hc/j/d表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j数据顺序为d的液位，Hc/j/(d-1)表示Hc/j/d的前一个液位数据，S表示使用水箱的纵截面面积，t表示两个数据的间隔时间。
5.根据权利要求4所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述S3中，计算不同日期各个时间段流出水量的方法为：
Figure FDA0002836124970000027
Figure FDA0002836124970000031
式(3)中
Figure FDA0002836124970000032
表示在工作日日期顺序为a时间段顺序为i的流出水量，ni表示在工作日i时间段的出口流量数据总个数；
式(4)中
Figure FDA0002836124970000033
表示在休息日日期顺序为c时间段顺序为j的流出水量，nj表示在休息日j时间段的出口流量数据总个数。
6.根据权利要求5所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述S4中，计算若干工作日或休息日各个时间段平均流出水量和最大流出水量的方法为：
Figure FDA0002836124970000034
Figure FDA0002836124970000035
Figure FDA0002836124970000036
Figure FDA0002836124970000037
式(5)和式(6)中n表示用于统计计算的工作日或休息日的天数，
Figure FDA0002836124970000038
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量，
Figure FDA0002836124970000039
表示统计最近n个休息日在j时间段的平均流出水量；
式(7)和式(8)中
Figure FDA00028361249700000310
表示统计最近n个工作日在i时间段流出水量的最大值，
Figure FDA00028361249700000311
表示统计最近n个休息日在j时间段流出水量的最大值，max{}为求最大值的运算符。
7.根据权利要求6所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤三中计算使用水箱在一天不同时间段开始时刻理论存留水量的方法为：
Wi＝max{Wi/p，Wi/q} (9)
Figure FDA00028361249700000312
Figure FDA00028361249700000313
Wj＝max{Wj/p，Wj/q} (12)
Figure FDA0002836124970000041
Figure FDA0002836124970000042
式(9)中Wi表示在工作日i时间段开始时刻的理论存留水量，Wi/p和Wi/q是中间变量，max{}为求最大值的运算符；
式(10)和式(11)中N1表示工作日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(i mod N1+1)表示i时间段的下一个时间段，k1和k2是人为设定的两个参数，k1的范围为0.4-1.0，k2的范围为0.05-0.6，H0是使用水箱储水允许的最低液位，S表示使用水箱的纵截面面积；
式(12)中Wj表示在休息日j时间段开始时刻的理论存留水量，Wj/p和Wj/q是中间变量；
式(13)和式(14)中N2表示休息日一天内时间段的总个数，mod是求余运算符，(j mod N2+1)表示j时间段的下一个时间段，k3和k4是人为设定的两个参数，k3的范围为0.4-1.0，k4的范围为0.05-0.6。
8.根据权利要求7所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤四中计算得到使用水箱实时存留水量的方法为：
Figure FDA0002836124970000043
Figure FDA0002836124970000044
式(15)中
Figure FDA0002836124970000045
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的液位，S表示使用水箱的纵截面面积，
Figure FDA0002836124970000046
表示在日期为x的工作日的i时间段开始时刻的实时存留水量；
式(16)中
Figure FDA0002836124970000047
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的液位，
Figure FDA0002836124970000048
表示在日期为y的休息日的j时间段开始时刻的实时存留水量。
9.根据权利要求8所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤四中在工作日或休息日一天各个时间段的开始时刻计算使用水箱在一天不同时间段理论流入水量的方法为：
Wm＝Hm·S (17)
Figure FDA0002836124970000051
Figure FDA0002836124970000052
式(17)中Wm表示使用水箱的最大水量，Hm表示使用水箱允许的最高液位；
式(18)中
Figure FDA0002836124970000053
表示在日期为x的工作日的i时间段的理论流入水量；
式(19)中
Figure FDA0002836124970000054
表示在日期为y的休息日的j时间段的理论流入水量。
10.根据权利要求9所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤五中确定一个时间段是否给使用水箱供水的方法为：在一天不同时间段的开始时刻控制系统根据
Figure FDA0002836124970000055
或
Figure FDA0002836124970000056
是否等于零来确定是否给使用水箱供水，当
Figure FDA0002836124970000057
或
Figure FDA0002836124970000058
等于0时，控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令，当
Figure FDA0002836124970000059
或
Figure FDA00028361249700000510
不等于0时，控制系统向供水控制设备发出开启向使用水箱供水的控制信号指令。
11.根据权利要求10所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤五中确定一个时间段内已开启供水控制设备何时关闭的方法为：供水控制设备开启后，由进口流量计实时检测使用水箱的进口流量，每检测得到一个进口流量数据就计算一次该时间段的累计流入水量，并将计算出的累计流入水量与该时间段的理论流入水量相比较，当计算出的累计流入水量大于或等于理论流入水量时控制系统向供水控制设备发出关闭向使用水箱供水的控制信号指令停止供水，计算累计流入水量以及发出控制信号指令的方法为：
Figure FDA00028361249700000511
Figure FDA00028361249700000512
Figure FDA00028361249700000513
Figure FDA00028361249700000514
式(20)中
Figure FDA0002836124970000061
表示在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的累计流入水量，
Figure FDA0002836124970000062
表示实时检测得到的在日期为x的工作日的i时间段顺序数为b的进口流量，t表示两个相邻进口流量数据的间隔时间；
式(21)中
Figure FDA0002836124970000063
表示在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的累计流入水量，
Figure FDA0002836124970000064
表示实时检测得到的在日期为y的休息日的j时间段顺序数为d的进口流量。
12.根据权利要求11所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤六中容积占比的计算方法为：
Figure FDA0002836124970000065
Qr＝(Hm-H0)·S (25)
式(24)中R表示使用水箱的容积占比；Qr表示使用水箱的有效容积，指使用水箱从最低液位到最高液位之间的体积，r等于1时表示使用水箱为小水室，r等于2时表示使用水箱为大水室，r等于3时表示使用水箱为去除隔板后的整个水箱；
Figure FDA0002836124970000066
表示使用水箱在n个工作日内一天总流出水量的平均值，N1表示工作日一天时间段的总个数，
Figure FDA0002836124970000067
表示统计最近n个工作日在i时间段的平均流出水量；
式(25)中Hm表示使用水箱的最高液位，H0表示使用水箱的最低液位，S表示使用水箱的纵截面积。
13.根据权利要求12所述的一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述步骤六中容积占比报警设定值的范围为0.2-0.6。
CN202011477637.1A 2020-12-15 2020-12-15 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法 Active CN112666990B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011477637.1A CN112666990B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011477637.1A CN112666990B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112666990A true CN112666990A (zh) 2021-04-16
CN112666990B CN112666990B (zh) 2022-09-06

Family

ID=75404779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011477637.1A Active CN112666990B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112666990B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084063A (ja) * 1994-06-17 1996-01-09 Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd ビル給水装置の制御方法
JP2014237954A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 株式会社日立製作所 緊急遮断弁制御装置及び緊急遮断弁制御方法
CN105804162A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 东北电力大学 防止水箱水滞留变质的自动控制系统及其方法
CN105868852A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 广州地理研究所 城市居民日用水量预测方法
CN205669403U (zh) * 2016-06-20 2016-11-02 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 用于山区公路隧道消防的串联式组合水池
CN108166569A (zh) * 2018-01-08 2018-06-15 上海上源泵业制造有限公司 水箱进水控制装置及水箱进水控制方法
CN109269589A (zh) * 2018-11-10 2019-01-25 薛金山 一种具有液位调控的水箱水量测算系统及其计算方法
CN208676002U (zh) * 2018-03-30 2019-04-02 鞍山盛禾农业物联科技有限公司 一种农业物联网用灌溉装置
CN109928483A (zh) * 2019-05-06 2019-06-25 重庆昕晟环保科技有限公司 一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统
CN110258721A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种组合式二次供水储水设备的供水方法
CN110258723A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种二次供水储水设备的定量供水方法
CN110258722A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种容积可变的二次供水储水设备的供水方法
CN112064728A (zh) * 2020-10-10 2020-12-11 上海熊猫机械(集团)有限公司 一种自适应给水系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084063A (ja) * 1994-06-17 1996-01-09 Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd ビル給水装置の制御方法
JP2014237954A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 株式会社日立製作所 緊急遮断弁制御装置及び緊急遮断弁制御方法
CN105868852A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 广州地理研究所 城市居民日用水量预测方法
CN105804162A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 东北电力大学 防止水箱水滞留变质的自动控制系统及其方法
CN205669403U (zh) * 2016-06-20 2016-11-02 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 用于山区公路隧道消防的串联式组合水池
CN108166569A (zh) * 2018-01-08 2018-06-15 上海上源泵业制造有限公司 水箱进水控制装置及水箱进水控制方法
CN208676002U (zh) * 2018-03-30 2019-04-02 鞍山盛禾农业物联科技有限公司 一种农业物联网用灌溉装置
CN109269589A (zh) * 2018-11-10 2019-01-25 薛金山 一种具有液位调控的水箱水量测算系统及其计算方法
CN109928483A (zh) * 2019-05-06 2019-06-25 重庆昕晟环保科技有限公司 一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统
CN110258721A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种组合式二次供水储水设备的供水方法
CN110258723A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种二次供水储水设备的定量供水方法
CN110258722A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 重庆昕晟环保科技有限公司 一种容积可变的二次供水储水设备的供水方法
CN112064728A (zh) * 2020-10-10 2020-12-11 上海熊猫机械(集团)有限公司 一种自适应给水系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUILIN ZHENG: "Energy Optimization Study of Rural Deep Well Two-Stage Water Supply Pumping Station", 《 IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY ( VOLUME: 24, ISSUE: 4, JULY 2016)》 *
杨晓辉: "多泵房二次供水优化调度系统的研究", 《中国优秀硕士学位论文 工程科技II辑》 *
程立: "农村饮用水安全保障及水质检测仪器的应用", 《中国建设信息(水工业市场)》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112666990B (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110264067B (zh) 一种二次供水储水设备进口流量的计算方法
Karpiscak et al. Residential water conservation: Casa del agua 1
CN110258723B (zh) 一种二次供水储水设备的定量供水方法
CN112580969B (zh) 一种二次供水水箱理论流入水量的计算方法
CN110258722B (zh) 一种容积可变的二次供水储水设备的供水方法
CN110258721A (zh) 一种组合式二次供水储水设备的供水方法
CN105442670A (zh) 一种用于二次供水水质保障的建筑给水管道循环系统及方法
CN112666990B (zh) 一种用于新建楼盘二次供水水箱的供水方法
CN109542150A (zh) 一种农村生活污水处理设施进水负荷的调节方法
CN104532911B (zh) 模组化卫浴系统
CN112663721B (zh) 一种二次供水水箱的智能供水方法
CN112667953B (zh) 一种二次供水高位水箱和低位水箱的组合供水方法
JP5087713B1 (ja) 下水排出方法
CN106968291B (zh) 防止二次供水水箱中水质二次污染的方法
CN113309173B (zh) 一种给水系统优化方法及小区给水系统用调整方法
CN109811831A (zh) 一种用于二次供水的智能多级浓水净化利用系统
CN114610085A (zh) 一种基于水龄的二次供水水箱的液位控制方法
CN210177586U (zh) 一种基于bim的楼房雨水收集系统
CN209556016U (zh) 一种管网直供优质安全用水保障系统
CN112482488A (zh) 一种城市错峰供水方法及系统
CN201684491U (zh) 一种中水回收利用装置
CN201317960Y (zh) 智能型废水回收利用系统
CN2732850Y (zh) 中水设备和消防设备综合利用系统
CN115268516A (zh) 一种提高二次供水水箱使用率的调控方法和系统
CN218264083U (zh) 一种智慧雨水回用系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant