CN113065262B - 一种节水管路及其设计方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种节水管路及其设计方法和控制装置，其中方法包括：根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等。通过本文的方法，可以减少在调节水温时对于水资源浪费的情况发生。

Description

一种节水管路及其设计方法和控制装置

技术领域

本发明涉及管路设计领域，特别地，涉及一种节水管路及其设计方法和控制装置。

背景技术

我国是一个水资源紧张的国家，在很多情况下人们无法避免水资源的浪费。例如，现有的水管大多通过混水阀同时连接冷水管和热水管，在使用不同的用水器进行冲澡、洗手、洗菜时，人们大多会打开混水阀，通过手动调节混水阀的开度和方向来调节冷热水的比例，使得最终流出的水在合适的温度范围内。而在调节水温过程中，先行释放出的一部分水由于温度不合适被浪费掉。

因此现在亟需一种节水管路的设计方法，能够减少在调节水温时对于水资源浪费的情况发生。

发明内容

本文实施例的目的在于提供一种节水管路及其设计方法和控制装置，以减少在调节水温时对于水资源浪费的情况发生。

为达到上述目的，一方面，本文实施例提供了一种节水管路的设计方法，包括：

根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等。

优选的，所述目标水温与初步水温之间的相关关系的确定方法，包括：

获取多组相互对应的初步水温以及预设水温，其中所述初步水温均大于对应的所述预设水温，所述预设水温用于预测目标水温；

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温；

对多组所述初步水温以及对应的目标水温进行回归分析和曲线拟合，确定目标水温与初步水温之间的相关关系。

优选的，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失和焓变；

判断所述热量损失和焓变是否相等；

如果所述热量损失和所述焓变相等，则将所述预设水温确定为对应的目标水温；

如果所述热量损失和所述焓变不相等，则调整所述预设水温，直至所述热量损失和所述焓变相等，并将所述预设水温确定为对应的目标水温。

优选的，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数；

根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失。

优选的，所述水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数包括：水流在目标管路段中的流速、目标管路段的表面传热系数、目标管路段的直径、目标管路段的长度、目标管路段的管壁温度和定性温度；

所述水流在目标管路段中的流速通过如下公式确定：

其中，u为水流在目标管路段中的流速，d为目标管路段的直径，V为在目标管路段中水流的流量，π为圆周率；

所述目标管路段的表面传热系数通过如下公式确定：

其中，h为目标管路段的表面传热系数，λ为在初步水温下水的导热系数，Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.3，Nu为努谢尔特数，Pr为在初步水温下水的普朗特数，

Re为雷诺数，v为在初步水温下水的粘性系数；

所述定性温度通过如下公式确定：

其中，t_m为定性温度，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温。

优选的，所述根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的热量损失通过如下公式确定：

其中，Q为水流在目标管路段中流动时的热量损失，t_w为目标管路段的管壁温度；l为目标管路段的长度。

优选的，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的焓变，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的焓变通过如下公式确定：

ΔH＝m(C_p1t_f1-C_p2t_f2)；

其中，ΔH水流在目标管路段中流动时的焓变，m为在目标管路段中水的质量，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温，C_p1为在初步水温下水的比定压热容，C_p2为在预设水温下水的比定压热容。

另一方面，本文实施例提供了一种节水管路的控制装置，所述装置包括：

确定模块：用于根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断模块：用于判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

流出模块：如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

调节模块：如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等。

又一方面，本文实施例还提供了一种节水管路，所述节水管路包括冷水管、热水管以及混水阀，所述混水阀的冷水端与所述冷水管连接，所述混水阀的热水端与所述热水管连接，所述混水阀的出水端连接有出水管；

所述出水管远离所述混水阀的一端连接有用水器；

所述出水管上设置有测温阀，所述测温阀位于所述出水管远离所述用水器的一侧；所述测温阀上连通有用于将水流回收的回收管；

所述节水管路还包括控制器，所述控制器与所述测温阀和所述混水阀连接，所述控制器根据上述任意一项所述的方法控制所述测温阀和所述混水阀。

优选的，所述回收管远离所述测温阀的一端与所述冷水管连通。

由以上本文实施例提供的技术方案可见，本文实施例一方面，可以通过目标水温与初步水温之间的相关关系确定当前初步水温，这个过程排除了水流输送过程中热损失的问题，可以更加准确的使流出用水器的水温与用户所需水温相等，减少调节水温过程中先行释放出来的水量，这样即可减少水资源的浪费；另一方面，对于调节水温过程中先行释放出来的水，可以通过回收管回收，回收后的水能够继续由冷水管输入到整个节水管路中，实现节水效果。

为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本文实施例提供的一种节水管路的结构示意图；

图2示出了本文实施例提供的一种节水管路的设计方法的流程示意图；

图3示出了本文实施例提供目标水温与初步水温之间相关关系确定方法的流程示意图；

图4示出了本文实施例提供的目标水温的确定方法的流程示意图；

图5示出了本文实施例提供的热量损失的确定方法的流程示意图；

图6示出了本文实施例提供的一种节水管路的控制装置的模块结构示意图；

图7示出了本文实施例提供的计算机设备的结构示意图。

附图符号说明：

1、冷水管；

2、热水管；

3、混水阀；

4、出水管；

5、冷水温度传感器；

6、进水管；

7、进水阀；

8、热水器；

9、热水温度传感器；

10、用水器；

11、测温阀；

12、目标管路段；

13、回收管；

14、控制器；

100、确定模块；

200、判断模块；

300、流出模块；

400、调节模块；

702、计算机设备；

704、处理器；

706、存储器；

708、驱动机构；

710、输入/输出模块；

712、输入设备；

714、输出设备；

716、呈现设备；

720、网络接口；

724、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。

现有的水管大多通过混水阀同时连接冷水管和热水管，在使用不同的用水器进行冲澡、洗手、洗菜时，用户大多会打开混水阀，通过用手等感官感知水的温度，如果水的温度不在合适的范围内时，就会通过手动调节混水阀的开度和方向来调节冷热水的比例，使得最终流出的水在合适的温度范围内。而在调节水温过程中，由于用户通过感官感知温度进行调节，因此无法避免会先行释放一部分温度不合适的水，而先行释放出的一部分水大多会被浪费掉。

为了解决上述问题，本文实施例提供了一种节水管路及其设计方法和控制装置，能够减少在调节水温过程中对水资源的浪费。本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

参照图1，一种节水管路，包括冷水管1、热水管2以及混水阀3，所述混水阀3可以为电磁阀，所述混水阀3的冷水端与所述冷水管1连接，所述混水阀3的热水端与所述热水管2连接，所述混水阀3的出水端连接有出水管4。

所述冷水管1上设置有冷水温度传感器5，所述冷水管1远离所述混水阀3的一端连通有水源，所述冷水管1的侧壁上连通有进水管6。

所述进水管6上设置有进水阀7，所述进水管6远离所述冷水管1的一端连接有热水器8，所述热水器8可以为电热水器或者太阳能热水器，所述进水管6与所述热水器8的输入端连接，所述热水器8的输出端与所述热水管2远离所述混水阀3的一端连接，所述热水管2上设置有热水温度传感器9。

所述出水管4远离所述混水阀3的一端连接有用水器10，其中所述用水器10可以为喷淋头、水龙头、花洒等。

所述出水管4上设置有测温阀11，所述测温阀11内设有温度传感器，既可以测量温度也可以控制水流，所述测温阀11位于所述出水管4远离所述用水器10的一侧，所述出水管4位于所述测温阀11与所述用水器10之间的部分为目标管路段12。

所述测温阀11上连通有用于将水流回收的回收管13，所述回收管13远离所述测温阀11的一端与所述冷水管1连通，所述回收管13与所述冷水管1连通处位于所述冷水温度传感器5的上游，以保证经由回收管13回收的水流能够通过冷水温度传感器5测得水流温度，进而实现对于冷水管1中水的监控作用。

当需要向热水器8中送水时，可以开通进水阀7，关闭混水阀3，此时水源由冷水管1经由进水管6流入至热水器8中。送水完毕后，可以关闭进水阀7。

所述节水管路还包括控制器14，所述控制器14可以设置在混水阀内，也可以设置在远端，所述控制器14与所述冷水温度传感器5、所述热水温度传感器9、所述测温阀11和所述混水阀3电性连接，所述控制器14根据下述方法控制所述测温阀11和所述混水阀3。

参照图2，一种节水管路的设计方法，包括：

S101：根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

S102：判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

S103：如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

S104：如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等。

其中，目标水温为用水器10流出的水温，初步水温为经过测温阀11时的水温。由于测温阀11与用水器10之间有目标管路段12，而水流在经过目标管路段12时会有热量损耗，导致水温下降，因此如果想要用水器10流出的水温达到用户所需的水温，需要测温阀11处的初步水温高于目标水温。

对应某一特定用户所使用的节水管路的安装结构和安装环境下，基于不同的目标水温，有与该目标水温对应的初步水温，形成有目标水温与初步水温之间的相关关系，该相关关系可以为目标水温与初步水温对应的关系曲线，对于每一目标水温，有唯一确定的初步水温与其对应。在该相关关系中，例如初步水温40℃，对应目标水温为38℃，初步水温50℃，对应目标水温为47℃……

当前目标水温为用户在实际用水时所需的水温，即需要用水器10流出的水温，当前初步水温为确定了目标水温为当前目标水温后，通过目标水温与初步水温之间的相关关系，可以确定的当前初步水温。所述控制器14可以包括温度输入模块，用于使用户输入当前目标水温。

初始状态时，测温阀11关闭、进水阀7关闭、混水阀3开通，根据用户输入的当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温之后，通过测温阀11测得实际水温，判断实际水温是否与当前初步水温相等，如果相等，则可以使水流流出，如果不相等，则水流经由回收管13流入冷水管1中，进行回收循环利用，控制器14根据热水温度传感器9和冷水温度传感器5传递的温度调节所述混水阀3的开度使得所述实际水温与所述当前初步水温相等。

通过上述方式，一方面，可以通过目标水温与初步水温之间的相关关系确定当前初步水温，这个过程排除了水流输送过程中热损失的问题，可以更加准确的使流出用水器10的水温与用户所需水温相等，减少调节水温过程中先行释放出来的水量，这样即可减少水资源的浪费；另一方面，对于调节水温过程中先行释放出来的水，可以通过回收管13回收，回收后的水能够继续由冷水管1输入到整个节水管路中，实现节水效果。

在本文实施例中，可以设定温度误差范围，当实际水温在当前初步水温的温度误差范围内，就可以使水流流出。例如温度误差范围为-1℃至1℃，即假设当前初步水温为30摄氏度，则只要实际水温在29℃至31℃的范围内时，即可使水流流出。这样可以减少水的回收重复利用，提高出水效率，缩短在用水过程中等待的时间，进一步实现节约用水的目的。其中温度误差范围可以依据用户的需求进行调节，用户可以提前设定或更改温度误差范围，以达到用水人性化、高效化的目的。

参照图3，进一步的，所述目标水温与初步水温之间的相关关系的确定方法，包括：

S201：获取多组相互对应的初步水温以及预设水温，其中所述初步水温均大于对应的所述预设水温，所述预设水温用于预测目标水温；

S202：根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温；

S203：对多组所述初步水温以及对应的目标水温进行回归分析和曲线拟合，确定目标水温与初步水温之间的相关关系。

在确定所述目标水温与初步水温之间的相关关系时，对应某一特定用户所使用的节水管路的安装结构和安装环境下，获取多组相互对应的初步水温以及预设水温。其中初步水温为流经测温阀11处的水温，预设水温为流出用水器10处的水温，对应每一初步水温，可以先假设一个预设水温，因为考虑到在目标管路段12热量损失等因素，初步水温大于对应的预设水温，即取初步水温为30℃时，假设取预设水温为28℃(任意取略小于30℃的水温值)，然后通过计算，确定当初步水温为30℃时，经过目标管路段12的热量损失后准确的目标水温。

对于多组初步水温以及对应的目标水温，可以进行回归分析和曲线拟合，例如可以将若干离散的点通过最小二乘法拟合成一个曲线，曲线的横纵坐标分别为目标水温和初步水温，由此可以得到目标水温和初步水温的关系曲线作为相关关系。

参照图4，进一步的，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温，包括：

S301：根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段12中流动时的热量损失和焓变；

S302：判断所述热量损失和焓变是否相等；

S303：如果所述热量损失和所述焓变相等，则将所述预设水温确定为对应的目标水温；

S304：如果所述热量损失和所述焓变不相等，则调整所述预设水温，直至所述热量损失和所述焓变相等，并将所述预设水温确定为对应的目标水温。

具体的，焓变即物体焓的变化量，焓是与内能有关的物理量，反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变决定。恒压条件下，水流在目标管路段12中流动时的热量损失和焓变相等时，表明此时的预设水温即为目标水温，如果热量损失和焓变不相等，则需要调整预设水温。

参照图5，进一步的，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段12中流动时的热量损失，包括：

S3011：根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段12中流动时的热量损失相关参数；

S3012：根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段12中流动时的热量损失。

具体的，热量损失相关参数包括水流在目标管路段12中的流速、目标管路段12的表面传热系数、目标管路段12的直径、目标管路段12的长度、目标管路段12的管壁温度和定性温度。

其中目标管路段12的直径、目标管路段12的长度可以通过测量得到，目标管路段12的管壁温度即为环境温度，可以通过测量得到。

更进一步的，所述水流在目标管路段12中的流速通过如下公式确定：

其中，u为水流在目标管路段12中的流速，d为目标管路段12的直径，V为在目标管路段12中水流的流量，π为圆周率；其中流量可以通过流量表测得。

所述目标管路段12的表面传热系数通过如下公式确定：

其中，h为目标管路段12的表面传热系数，λ为在初步水温下水的导热系数，为定值，可以通过查询相关导热系数表确定。Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.3，Nu为努谢尔特数，Pr为在初步水温下水的普朗特数，

Re为雷诺数，v为在初步水温下水的粘性系数，为定值，可以通过查询相关粘性系数表确定，水在目标管路段12内的流态通常为湍流。

所述定性温度通过如下公式确定：

其中，t_m为定性温度，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温。

进一步的，所述根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段12中流动时的热量损失，包括：

所述水流在目标管路段12中流动时的热量损失通过如下公式确定：

其中，Q为水流在目标管路段12中流动时的热量损失，t_w为目标管路段12的管壁温度；l为目标管路段12的长度。

在本文实施例中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段12中流动时的焓变，包括：

所述水流在目标管路段12中流动时的焓变通过如下公式确定：

ΔH＝m(C_p1t_f1-C_p2t_f2)；

其中，ΔH水流在目标管路段12中流动时的焓变，m为在目标管路段12中水的质量，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温，C_p1为在初步水温下水的比定压热容，C_p2为在预设水温下水的比定压热容，其中比定压热容可以通过查询比定压热容表确定。

在本文实施例中，通过初步水温、对应的预设水温以及上述步骤，判断目标管路段12的热量损失和焓变是否相等时，如果所述热量损失和所述焓变不相等，则改变预设水温继续进行迭代计算直至二者相等。

当两者相等时，此时的预设水温即为初步水温对应的目标水温。通过上述的方法取多组预设水温和初步水温进行计算后，得到多组初步水温和对应的目标水温，即可通过最小二乘法等方法进行曲线拟合，得到目标水温与初步水温的关系曲线。由于一般用水时的水温大约在30-50℃，因此可以只计算目标水温在30-50℃范围内的曲线关系。

在用户进行使用时，即可通过在控制器14的温度输入模块输入所需的当前目标水温，控制器14内通过查询目标水温与初步水温的关系曲线，可以得到对应的当前初步水温，此时可以通过测温阀11测量此时实际水温，如果实际水温与当前初步水温相等，则可以使水流流出，如果不相等，则使水流由回收管13回收至冷水管1中，控制器14通过获取冷水温度传感器5和热水温度传感器9传递的温度值，调节混水阀3的开度，使得流经测温阀11处的实际水温与当前初步水温相等。

在本文实施例中，通过控制器14调节混水阀3的开度调整实际水温，具体的：保持混水阀3中冷水端的水流流量不变，通过调节混水阀3的开度，进而调节混水阀3中热水端的水流流量，其中混水阀3中热水端的水流流量通过如下公式计算：

其中，M₂为混水阀3中热水端的水流流量，t₀为混水阀3中出水端的水流温度，即当前初步水温，t₁为混水阀3中冷水端的水流温度，t₂为混水阀3中热水端的水流温度，M₁为混水阀3中冷水端的水流流量。

混水阀3中热水端的水流流量需要根据计算结果进行调节，其中混水阀3中冷水端的水流温度t₁、混水阀3中热水端的水流温度t₂、冷水端的水流流量M₁均为确定值，混水阀3中出水端的水流温度t₀为当前初步水温，通过计算得到的M₂可以使实际水温与当前初步水温相等。

这一过程能够通过提前计算好的目标水温与初步水温的关系曲线实现水温的调节，比起人为通过感官判断、调节水温，这种调节方式更为精准，也能实现更好的节约用水，并且将水温不合适的水流进行回收，也能够实现节约用水的目的。

基于上述所述的一种节水管路的设计方法，本文实施例还提供一种节水管路的控制装置。所述的装置可以包括使用了本文实施例所述方法的系统(包括分布式系统)、软件(应用)、模块、组件、服务器、客户端等并结合必要的实施硬件的装置。基于同一创新构思，本文实施例提供的一个或多个实施例中的装置如下面的实施例所述。由于装置解决问题的实现方案与方法相似，因此本文实施例具体的装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

具体地，图6是本文实施例提供的一种节水管路的控制装置一个实施例的模块结构示意图，参照图6所示，本文实施例提供的一种节水管路的控制装置包括：确定模块100、判断模块200、流出模块300、调节模块400。

确定模块100：用于根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断模块200：用于判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

流出模块300：如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

调节模块400：如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等。

参照图7所示，基于上述所述的一种节水管路的设计方法，本文一实施例中还提供一种计算机设备702，其中上述方法运行在计算机设备702上。计算机设备702可以包括一个或多个处理器704，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)或图形处理器(GPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备702还可以包括任何存储器706，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息，一具体实施方式中，存储器706上并可在处理器704上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器704运行时，可以执行根据上述方法的指令。非限制性的，比如，存储器706可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示计算机设备702的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器704执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，计算机设备702可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备702还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构708，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。

计算机设备702还可以包括输入/输出模块710(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备712)和用于提供各种输出(经由输出设备714)。一个具体输出机构可以包括呈现设备716。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块710(I/O)、输入设备712以及输出设备714，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备702还可以包括一个或多个网络接口720，其用于与其他设备交换数据。一个或多个通信总线724将上文所描述的部件耦合在一起。

对应于图1-图5中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图1至图5所示的方法。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。

Claims (6)

1.一种节水管路的设计方法，其特征在于，包括：

根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等；

其中，所述目标水温与初步水温之间的相关关系的确定方法，包括：

获取多组相互对应的初步水温以及预设水温，其中所述初步水温均大于对应的所述预设水温，所述预设水温用于预测目标水温；

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温；

对多组所述初步水温以及对应的目标水温进行回归分析和曲线拟合，确定目标水温与初步水温之间的相关关系；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失和焓变；

判断所述热量损失和焓变是否相等；

如果所述热量损失和所述焓变相等，则将所述预设水温确定为对应的目标水温；

如果所述热量损失和所述焓变不相等，则调整所述预设水温，直至所述热量损失和所述焓变相等，并将所述预设水温确定为对应的目标水温；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数；

根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失；

其中，所述水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数包括：水流在目标管路段中的流速、目标管路段的表面传热系数、目标管路段的直径、目标管路段的长度、目标管路段的管壁温度和定性温度；

所述水流在目标管路段中的流速通过如下公式确定：

其中，u为水流在目标管路段中的流速，d为目标管路段的直径，V为在目标管路段中水流的流量，π为圆周率；

所述目标管路段的表面传热系数通过如下公式确定：

其中，h为目标管路段的表面传热系数，λ为在初步水温下水的导热系数，Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.3，Nu为努谢尔特数，Pr为在初步水温下水的普朗特数，

Re为雷诺数，v为在初步水温下水的粘性系数；

所述定性温度通过如下公式确定：

其中，t_m为定性温度，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温。

2.根据权利要求1所述的节水管路的设计方法，其特征在于，所述根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的热量损失通过如下公式确定：

其中，Q为水流在目标管路段中流动时的热量损失，t_w为目标管路段的管壁温度；l为目标管路段的长度。

3.根据权利要求1所述的节水管路的设计方法，其特征在于，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的焓变，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的焓变通过如下公式确定：

ΔH＝m(C_p1t_f1-C_p2t_f2)；

其中，ΔH水流在目标管路段中流动时的焓变，m为在目标管路段中水的质量，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温，C_p1为在初步水温下水的比定压热容，C_p2为在预设水温下水的比定压热容。

4.一种节水管路的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块：用于根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断模块：用于判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

流出模块：如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

调节模块：如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等；

其中，所述目标水温与初步水温之间的相关关系的确定方法，包括：

获取多组相互对应的初步水温以及预设水温，其中所述初步水温均大于对应的所述预设水温，所述预设水温用于预测目标水温；

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温；

对多组所述初步水温以及对应的目标水温进行回归分析和曲线拟合，确定目标水温与初步水温之间的相关关系；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失和焓变；

判断所述热量损失和焓变是否相等；

如果所述热量损失和所述焓变相等，则将所述预设水温确定为对应的目标水温；

如果所述热量损失和所述焓变不相等，则调整所述预设水温，直至所述热量损失和所述焓变相等，并将所述预设水温确定为对应的目标水温；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数；

根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失；

其中，所述水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数包括：水流在目标管路段中的流速、目标管路段的表面传热系数、目标管路段的直径、目标管路段的长度、目标管路段的管壁温度和定性温度；

所述水流在目标管路段中的流速通过如下公式确定：

其中，u为水流在目标管路段中的流速，d为目标管路段的直径，V为在目标管路段中水流的流量，π为圆周率；

所述目标管路段的表面传热系数通过如下公式确定：

其中，h为目标管路段的表面传热系数，λ为在初步水温下水的导热系数，Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.3，Nu为努谢尔特数，Pr为在初步水温下水的普朗特数，

Re为雷诺数，v为在初步水温下水的粘性系数；

所述定性温度通过如下公式确定：

其中，t_m为定性温度，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温。

5.一种节水管路，其特征在于，所述节水管路包括冷水管、热水管以及混水阀，所述混水阀的冷水端与所述冷水管连接，所述混水阀的热水端与所述热水管连接，所述混水阀的出水端连接有出水管；

所述出水管远离所述混水阀的一端连接有用水器；

所述出水管上设置有测温阀，所述测温阀位于所述出水管远离所述用水器的一侧；所述测温阀上连通有用于将水流回收的回收管；

所述节水管路还包括控制器，所述控制器与所述测温阀和所述混水阀连接，所述控制器根据上述权利要求1-3任意一项所述的方法控制所述测温阀和所述混水阀。

6.根据权利要求5所述的节水管路，其特征在于，所述回收管远离所述测温阀的一端与所述冷水管连通。

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