CN116167188B - 循环水节能的数据处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种循环水节能的数据处理方法及系统。本申请提供的方法通过获取循环水系统在目标时段内的目标流量,然后,根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率,再获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数,并根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率,从而根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率,以使控制器根据运行功率控制水泵运行,进而能够使得循环水系统的水泵运作在合理的运行功率,以在满足实际工况需求的前提下,实现有效地节能。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术,尤其涉及一种循环水节能的数据处理方法及系统。
背景技术
工业循环水改造是用水企业节约成本的优选改造项目,可以为企业节约成本,且节约水资源。工业循环水改造中尤为重要的就是循环水系统,循环水系统是指将水循环利用,降低用水量和排放水量的系统。通常包括用水、回水、循环泵、水处理设备等组成部分,在水资源紧张的如今,被广泛应用于工业、商业、医疗等领域。
其工作原理通常是将循环水通过水泵输送到需要用水的设备或区域,用后的水回流到水处理设备,经过过滤、消毒等处理后再次循环使用,从而降低了用水量和排放水量,同时也减少了水资源的消耗。
但是,目前对于循环水系统中水泵通常是运行在固定功率下,循环水系统普遍存在低效率、高能耗现象,当用水设备较少时,水泵的功率就会发生冗余,造成能源的浪费。
发明内容
本申请提供一种循环水节能的数据处理方法及系统,用以解决水泵运行在固定功率,造成能源的浪费的技术问题。
第一方面,本申请提供一种循环水节能的数据处理方法,应用于循环水系统,所述循环水系统包括水泵、控制器以及管道,所述水泵用于为所述管道内的循环水提供流动动力,所述控制器用于控制所述水泵的运行功率,以调整所述管道内的循环水流速,所述方法,包括:
获取所述循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,所述目标流量包括N个目标分流量,其中,所述循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应所述用水点集合中的一个用水节点在所述目标时段内的需求流量;
根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,所述扬程参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的高度差相关联;
获取所述循环水系统中所述管道的预设内表面特征参数,所述预设内表面特征参数包括所述管道的内表面摩擦系数;
根据所述目标流量、所述预设内表面特征参数以及所述用水点集合中各个用水节点的距离参数确定所述水泵在所述目标时段内的第一修正功率,所述距离参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的管道距离相关联;
根据所述初始功率以及所述第一修正功率确定所述水泵在所述目标时段内的运行功率,以使所述控制器根据所述运行功率控制所述水泵运行。
第二方面,本申请提供一种循环水节能的数据处理系统,应用于循环水系统,所述循环水系统包括水泵、控制器以及管道,所述水泵用于为所述管道内的循环水提供流动动力,所述控制器用于控制所述水泵的运行功率,以调整所述管道内的循环水流速,所述处理系统包括:
获取模块,用于获取所述循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,所述目标流量包括N个目标分流量,其中,所述循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应所述用水点集合中的一个用水节点在所述目标时段内的需求流量;
处理模块,用于根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,所述扬程参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的高度差相关联;
所述获取模块,还用于获取所述循环水系统中所述管道的预设内表面特征参数,所述预设内表面特征参数包括所述管道的内表面摩擦系数;
所述处理模块,还用于根据所述目标流量、所述预设内表面特征参数以及所述用水点集合中各个用水节点的距离参数确定所述水泵在所述目标时段内的第一修正功率,所述距离参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的管道距离相关联;
运行模块,用于根据所述初始功率以及所述第一修正功率确定所述水泵在所述目标时段内的运行功率,以使所述控制器根据所述运行功率控制所述水泵运行。
本申请提供的一种循环水节能的数据处理方法及系统,通过获取循环水系统在目标时段内的目标流量,然后,根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率,再获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数,并根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率,从而根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率,以使控制器根据运行功率控制水泵运行,进而能够使得循环水系统的水泵运作在合理的运行功率,以在满足实际工况需求的前提下,实现有效地节能。
附图说明
图1是本申请根据一示例实施例示出的循环水节能的数据处理方法的流程示意图;
图2是本申请根据另一示例实施例示出的循环水节能的数据处理方法的流程示意图;
图3是本申请根据一示例实施例示出的循环水节能的数据处理系统的结构示意图;
图4是本申请根据一示例实施例示出的电子设备的结构示意图。
通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本申请根据一示例实施例示出的循环水节能的数据处理方法的流程示意图。如图1所示,本实施例提供的方法,包括:
S101、获取循环水系统在目标时段内的目标流量。
在本实施例中提供的循环水节能的数据处理方法,可以是应用于循环水系统。其中,该循环水系统包括水泵、控制器以及管道,水泵用于为管道内的循环水提供流动动力,控制器用于控制水泵的运行功率,以调整管道内的循环水流速。
在本步骤中,获取循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,目标流量包括N个目标分流量,其中,循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应用水点集合中的一个用水节点在目标时段内的需求流量。其中,该目标时段可以是1个小时、15分钟、1分钟、1秒钟或者1毫秒,对于目标时段的具体选择,可以是根据循环水系统的功率调节响应速率进行选择。
可选的,对于上述的目标流量可以是各个用水节点在该时刻下的历史流量,也可以是在该时刻对应的时段内的历史平均流量。
S102、根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率。
在本步骤中,可以根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率,扬程参数与用水节点相对于水泵设置位置之间的高度差相关联。
具体的,可以利用公式1,并根据目标流量以及目标时段确定平均流速V,公式1为:
其中,Q为目标流量;S为目标时段下管道的当量截面积;K为N个用水节点在目标时段下流量非零的用水节点个数,为主管道的截面积,为主管道的长度,为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到主管道之间的支管道的截面积,为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到主管道之间的支管道的长度。
根据平均流速V以及预设水泵运行效率标定曲线确定水泵的运行效率。其中,预设水泵运行效率标定曲线可以是在不同流速下,通过实验的方式进行事先标定,例如,可以是通过标定100个不同流速下的水泵运行效率,然后,再利用这100个数据进行曲线拟合得到的预设水泵运行效率标定曲线。值得说明的,在标定的过程中,需要覆盖正常流速范围,而对于工作时流速集中的范围可以在标定的时候设置多个数据点,进而增加该段在数据拟合时的精度。
S103、获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数。
在本步骤中,可以获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数,其中,预设内表面特征参数包括管道的内表面摩擦系数。
S104、根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率。
在获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数之后,可以根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率,距离参数与用水节点相对于水泵设置位置之间的管道距离相关联。
S105、根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率。
在本步骤中,可以根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率,以使控制器根据运行功率控制水泵运行。
其中,为运行功率修正参数,为目标时段的上一个时段所对应的流量。
在本实施例中,通过获取循环水系统在目标时段内的目标流量,然后,根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率,再获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数,并根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率,从而根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率,以使控制器根据运行功率控制水泵运行,进而能够使得循环水系统的水泵运作在合理的运行功率,以在满足实际工况需求的前提下,实现有效地节能。
图2是本申请根据另一示例实施例示出的循环水节能的数据处理方法的流程示意图。如图2所示,
S201、获取循环水系统在目标时段内的目标流量。
在本实施例中提供的循环水节能的数据处理方法,可以是应用于循环水系统。其中,该循环水系统包括水泵、控制器以及管道,水泵用于为管道内的循环水提供流动动力,控制器用于控制水泵的运行功率,以调整管道内的循环水流速。
在本步骤中,获取循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,目标流量包括N个目标分流量,其中,循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应用水点集合中的一个用水节点在目标时段内的需求流量。其中,该目标时段可以是1个小时、15分钟、1分钟、1秒钟或者1毫秒,对于目标时段的具体选择,可以是根据循环水系统的功率调节响应速率进行选择。
可选的,对于上述的目标流量可以是各个用水节点在该时刻下的历史流量,也可以是在该时刻对应的时段内的历史平均流量。
S202、根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率。
在本步骤中,可以根据目标流量以及用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定水泵在目标时段内的初始功率,扬程参数与用水节点相对于水泵设置位置之间的高度差相关联。
其中,Q为目标流量;S为目标时段下管道的当量截面积;K为N个用水节点在目标时段下流量非零的用水节点个数,为主管道的截面积,为主管道的长度,为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到主管道之间的支管道的截面积,为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到主管道之间的支管道的长度。
根据平均流速V以及预设水泵运行效率标定曲线确定水泵的运行效率。其中,预设水泵运行效率标定曲线可以是在不同流速下,通过实验的方式进行事先标定,例如,可以是通过标定100个不同流速下的水泵运行效率,然后,再利用这100个数据进行曲线拟合得到的预设水泵运行效率标定曲线。值得说明的,在标定的过程中,需要覆盖正常流速范围,而对于工作时流速集中的范围可以在标定的时候设置多个数据点,进而增加该段在数据拟合时的精度。
S203、获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数。
在本步骤中,可以获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数,其中,预设内表面特征参数包括管道的内表面摩擦系数。
S204、根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率。
在获取循环水系统中管道的预设内表面特征参数之后,可以根据目标流量、预设内表面特征参数以及用水点集合中各个用水节点的距离参数确定水泵在目标时段内的第一修正功率,距离参数与用水节点相对于水泵设置位置之间的管道距离相关联。
S205、根据水箱与水泵之间的高度差h以及水箱的容积确定第二修正功率。
可选的,本实施所应用的循环水系统还可以包括水箱,若运行功率修正参数大于预设运行功率修正阈值,说明前后两个时段的流量将会发生较大的变化,而流量较大的变化就会进一步引起管道内的水压发生变化,进而导致阀门处的阀门能量损耗增大。尤其是当流量突然变小时,管道内的水压会急剧上升,甚至会发生水锤效应,对于循环水系统的管道以及水泵都会造成损坏。因此,可以在根据初始功率以及第一修正功率确定水泵在目标时段内的运行功率之前,通过控制器控制水箱的阀门开启,并且在目标时段的第一子时段在运行功率的基础上增加功率输出,以向水箱输送循环水,以稳定管道中的水压。
S206、根据初始功率、第一修正功率以及第二修正功率确定水泵在第一子时段内的运行功率。
图3是本申请根据一示例实施例示出的循环水节能的数据处理系统的结构示意图。如图3所示,本实施例提供的循环水节能的数据处理系统300,应用于循环水系统,所述循环水系统包括水泵、控制器以及管道,所述水泵用于为所述管道内的循环水提供流动动力,所述控制器用于控制所述水泵的运行功率,以调整所述管道内的循环水流速,所述处理系统包括:
获取模块301,用于获取所述循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,所述目标流量包括N个目标分流量,其中,所述循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应所述用水点集合中的一个用水节点在所述目标时段内的需求流量;
处理模块302,用于根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,所述扬程参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的高度差相关联;
所述获取模块301,还用于获取所述循环水系统中所述管道的预设内表面特征参数,所述预设内表面特征参数包括所述管道的内表面摩擦系数;
所述处理模块302,还用于根据所述目标流量、所述预设内表面特征参数以及所述用水点集合中各个用水节点的距离参数确定所述水泵在所述目标时段内的第一修正功率,所述距离参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的管道距离相关联;
运行模块303,用于根据所述初始功率以及所述第一修正功率确定所述水泵在所述目标时段内的运行功率,以使所述控制器根据所述运行功率控制所述水泵运行。
图4是本申请根据一示例实施例示出的电子设备的结构示意图。如图4所示,本实施例提供的一种电子设备400包括:处理器401以及存储器402;其中:
存储器402,用于存储计算机程序,该存储器还可以是flash(闪存)。
处理器401,用于执行存储器存储的执行指令,以实现上述方法中的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
可选地,存储器402既可以是独立的,也可以跟处理器401集成在一起。
当所述存储器402是独立于处理器401之外的器件时,所述电子设备400还可以包括:
总线403,用于连接所述存储器402和处理器401。
本实施例还提供一种可读存储介质,可读存储介质中存储有计算机程序,当电子设备的至少一个处理器执行该计算机程序时,电子设备执行上述的各种实施方式提供的方法。
本实施例还提供一种程序产品,该程序产品包括计算机程序,该计算机程序存储在可读存储介质中。电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该计算机程序,至少一个处理器执行该计算机程序使得电子设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种循环水节能的数据处理方法,其特征在于,应用于循环水系统,所述循环水系统包括水泵、控制器以及管道,所述水泵用于为所述管道内的循环水提供流动动力,所述控制器用于控制所述水泵的运行功率,以调整所述管道内的循环水流速,所述方法,包括:
获取所述循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,所述目标流量包括N个目标分流量,其中,所述循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应所述用水点集合中的一个用水节点在所述目标时段内的需求流量;
根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,所述扬程参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的高度差相关联;
获取所述循环水系统中所述管道的预设内表面特征参数,所述预设内表面特征参数包括所述管道的内表面摩擦系数;
根据所述目标流量、所述预设内表面特征参数以及所述用水点集合中各个用水节点的距离参数确定所述水泵在所述目标时段内的第一修正功率,所述距离参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的管道距离相关联;
根据所述初始功率以及所述第一修正功率确定所述水泵在所述目标时段内的运行功率,以使所述控制器根据所述运行功率控制所述水泵运行。
2.根据权利要求1所述的循环水节能的数据处理方法,其特征在于,所述根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,包括:
利用公式1,并根据所述目标流量以及所述目标时段确定平均流速V,所述公式1为:
其中,Q为所述目标流量;S为所述目标时段下所述管道的当量截面积;K为N个用水节点在所述目标时段下流量非零的用水节点个数,为主管道的截面积,/>为主管道的长度,为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到所述主管道之间的支管道的截面积,/>为K个流量非零的用水节点中第i个用水节点到所述主管道之间的支管道的长度;
8.一种循环水节能的数据处理系统,其特征在于,应用于循环水系统,所述循环水系统包括水泵、控制器以及管道,所述水泵用于为所述管道内的循环水提供流动动力,所述控制器用于控制所述水泵的运行功率,以调整所述管道内的循环水流速,所述处理系统包括:
获取模块,用于获取所述循环水系统在目标时段内的目标流量,其中,所述目标流量包括N个目标分流量,其中,所述循环水系统包括由N个用水节点组成的用水点集合,每个目标分流量对应所述用水点集合中的一个用水节点在所述目标时段内的需求流量;
处理模块,用于根据所述目标流量以及所述用水点集合中各个用水节点的扬程参数确定所述水泵在所述目标时段内的初始功率,所述扬程参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的高度差相关联;
所述获取模块,还用于获取所述循环水系统中所述管道的预设内表面特征参数,所述预设内表面特征参数包括所述管道的内表面摩擦系数;
所述处理模块,还用于根据所述目标流量、所述预设内表面特征参数以及所述用水点集合中各个用水节点的距离参数确定所述水泵在所述目标时段内的第一修正功率,所述距离参数与所述用水节点相对于所述水泵设置位置之间的管道距离相关联;
运行模块,用于根据所述初始功率以及所述第一修正功率确定所述水泵在所述目标时段内的运行功率,以使所述控制器根据所述运行功率控制所述水泵运行。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及,
存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Data processing methods and systems for energy-saving of circulating water Granted publication date: 20230711 Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Nanjing Liuhe Branch Pledgor: JIANGSU HUAFEIYU ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980007261 |