一种用于直饮水供水管网的回水控制方法、装置及介质与流程

1.本发明涉及自来水供水技术领域，特别涉及一种用于直饮水供水管网的回水控制方法、装置及介质。


背景技术：

2.直饮水供水管网必须保证水质鲜活，用户实时喝到的都是鲜活好水，但是供水管网中的支水管在长时间不用时，贮藏在支水管中的直饮水便无法保证水质鲜活；目前的直饮水供水管网为保证水质鲜活，大多采用的是人工手动调节，或者当有支水管网需要回水时直接回水。其不足在于，1、目前的支水管网回水策略大多只针对单条支水管网，无论有多少待回水支水管均同时处理，没有考虑到水泵的有效功率容易造成用水和回水的冲突；2、当需要待回水支水管所需功率大于水泵能提供有效功率时，并没有效的控制策略使总体回水时间最短以及水泵利用率最高；3、若是采用最易想到的回水方法，既随机轮流分配回水功率至任意待回水支水管，随着不停有待回水支水管的加入，水泵将一直处于工作状态，水泵容易长时间非饱工作，容易损坏。


技术实现要素：

3.本发明公开了一种用于直饮水供水管网的回水控制方法、装置及介质，它可以将水泵分时间段为一组若干支水管回水，不但能保证支水管回水时间最短，水泵利用率最大，还可以为水泵争取更多的暂停时间，增加水泵使用寿命。
4.为达到上述目的，一方面本发明提供了一种用于直饮水供水管网的回水控制方法，供水管网包括水泵、水箱、主水管和若干并联的支水管，若干支水管上均开设有用户出水口、流量计和电磁阀，方法通过控制电磁阀，执行以下控制步骤：
5.1)通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管；
6.2)在水泵功率之内，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；
7.3)对当前待回水支水管组合进行回水，完成后返回步骤1)。
8.该实施例的优点在于，通过各水管的流量确定待回水支水管，确保直饮水供水管网内直饮水鲜活；通过组合的方式一组一组回水，确保了水泵功率和回水时间的利用率的同时，还为水泵争取到了尽可能多的停机休息时间，延长水泵使用寿命。
9.具体地，步骤1)中确认待回水支水管的具体方法如下：
10.通过流量计采集到的各支水管的流量数据，计算每根支水管在单位时间的实际流量，根据每根支水管在单位时间的实际流量与预设流量的差值大小判断是否为待回水支水管。
11.该实施例的优点在于，通过支水管在单位时间的实际流量与预设流量的差值计算，不但可以判断该支水管是否应该回水，还可以从数值的大小估算判断出回水量，结合简单的回水方式即可回水。
12.具体地，步骤2)中确定当前待回水支水管组合的具体方法如下：
13.计算每根待回水支水管的待回水所需功率，若所有待回水支水管的待回水所需功率之和小于水泵功率，则直接对所有待回水支水管回水。
14.该实施例的优点在于，在水泵功率足够回水时，直接对所有待回水支水管回水为最优回水组合，可以在最短时间完成回水，为后续回水以及水泵停机休息提供基础。
15.进一步地，若每根待回水支水管的待回水所需功率之和大于泵的有效功率，则计算所有待回水支水管的最短回水时间；
16.选取最短回水时间最长的待回水支水管作为基准回水支水管，计算水泵功率送去基准回水支水管的待回水所需功率为待分配功率；
17.排列组合其余支水管，计算每种排列组合的待回水所需功率，排除其大于待分配功率的排列组合，选取最接近待分配功率的排列组合作为跟随回水支水管；
18.将基准回水支水管和跟随回水支水管确定为当前待回水支水管组合。
19.该实施例的优点在于，在水泵功率不足以同时对所有待回水支水管回水时，优先选择最长回水时间的回水支水管为第一根待回水支水管，再在水泵功率之内选择不超过第一根待回水支水管回水时间其余待回水支水管同时回水，找到水泵和时间双重组优的回水组合。
20.进一步地，计算基准回水管的最短回水时间与每根跟随回水支水管的最短回水时间的差值，构成时间差值组合；
21.在剩余待回水支水管中选取最短回水时间小于差值组合中任意差值的待回水支水管作为补充支水管，将补充支水管加入对应跟随回水支水管的回水顺序之后，补充入当前待回水支水管组合。
22.该实施例的优点在于，由于第一根待回水支水管的回水时间最长，其余支水管回水完成后剩余的水泵功率可二次利用，进一步提高水泵利用率。
23.具体地，计算待回水支水管的最短回水时间的公式为：
[0024][0025]
式中，δti为第i根支水管最短回水时间，为水损系数，ρ为水密度，g为重力加速度，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，h
si
为第i根支水管的回水扬程，为水泵的效率系数，w为水泵的额定功率，θ为安全系数；
[0026]
其中，q
si
＝πr
i2
*li*s
[0027]
式中，ri为第i根支水管半径，li为第i根支水管长度，s为用水补充系数。
[0028]
进一步地，用水补充系数在6:30-9:00、11:30-14:00、17:30-21:30用水高峰期取值1.5；其余时间取值为1.1。
[0029]
该实施例的优点在于，考虑到了不同时间段的用水量，在计算最短回水时间时加入了不同的用水补充系数，计算出的最短回水时间更接近实际情况。
[0030]
具体地，其特征在于，待回水所需功率的计算公式为：
[0031]
wi＝q
bi
+h
bi
[0032]
式中，wi为第i根支水管回水所需功率。q
bi
为第i根支水管流通水量所需功率，h
bi
为第i根支水管扬程所需功率；
[0033]
其中，q
bi
＝q
si
/δti*α
[0034]
式中，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，δti为第i根支水管最短回水时间，α为流量修正系数；
[0035]
其中，h
bi
＝h
si
*β
[0036]
式中，h
si
为第i根支水管的回水扬程，β为扬程修正系数。
[0037]
另一方面，本发明提供了一种用于直饮水供水管网的回水控制装置，包括：待回水支水管确认模块、回水组合确认模块、回水执行模块；其中
[0038]
待回水支水管确认模块，通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管；
[0039]
回水组合确认模块，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；
[0040]
回水执行模块，对当前待回水支水管组合进行回水。
[0041]
另一方面，本发明提供了一种存储介质，存储有若干指令，该指令适用于处理器进行加载，以执行上述任意一项用于直饮水供水管网的回水控制方法。
[0042]
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
[0043]
本发明的附图说明如下。
[0044]
图1为回水控制方法流程示意图。
[0045]
图2为回水控制装置的结构示意图。
[0046]
图3为步骤2)的流程示意图。
具体实施方式
[0047]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0048]
实施例1：
[0049]
一种用于直饮水供水管网的回水控制方法，如图1所示，供水管网包括水泵、水箱、主水管和若干并联的支水管，若干支水管上均开设有用户出水口、流量计和电磁阀，通过控制电磁阀，执行以下控制步骤：
[0050]
1)通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管。
[0051]
具体地，通过流量计采集到的各支水管的流量数据，计算每根支水管在单位时间的实际流量，根据每根支水管在单位时间的实际流量与预设流量的差值大小判断是否为待回水支水管。
[0052]
具体实施方式为，计算回水系数z＝1-∑q/4*q0，若z值大于0.1则执行回水命令，∑q为第i根支管4小时内累计通过流量值，q0为设计小时用水量；其中，根据实际情况，阈值0.1可调、阈值4小时可调、设计小时用水量可调。
[0053]
该步骤中，也可以通过预设时间流量阈值直接判断是否为待回水支水管，或其它判断是否为待回水支水管。
[0054]
2)在水泵功率之内，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合，如图3所示。
[0055]
进一步地，计算每根待回水支水管的待回水所需功率，若所有待回水支水管的待回水所需功率之和小于水泵功率，则直接对所有待回水支水管回水。
[0056]
该步骤中，可以设计一个最低阈值，当待回水支水管大于最低阈值，且待回水支水管所需回水功率小于水泵时，直接对所有待回水支水管回水。
[0057]
进一步地，若每根待回水支水管的待回水所需功率之和大于泵的有效功率，则计算所有待回水支水管的最短回水时间；
[0058]
选取最短回水时间最长的待回水支水管作为基准回水支水管，计算水泵功率送去基准回水支水管的待回水所需功率为待分配功率；
[0059]
排列组合其余支水管，计算每种排列组合的待回水所需功率，排除其大于待分配功率的排列组合，选取最接近待分配功率的排列组合作为跟随回水支水管；
[0060]
将基准回水支水管和跟随回水支水管确定为当前待回水支水管组合。
[0061]
该步骤中，其目的是选取同时回水的第一批待回水支水管，其选择方式也可以对所有待回水支水管的最短回水时间及回水所需功率进行排列组合，替换以最长回水时间的待回水支水管作为基准回水支水管进行组合的方式，选取第一批同时回水的待回水支水管。
[0062]
进一步地，计算基准回水管的最短回水时间与每根跟随回水支水管的最短回水时间的差值，构成时间差值组合；
[0063]
在剩余待回水支水管中选取最短回水时间小于差值组合中任意差值的待回水支水管作为补充支水管，将补充支水管加入对应跟随回水支水管的回水顺序之后，补充入当前待回水支水管组合。
[0064]
该步骤中，其目的是尽可能利用第一组回水组合中的剩余时间，也可以通过其它计算方式选择出可以填补剩余时间的待回水支水管。
[0065]
具体地，计算待回水支水管的最短回水时间的公式为：
[0066][0067]
式中，δti为第i根支水管最短回水时间，为水损系数，ρ为水密度，g为重力加速度，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，h
si
为第i根支水管的回水扬程，为水泵的效率系数，w为水泵的额定功率，θ为安全系数；
[0068]
其中，q
si
＝πr
i2
*li*s
[0069]
式中，ri为第i根支水管半径，li为第i根支水管长度，s为用水补充系数。
[0070]
进一步地，用水补充系数在6:30-9:00、11:30-14:00、17:30-21:30用水高峰期取值1.5；其余时间取值为1.1。
[0071]
具体地，待回水所需功率的计算公式为：
[0072]
wi＝q
bi
+h
bi
[0073]
式中，wi为第i根支水管回水所需功率。q
bi
为第i根支水管流通水量所需功率，h
bi
为第i根支水管扬程所需功率；
[0074]
其中，q
bi
＝q
si
/δti*α
[0075]
式中，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，δti为第i根支水管最
短回水时间，α为流量修正系数；
[0076]
其中，h
bi
＝h
si
*β
[0077]
式中，h
si
为第i根支水管的回水扬程，β为扬程修正系数。
[0078]
3)打开待回水支水管的电磁阀，启动水泵，对当前待回水支水管组合进行回水，完成后返回步骤1)。
[0079]
实施例2：
[0080]
一种用于直饮水供水管网的回水控制装置，如图2所示，包括：待回水支水管确认模块、回水组合确认模块、回水执行模块；其中
[0081]
待回水支水管确认模块，通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管；
[0082]
该实施例中，待回水支水管确认模块可以是移动终端，或安装在直饮水供水管网本地的控制芯片，或云端服务器；移动终端或控制芯片或云端服务器的数据接收端与流量计电连接。
[0083]
回水组合确认模块，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；
[0084]
该实施例中，待回水组合确认模块可以是移动终端，或安装在直饮水供水管网本地的控制芯片，或云端服务器；移动终端或控制芯片或云端服务器的数据接收端与待回水支水管确认模块电连接。
[0085]
回水执行模块，对当前待回水支水管组合进行回水。
[0086]
该实施例中，回水执行模块可以是移动终端，或安装在直饮水供水管网本地的控制芯片，或云端服务器；移动终端或控制芯片或云端服务器的数据接收端与回水组合确认模块电连接，数据输出端与电磁阀电连接。
[0087]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0088]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0089]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0090]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0091]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于直饮水供水管网的回水控制方法，所述供水管网包括水泵、水箱、主水管和若干并联的支水管，若干支水管上均开设有用户出水口、流量计和电磁阀，其特征在于，所述方法通过控制电磁阀，执行以下控制步骤：1)通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管；2)在水泵功率之内，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；3)打开待回水支水管的电磁阀，启动水泵，对当前待回水支水管组合进行回水，完成后返回步骤1)。2.如权利要求1所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，步骤1)中确认所述待回水支水管的具体方法如下：通过流量计采集到的所述各支水管的流量数据，计算每根支水管在单位时间的实际流量，根据每根支水管在单位时间的所述实际流量与预设流量的差值大小判断是否为待回水支水管。3.如权利要求1所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，步骤2)中确定当前待回水支水管组合的具体方法如下：计算每根待回水支水管的待回水所需功率，若所有待回水支水管的所述待回水所需功率之和小于水泵功率，则直接对所有待回水支水管回水。4.如权利要求3所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，若每根待回水支水管的所述待回水所需功率之和大于泵的有效功率，则计算所有待回水支水管的最短回水时间；选取最短回水时间最长的待回水支水管作为基准回水支水管，计算水泵功率送去基准回水支水管的所述待回水所需功率为待分配功率；排列组合其余支水管，计算每种排列组合的待回水所需功率，排除其大于待分配功率的排列组合，选取最接近待分配功率的排列组合作为跟随回水支水管；将基准回水支水管和跟随回水支水管确定为当前待回水支水管组合。5.如权利要求4所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，计算基准回水管的最短回水时间与每根跟随回水支水管的最短回水时间的差值，构成时间差值组合；在剩余待回水支水管中选取最短回水时间小于差值组合中任意差值的待回水支水管作为补充支水管，将补充支水管加入对应跟随回水支水管的回水顺序之后，补充入当前待回水支水管组合。6.如权利要求4所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，计算待回水支水管的所述最短回水时间的公式为：式中，δt
i
为第i根支水管最短回水时间，为水损系数，ρ为水密度，g为重力加速度，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，h
si
为第i根支水管的回水扬程，为水泵的效率系数，w为水泵的额定功率，θ为安全系数；其中，q
si
＝πr
i2
*l
i
*s式中，r
i
为第i根支水管半径，l
i
为第i根支水管长度，s为用水补充系数。7.如权利要求6所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，所述用水补
充系数在6:30-9:00、11:30-14:00、17:30-21:30用水高峰期取值1.5；其余时间取值为1.1。8.如权利要求3至6任意一项所述的用于直饮水供水管网的回水控制方法，其特征在于，所述待回水所需功率的计算公式为：w
i
＝q
bi
+h
bi
式中，w
i
为第i根支水管回水所需功率。q
bi
为第i根支水管流通水量所需功率，h
bi
为第i根支水管扬程所需功率；其中，q
bi
＝q
si
/δt
i
*α式中，q
si
为第i根支水管完成一次回水循环的总体水流量，δt
i
为第i根支水管最短回水时间，α为流量修正系数；其中，h
bi
＝h
si
*β式中，h
si
为第i根支水管的回水扬程，β为扬程修正系数。9.一种用于直饮水供水管网的回水控制装置，其特征在于，包括：待回水支水管确认模块、回水组合确认模块、回水执行模块；其中所述待回水支水管确认模块，通过流量计采集到的各支水管流量数据，确认待回水支水管；所述回水组合确认模块，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；所述回水执行模块，对当前待回水支水管组合进行回水。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有若干指令，所述指令适用于处理器进行加载，以执行权利要求1至8任意一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及自来水供水技术领域，特别涉及一种用于直饮水供水管网的回水控制方法、装置及介质。控制步骤为：1)确认待回水支水管；2)在水泵功率之内，以回水时间总体最短为优化目标，确定当前待回水支水管组合；3)打开待回水支水管的电磁阀，启动水泵，对当前待回水支水管组合进行回水。本发明通过各水管的流量确定待回水支水管，确保直饮水供水管网内直饮水鲜活；通过组合的方式一组一组回水，确保了水泵功率和回水时间的利用率的同时，还为水泵争取到了尽可能多的停机休息时间，延长水泵使用寿命。命。命。


技术研发人员：祁丹 马志伟 向毕城 姜源 熊鹏 汤红亮 尹振渝 李宜志
受保护的技术使用者：重庆分质供水有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/7/12