一种管道压力控制及发电系统及其控制方法与流程

1.本技术属于建筑给排水及发电技术领域，具体而言涉及一种管道压力控制及发电系统及其控制方法。


背景技术：

2.给水系统中，为保证最不利点的用水压力，导致供水系统压力对末端外的其它大部分地区都是超压的。在建筑给排水系统中，供水系统超压问题普遍存在，特别是在在高层和超高层建筑供水系统中，为满足最高点用水需求，还经常使用泵组二次加压供水，造成较低楼层超压严重。
3.为防止供水系统中各部件不受损害，保证用水舒适度，管道中水的工作压力不得超过器件规定的压力范围，因此在给水系统中常加减压阀进行减压。这样通过泵组加压的水又通过减压阀消能，导致巨大的能源浪费。
4.此外，大量的水能在减压阀处消耗，长期作用必然会产生阀体气蚀磨损、噪音、振动等一系列问题，减少了管道及附配件的使用寿命。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种管道压力控制及发电系统及其控制方法，用以解决现有给水系统超压水能浪费、超压导致管道及附配件使用寿命降低问题的问题。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.一种管道压力控制及发电系统，包括：
8.给水管道；
9.至少一个旁通管道，具有进水口和出水口，所述进水口和出水口接入给水管道；
10.其中，每个所述旁通管道上设有水轮发电装置，所述水轮发电装置的上游设有电动调节阀，所述水轮发电装置的下游设有压力传感器。
11.进一步地，所述给水管道上设有减压阀；所述旁通管道的进水口和出水口分别位于所述减压阀的上游和下游。
12.进一步地，所述旁通管道的进水口和出水口之间的给水管道上还设有两个第一截止阀，所述减压阀位于两个所述第一截止阀之间；所述旁通管道的进水口、所述旁通管道的出水口均设有第二截止阀。
13.进一步地，还包括控制系统，所述控制系统被配置为基于每一旁通管道上所述压力传感器监测的压力数据信息单独控制每一旁通管道上所述电动调节阀的阀门开启程度，使得下游用水端的压力保持不变。
14.进一步地，所述控制系统还被配置为监测工作中的所述水轮发电装置的工作时间t1，若其中某一所述水轮发电装置的工作时间t1大于阈值，则动态启动任一关闭中的水轮发电装置以替换该工作中的水轮发电装置；所述动态启动规则为，判断所有关闭中的水轮
发电装置的关闭时间t2，比较其中关闭时间t2最大值者，则启动该关闭时间最长的水轮发电装置。
15.进一步地，所述控制系统还被配置为优先监测工作中的所述水轮发电装置的数量n，若工作数量n小于总的旁通管道数量，则再判断工作时间t1和动态启动关闭中的水轮发电装置；若工作数量n等于旁通管道的数量，则基于所述压力传感器的压力数据信息等待是否存在关闭指令，待关闭指令生成时，优先关闭工作时间t1最大值的所述水轮发电装置。
16.进一步地，还包括电力控制面板，所述电力控制面板与所述水轮发电装置的发电机控制连接，被配置为控制产生电力的用途，以供接入不同的用电场景；所述电力控制面板与所述控制系系统信号传输连接。
17.进一步地，所述旁通管道具有共用的进水管、共用的出水管和多个旁通支路，多个旁通支路并联设置在所述进水管和出水管之间，且每一条所述旁通支路上均设有一水轮发电装置、一电动调节阀和一压力传感器。
18.9.根据权利要求1所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述旁通管道的数量为多个，多个旁通管道依次接入给水管道。
19.另一方面，提供一种管道压力控制及发电系统的控制方法，包括如下步骤：
20.初始状态下，第一旁通支路上的第一电动调节阀打开，其他旁通支路上的电动调节阀关闭，此时能够满足当前下游用水量，同时，第一旁通支路上的第一压力传感器实时监测第一旁通支路内的水压；
21.用水开始后，当第一压力传感器监测到第一旁通支路上的压力值低于预设下限压力值时，第一压力传感器将低于预设下压力限值的信号传输至控制系统，控制系统控制第一电动调节阀的阀口打开程度逐渐增大，直至控制第一旁通支路的出水口处水压为稳定的工作状态；若下游用水量减小，则第一压力传感器监测到的压力增大，第一压力传感器将压力增大的信号传输至控制系统，控制第一电动调节阀的阀口变小至初始状态；
22.随着下游用水量继续增大，控制系统控制第一电动调节阀继续增大阀口打开程度，直至第一电动调节阀完全打开；
23.当第一电动调节阀完全打开后，第一压力传感器监测到的压力值低于预设下限压力值时，无法使第一旁通支路的水压维持在稳定的工作状态，则打开第二旁通支路的第二电动调节阀，并通过控制第二电动调节阀的阀口打开大小，以调节第二旁通支路的水压至稳定工作状态；若下游用水量减小，则第二旁通支路的第二压力传感器监测到的压力增大，第二压力传感器将压力增大的信号传输至控制系统，控制系统控制第二电动调节阀的阀口变小直至完全关闭；
24.当下游用水量继续增大，重复上述过程，依次打开下一条旁通支路的电动调节阀，使下游用水端的水压为稳定的工作状态；
25.其中，在水流经过旁通支路的过程中，带动水轮机转动，同时耦合发电机产生能。
26.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
27.a)本发明提供的管道压力控制及发电系统，通过在给水管道上设置旁通管路，并在旁通管路上设置水轮发电装置，实现将水轮发电装置与减压阀并行设置在给水管道中，这样不影响现有给水管道的运行，使得给水系统中的超压水的一部分能量可以借助水轮发电装置转变成可利用的电能，提高了资源利用率，且水轮发电装置的尾水压力不影响供水
系统的后端使用需求，并且通过水轮机的流量符合供水系统的需水量；利用水轮发电装置消耗一部分高压水能，避免大量水能在减压阀处消耗，延长了管道及附配件的使用寿命。
28.b)本发明提供的管道压力控制及发电系统，旁通管道具有共用的进水管、共用的出水管和多个旁通支路，多个旁通支路并联设置在所述进水管和出水管之间，且每一条所述旁通支路上均设有一组所述水轮发电装置、电动调节阀，使得调节范围广，可实现下游用水量变动时的连续精确调节。而且，可以使水力发电的基础模型模块化，对于不同流量的使用场合，可以通过并联多个模块实现压力调节和发电。
29.c)本发明提供的管道压力控制及发电系统，对于超压特别多，超过单组旁通管道水力发电最大负荷也无法把压力降低到使用要求的，可以通过串联多个模块化的旁通管道实现压力调节和发电。
30.d)本发明提供的管道压力控制及发电系统的控制方法，基于管网中不同位置压力传感器监测到的压力数据，控制系统通过控制不同旁通支路上的电动调节阀的阀口打开状态，实时调控旁通支路出的水压维持在稳定的工作状态，进而保证下游用水端的正常水压；同时在水流经过旁通支路的过程中，带动水轮机转动，同时耦合发电机产生能，
附图说明
31.为了更清楚地说明本说明书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说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明提供的管道压力控制及发电系统的结构示意图一；
33.图2为某建筑应用本发明提供的管道压力控制及发电系统的示意图；
34.图3为本发明提供的管道压力控制及发电系统的结构示意图二。
35.附图标记：
36.1-给水管道；2-旁通管道；3-水轮发电装置；4-电动调节阀；5-压力传感器；6-减压阀；7-第一截止阀；8-第二截止阀；9-水轮机；10-发电机；11-共用的进水管；12-共用的出水管；13-旁通支路；14-电力控制面板；15-控制系统；16-用电场景。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合、分离、互换和/或重新布置。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
38.在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
39.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
40.为了描述性目的，本公开可使用诸如“顶部”、“底部”、“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”等是相对于部件的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。
41.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
42.实施例1
43.本发明的一个具体实施例，如图1所示，公开了一种管道压力控制及发电系统，包括：
44.给水管道1，作为给水主管道，与下游用水端连接；
45.旁通管道2，具有进水口和出水口，所述进水口和出水口接入给水管道1；
46.其中，所述旁通管道2上设有水轮发电装置3，所述水轮发电装置3的上游设有电动调节阀4，所述水轮发电装置3的下游设有压力传感器5。
47.与现有技术相比，本实施例通过在旁通管道2中设置水轮发电装置3以替代传统的减压阀6，通过控制电动调节阀4和水轮发电装置3，既能控制用水端的供水压力，又能产生水电能源，不影响现有给水管道1的运行。
48.可以理解的是，本实施例中的管道压力控制及发电系统，在给水管道1上也可以设有减压阀6；所述旁通管道2的进水口和出水口分别位于所述减压阀6的上游和下游。也就是说，旁通管道2以及设于旁通管道2上的水轮发电装置3、电动调节阀4，与减压阀6并列设置，通过截止阀控制系统管路连通状态，旁通管和减压阀6可以各自独立运行，也可以同时运行，实现系统减压“双保险”，可选的，截止阀为电动阀，电动阀与控制系统连接，这样不需要人工干预，提升了系统的自动化程度。采用本实施例的管道压力控制及发电系统，对于既有的给水管道系统，能够在常规给水系统的给水主管上加设旁通管道，基本不影响既有主管道的情况下进行改造，适合于改造的场景。
49.本实施例中，管道压力控制及发电系统还包括控制系统15，所述控制系统15被配置为基于设定的用水需求压力值控制电动调节阀4的阀门开启程度，使得下游用水端的压力保持不变，即压力传感器5监测到的压力值保持不变。
50.在其中一种可选实施方式中，所述控制系统还被配置为监测工作中的所述水轮发电装置的工作时间t1，若其中某一所述水轮发电装置的工作时间t1大于阈值，则动态启动
任一关闭中的水轮发电装置以替换该工作中的水轮发电装置；所述动态启动规则为：判断所有关闭中的水轮发电装置的关闭时间t2，比较其中关闭时间t2最大值者，则启动该关闭时间最长的水轮发电装置。本实施例采用上述技术方案能够防止某一旁通管道的发电装置一直长期工作，而另外的旁路发电装置一直关闭，从而导致一路旁通管工作负荷大，另一路年久失修，容易损坏，可以实现动态灵活调配，使得在任一旁通管路均能参与工作。
51.进一步地，所述控制系统还被配置为优先监测工作中的所述水轮发电装置的数量n，若工作数量n小于总的旁通管道数量，则再判断工作时间t1和动态启动关闭中的水轮发电装置；若工作数量n等于旁通管道的数量，则基于所述压力传感器的压力数据信息等待是否存在关闭指令，待关闭指令生成时，优先关闭工作时间t1最大值的所述水轮发电装置。此技术方案能够在所有旁通管道发电机都开启时，当判断需要关闭时，那么先关闭工作时间最长的那个发电机，避免个别发电机工作时间过长，而其他发电机长时间关闭状态，使得所有旁通管路具有相同或相近的使用寿命。
52.当有多个旁通管道时，每次用水首先启动的旁通管道可以轮流着来，比如，系统第一次用水时启动编号为n1的旁通管道，系统自动控制第二次用水时启动编号为n2的旁通管道，依次类推，这样避免个别旁通管道长期不启动导致设备闲置损坏。
53.本实施例中，管道压力控制及发电系统能够保证下游用水端的用水压力，因此系统通过在电动调节阀4处设定的传感器精准监控和调节管网压力，并将信号传输到控制系统15。具体而言，所述压力传感器5能够将监测到的压力数据信息传输至控制系统15，所述控制系统基于接收到的压力数据信息控制所述电动调节阀4的阀门开启程度，使得所述压力传感器5监测到的压力值不变。
54.具体而言，旁通管道2上水轮发电装置3的上游设置电动调节阀4，电动调节阀4内设置的压力传感器5能够把相关信息传输到控制系统。在已知下游端用水压力需求的情况下，设定下游用水处的压力值为固定值，控制系统通过压力传感器5监测压力值，并自动调节阀门开启程度，确保下游用水端的压力不变，确保末端用水不受影响。随着末端用水量的增大，电动调节阀4开启程度不断加大，最终达到一个稳定状态。此时，发电机10的状态也达到高效状态，源源不断产生稳定的电力。
55.管道压力控制及发电系统的工作过程为：用水开始后，压力传感器5实时监测旁通管路中的水压p，当监测到压力值p降低至预设下限压力值时，控制系统15打开电动调节阀4，直到压力传感器5监测的压力值稳定在设定工作状态0.2mpa；随着下游用水端的用水量继续增大，电动调节阀4处于完全打开状态；随着下游用水端的用水量减小，旁通管中水压p会增大，当水压p超过预设上限压力值时，控制系统逐渐关闭电动调节阀4直至完全关闭。在水流经过旁通管道2的过程中，带动水轮机9转动，同时耦合发电机10开始产生电力供使用。
56.其中，可根据实际需求调整预设下限压力值，优选的，预设下限压力值为0.2mpa。也就是说，压力传感器5的压力值稳定在设定工作状态时，压力传感器5监测到的压力值为0.2mpa。0.2mpa是既能保证用户使用要求和舒适度的同时，相对又比较节水的压力。预设上限压力值为0.21mpa。
57.示例性的，参见图2，某建筑为保证顶层用水压力要求，入口压力为0.52mpa，1～11层用水均超压，设置减压阀6。采用本实施例的技术方案，通过在旁通管道2设置水轮发电装置3，将多余的压力消解利用。这样供水系统既可以通过原给水管道供给用水末端，也可以
通过水轮发电装置3之后再供给用水末端。对于既有建筑，也能在不影响供水的情况进行加装改造，充分利用超压压力。
58.在其中一种可选实施方式中，所述旁通管道2的进水口和出水口之间的给水管道1上还设有两个第一截止阀7；所述减压阀6位于两个所述第一截止阀7之间；所述旁通管道2的进水口、所述旁通管道2的出水口均设有第二截止阀8。系统工作时，先把旁通管道2的第一截止阀7打开，给水管道1的第二截止阀8关闭，让水都从旁通管道2经过，使得发电装置既取代了减压阀6的功能，还能发电。
59.本实施例中，所述水轮发电装置3包括水轮机9和发电机10，压力传感器5能够实时监测发电机10位置处的压力，发电机10产生的电能用于电池充电、照明或者并入市政电网。给水管道1的高压给水通过旁通管道2首先通过电动调节阀4，然后带动水轮机9转动，水轮机9耦合发电机10发电。
60.进一步地，所述发电机10的发电功率由所述水轮机9的以下出力公式计算得出：
[0061][0062]
上式中，n为水轮机的出力(kw)；q为水轮机的流量(m/s)；h为水轮机的水头(m)；为水轮机的效率。
[0063]
其中，水轮机9的流量q即为水轮机9后端管道用水需求，水轮机9的水头h为水轮机9前的压力和水轮机9后的压力的差值，也即为管网压力与用水压力需求之间的差值。因此，对于高层建筑中，家庭用水量为2l/s，超压30m，水轮机9效率为90％的情况下，计算发电功率为0.53kw，基本能维持家用灯泡的照明需求。
[0064]
水轮机9和发电机10的选型：流量为下游最高日最大时的用水流量。当第一旁通管内的水轮机9和发电机10达到最大负荷，也就是这里的最大流量，会控制开启第二旁通管
[0065]
在其中一种可选实施方式中，管道压力控制及发电系统还包括电力控制面板14，所述电力控制面板14与发电机10控制连接，被配置为控制产生电力的用途，以供接入不同的用电场景16，如电池充电、照明、并入电网等；所述电力控制面板14与所述控制系系统信号传输连接。
[0066]
在其中一种可选实施方式中，本实施例的旁通管道具有多条旁通支路13。具体而言，如图3所示，所述旁通管道2具有共用的进水管11、共用的出水管12和多个旁通支路13，共用的进水管11的进水口为旁通管道2的进水口，共用的出水管12的出水口为旁通管道2的出水口；多个旁通支路13并联设置在所述进水管和出水管之间，且每一条所述旁通支路13上均设有一所述水轮发电装置3、一电动调节阀4和一压力传感器5。
[0067]
本实施例还公开了具有多条旁通支路13的管道压力控制及发电系统的控制方法，包括如下步骤：
[0068]
初始状态下，给水管道1上的第一截止阀7关闭，旁通管到上的第二截止阀8打开，第一旁通支路上的第一电动调节阀打开，其它旁通支路上的电动调节阀关闭，第一旁通支路上的第一电动调节阀打开能够满足当前下游用水量，同时，第一压力传感器实时监测第一旁通支路内的水压，也即监测用水端的水压；
[0069]
用水开始后，当第一压力传感器监测到第一旁通支路上的压力值低于预设下限压力值时，第一压力传感器将低于预设下压力限值的信号传输至控制系统；控制系统控制第一电动调节阀的阀口打开程度增大，并控制第一旁通支路的水压达到用水端所需压力，使
用水端水压达到稳定的工作状态；若下游用水量减小，则控制第一电动调节阀的阀口变小至初始状态；其中，预设下限压力值为0.2mpa，也可以根据用水端所需压力设定。
[0070]
随着下游用水量继续增大，控制系统控制第一电动调节阀继续增大阀口打开程度，直至第一电动调节阀完全打开；
[0071]
当第一电动调节阀完全打开后，第一旁通支路的水压无法维持在稳定的工作状态，即此时无法维持就会小于0.2mpa，则打开第二旁通支路的第二电动调节阀，并通过控制第二电动调节阀的阀口打开大小，以调节第二旁通支路的水压至稳定工作状态，此时多个旁通支路出水端连接的共用出水管路中的水压为稳定的工作状态；若下游用水量减小，则传感器压力会增大到大于0.21mpa，则首先控制第二电动调节阀的阀口变小直至完全关闭；若完全关闭第二电动调节阀后，传感器压力仍大于0.21mpa，继续关闭第一电动调节阀。
[0072]
当下游用水量继续增大，重复上述过程，依次打开下一条旁通支路的电动调节阀，使用水端的水压为稳定的工作状态；之后，用水量减小，按照相反的顺序先后关闭电动调节阀。
[0073]
其中，在水流经过旁通支路的过程中，带动水轮机9转动，同时耦合发电机10产生电能，当电动调节阀全开时，发电机10处于稳定工作状态源源不断产生电力。
[0074]
在其中一种可选实施方式中，通过在旁通管道2上集成设置水轮发电装置3、电动调节阀4、压力传感器5，形成旁通管道模块。模块化结构便于安装接入给水管道1。对于超压特别多，超过单组旁通管道模块水力发电最大负荷也无法把压力降低到使用要求的，可以通过串联多个模块化的旁通管道2实现压力调节和发电。具体而言，所述旁通管道2的数量为多组，多组旁通管道2依次接入给水管道1。也就是说，每一组旁通管道2的进水口和出水口均接入给水管道1，每一组旁通管道2相应设置一组第一截止阀7、一组第二截止阀8和一电动调节阀，压力传感器5监测下游用水端的水压，每一组旁通管道2能够各自独立工作，可根据给水管道1中压力以及用水端需求水压，利用控制系统控制各个旁通管道2的工作状态，当所有旁通管道2均为工作状态，即所有旁通管道2的水轮发电装置均工作时，系统调节水压能力及发电能力最大。进一步地，每一组旁通管道2模块都可以包含多个旁通支路13。
[0075]
与现有技术相比，本实施例提供的管道压力控制及发电系统，至少可实现以下有益效果之一：
[0076]
(1)本发明通过压力传感器精准监控和调节管网压力，并实时传输压力数据帮助运营者开展管道漏损控制管理，可以延长管道的生命周期。
[0077]
(2)本发明结合压力控制技术、水力发电技术、供水智慧监测系统，通过微型水轮机将多余的管网压力转化成清洁的水电，可用于照明、充电并入市政电网等用途。
[0078]
(3)本发明根据实际管道布置情况，可并联多个实现功能目标，可以确保水在流经设备返回管到时的压力能够精准的维持在系统所需的压力水平。
[0079]
(4)本发明通过旁路接入给水管道，最大限度减少设备安装对管道系统运行的影响。
[0080]
以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、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，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种管道压力控制及发电系统，其特征在于，包括：给水管道；至少一个旁通管道，所述旁通管道具有进水口和出水口，所述进水口和出水口接入给水管道；其中，每个所述旁通管道上设有水轮发电装置，所述水轮发电装置的上游设有电动调节阀，所述水轮发电装置的下游设有压力传感器。2.根据权利要求1所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述给水管道上设有减压阀；所述旁通管道的进水口和出水口分别位于所述减压阀的上游和下游。3.根据权利要求2所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述旁通管道的进水口和出水口之间的给水管道上还设有两个第一截止阀，所述减压阀位于两个所述第一截止阀之间；所述旁通管道的进水口、所述旁通管道的出水口均设有第二截止阀。4.根据权利要求1所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统被配置为基于每一旁通管道上所述压力传感器监测的压力数据信息单独控制每一旁通管道上所述电动调节阀的阀门开启程度，使得下游用水端的压力保持不变。5.根据权利要求4所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述控制系统还被配置为监测工作中的所述水轮发电装置的工作时间t1，若其中某一所述水轮发电装置的工作时间t1大于阈值，则动态启动任一关闭中的水轮发电装置以替换该工作中的水轮发电装置；所述动态启动规则为，判断所有关闭中的水轮发电装置的关闭时间t2，比较其中关闭时间t2最大值者，则启动该关闭时间最长的水轮发电装置。6.根据权利要求5所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述控制系统还被配置为优先监测工作中的所述水轮发电装置的数量n，若工作数量n小于总的旁通管道数量，则再判断工作时间t1和动态启动关闭中的水轮发电装置；若工作数量n等于旁通管道的数量，则基于所述压力传感器的压力数据信息等待是否存在关闭指令，待关闭指令生成时，优先关闭工作时间t1最大值的所述水轮发电装置。7.根据权利要求5所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，还包括电力控制面板，所述电力控制面板与所述水轮发电装置的发电机控制连接，被配置为控制产生电力的用途，以供接入不同的用电场景；所述电力控制面板与所述控制系系统信号传输连接。8.根据权利要求7所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述旁通管道具有共用的进水管、共用的出水管和多个旁通支路，多个旁通支路并联设置在所述进水管和出水管之间，且每一条所述旁通支路上均设有一水轮发电装置、一电动调节阀和一压力传感器。9.根据权利要求8所述的管道压力控制及发电系统，其特征在于，所述旁通管道的数量为多个，多个旁通管道依次接入给水管道。10.一种如权利要求8所述的管道压力控制及发电系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：初始状态下，第一旁通支路上的第一电动调节阀打开，其他旁通支路上的电动调节阀
关闭，此时能够满足当前下游用水量，同时，第一旁通支路上的第一压力传感器实时监测第一旁通支路内的水压；用水开始后，当第一压力传感器监测到第一旁通支路上的压力值低于预设下限压力值时，第一压力传感器将低于预设下压力限值的信号传输至控制系统，控制系统控制第一电动调节阀的阀口打开程度逐渐增大，直至控制第一旁通支路的出水口处水压为稳定的工作状态；若下游用水量减小，则第一压力传感器监测到的压力增大，第一压力传感器将压力增大的信号传输至控制系统，控制第一电动调节阀的阀口变小至初始状态；随着下游用水量继续增大，控制系统控制第一电动调节阀继续增大阀口打开程度，直至第一电动调节阀完全打开；当第一电动调节阀完全打开后，第一压力传感器监测到的压力值低于预设下限压力值时，无法使第一旁通支路的水压维持在稳定的工作状态，则打开第二旁通支路的第二电动调节阀，并通过控制第二电动调节阀的阀口打开大小，以调节第二旁通支路的水压至稳定工作状态；若下游用水量减小，则第二旁通支路的第二压力传感器监测到的压力增大，第二压力传感器将压力增大的信号传输至控制系统，控制系统控制第二电动调节阀的阀口变小直至完全关闭；当下游用水量继续增大，重复上述过程，依次打开下一条旁通支路的电动调节阀，使下游用水端的水压为稳定的工作状态；其中，在水流经过旁通支路的过程中，带动水轮机转动，同时耦合发电机产生能。

技术总结
本申请涉及一种管道压力控制及发电系统及其控制方法，其中，管道压力控制及发电系统包括给水管道和旁通管道，旁通管道具有进水口和出水口，所述进水口和出水口接入给水管道；其中，所述旁通管道上设有水轮发电装置，所述水轮发电装置的上游设有电动调节阀，所述水轮发电装置的下游设有压力传感器。本申请能够将给水系统中的超压水能转化为电能，不仅提高了资源利用率，而且避免大量水能在减压阀处消耗，延长了管道及附配件的使用寿命。延长了管道及附配件的使用寿命。延长了管道及附配件的使用寿命。


技术研发人员：李茂林 赵昕
受保护的技术使用者：中国建筑设计研究院有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/7/20