二次供水小区住户入住率智能判断方法与流程

本发明涉及二次供水技术领域。

背景技术：

二次供水成套设备在设计时，为保障生活用水量和连续不间断供水，都会设置配套水箱，水箱的容量都会设计比较大。在设备正常运行情况下，水的更新时间较长，管网自来水中能抑制微生物繁殖的余氯消耗完后，造成水中的微生物大量繁殖，从而造成水质的二次污染。

造成此情况出现的根本原因，是因为水箱容量大而用水量少，水滞留时间长，导致余氯浓度下降。现阶段国内水箱供水，进水控制仅为简单的液位控制方式，即水箱内水位到达低限位，进水管路进水，当水箱内水位到达高限位时，停止进水。而二供设备有时在安装使用之初，所在小区入住率较低，如使用上述控制模式，很容易造成水箱内清水滞留的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种二次供水小区住户入住率智能判断方法，其能解决因二次供水设备在运行过程中，因小区入住率低、用水量小、进水控制方式简单而造成的水箱清水滞留问题。

本发明的技术方案是：一种二次供水小区住户入住率智能判断方法，在二次供水设备的水箱上加装液位计，在水箱内设定一个高液位设定值和一个低液位设定值，在同一天内确定若干个不同的测试时间段，在每个测试时间段内采集数据，所述数据包括水箱内液位和水箱内水从高液位设定值下降到低液位设定值所需的时间；根据采集到的数据计算得出在该测试时间段内水箱出水流量大小；再计算出若干个不同测试时间段的平均出水流量；根据平均出水流量进而计算出小区住户入住率。

在同一天内确定三个不同的测试时间段；水箱出水流量及平均出水流量的计算公式如下：

其中：q1、q2、q3分别表示三个不同测试时间段的水箱出水流量；

t代表测试用水量，x为高液位设定值，y为低液位设定值，v表示水箱体积，h表示水箱最高水位值；

t1、t2、t3分别表示三个不同测试时间段内水箱内水从高液位设定值下降到低液位设定值所需的时间；

表示三个不同测试时间段的平均出水流量。

小区住户入住率计算公式如下：

（1）：入住户数量计算：

（2）：小区住户入住率计算

r=p/n

其中：p表示入住户数量，表示每户用水平均值，r表示小区住户入住率，n表示小区用户总数。

所述二次供水设备还包括控制系统；通过控制系统于每月1日自动采集数据，每天进行三次采集；同一天内的测试时间段为三个，分别安排在每月1日的6:30～8：00，11：30～13：00，17：30～19：00。

在控制系统中预置用于计算小区住户入住率所需的数学模型，通过控制系统中的数学模型计算得出小区住户入住率；根据计算得出的小区住户入住率，控制系统通过液位计控制水箱进水量大小，使水箱进水量与小区住户入住率相匹配。

控制系统根据小区住户入住率确定所需的进水高度，从而控制水箱进水量，使水箱内储水量与小区入住率相匹配；

当10≥r>0时，设定进水高度为l1

当30≥r>10时，设定进水高度为l2

当70≥r>30时，设定进水高度为l3

当100≥r>70时，设定进水高度为l4

其中，l1为1/5h、l2为2/5h、l3为3/5h、l4为4/5h。

在每个测试时间段内采集数据的流程包括：

a、作好采集数据的准备；

b、采集当前液位数据，水箱开始进水；

c、当水箱内液位到达高液位设定值时，记录好液位数据，关闭水箱进水，启动恒压供水程序，同时计时开始；

d、当水箱内液位到达低液位设定值时，记录好液位数据，记录好液位从高液位设定值下降到低液位设定值所用的时间；

e、完成数据采集。

所述二次供水小区住户入住率智能判断方法包括如下步骤：

①在水箱上加装液位计的步骤；

②采集数据的步骤；

③计算出水流量，判断小区住户入住率的步骤；

④控制进水量，使进水量与小区住户入住率相匹配的步骤。

所述二次供水设备包括水箱、进水管、出水装置、排污装置、plc控制器、变频器、安装在水箱内的液位计和连接液位计的液位变送器；出水装置包括出水管、闸阀、蝶阀一、水泵、蝶阀二、止回阀、电接点压力表、压力变送器和稳压压平衡器；所述进水管、出水装置、排污装置均连接水箱；水泵和压力变送器均通过信号线连接变频器，所述液位变送器、电接点压力表、变频器均通过信号线连接plc控制器，plc控制器上安装有控制系统，在控制系统中预置有计算小区住户入住率所需的数学模型。

采用本发明，能使水箱内清水的滞留时间大幅度减少，确保水箱内清水的余氯含量，杜绝微生物滋长，防止造成水质的二次污染。从而解决因二次供水设备在运行过程中，因小区入住率低、用水量小、进水控制方式简单而造成的水箱清水滞留问题。

附图说明

图1为本发明实施例中的二次供水设备原理图；

图2为本发明实施例中采集数据的流程图；

图中：1-水箱，2-液位变送器，3-进水管，4-蝶阀一，5-水泵，6-蝶阀二，7-止回阀，8-电接点压力表，9-plc控制器，10-变频器，11-压力变送器，12-稳压压平衡器，13-信号线，14-出水管，15-闸阀，16-排污阀。

具体实施方式

请参考图1，二次供水设备包括水箱1、进水管3、出水装置、排污装置、plc控制器9、变频器10、安装在水箱内的液位计和连接液位计的液位变送器2。出水装置包括出水管14、闸阀15、蝶阀一4、水泵5、蝶阀二6、止回阀7、电接点压力表8、压力变送器11和稳压压平衡器12。排污装置包括排污阀16。进水管、出水装置、排污装置均连接水箱；水泵和压力变送器均通过信号线连接变频器。液位变送器、电接点压力表、变频器均通过信号线13连接plc控制器，plc控制器上安装有控制系统。进水管接市政管网，进水管上安装有进水阀。

小区住户入住率判断算法：在水箱上加装液位计，控制系统在数据采集测试时间段内，循环多次记录水箱内液位，得出在测试时间段水箱内出水流量大小，并通过控制系统中的数学模型计算得出目前小区住户入住率情况。控制系统判断出入住率后，又可通过液位计控制进水量大小，使进水量与此时小区住户入住率相匹配。以上算法，设备控制系统定期进行。

二次供水小区住户入住率智能判断方法包括如下步骤：

1、水箱加装液位计；

2、系统采集周期内液位；一个周期可以是一个月同一天内的三个不同测试时间段；

3、计算出水流量，判断小区用户入住率；

4、控制进水量，使之与入住率匹配。

请参考图2，在每个测试时间段内采集数据的流程包括：

a、作好采集数据的准备；

b、采集当前液位数据，水箱开始进水；

c、控制系统记录水箱内液位数据并判断水箱内液位是否到达高液位设定值（设定高值）；水箱内液位没有到达高液位设定值时，水箱继续进水；当水箱内液位到达高液位设定值时，记录好液位数据，关闭水箱进水，启动恒压供水程序，同时计时开始；

d、控制系统记录水箱内液位数据并判断水箱内液位是否到达低液位设定值（设定低值）；水箱内液位没有到达低液位设定值时，恒压供水程序继续，水箱进水继续关闭；当水箱内液位到达低液位设定值时，记录好液位数据，记录好液位从高液位设定值下降到低液位设定值所用的时间；

e、完成数据采集。

以上数据采集程序每月1日系统自动进行，分别进行3次采集，测试时间段安排在6:30～8：00，11：30～13：00，17：30～19：00；采集时间分别为t1、t2、t3。

具体计算方法如下：

1、计算因数

水箱体积v（m³）

水箱最高水位值h（m）：水箱内可储存的最高水位

高液位设定值（设定高值）x（m）

低液位设定值（设定低值）y（m）

测试用水量t=（x-y）/h*v(m³)

该计算公式的含义是：先将用水高度除以水箱高度计算出比例，再将该比例乘以水箱容量得出用水量t(m³)。

液位从x→y下降所需时间t1、t2、t3（h）

每户用水平均值=0.002(m³/h)，为已知常数

设备所在小区用户总数n（户）

2、计算流程

（1）出水流量q1、q2、q3计算

q1=t/t1(m³/h)

q2=t/t2(m³/h)

q3=t/t3(m³/h)

平均出水流量

=(q1+q2+q3)/3(m³/h)

（2）小区入住率判断

入住户数量计算

(户)

入住率计算

r=p/n（%）

3、小区住户入住率区间判断及相应的进水高度设定

当10≥r>0时，设定进水高度l1

当30≥r>10时，设定进水高度l2

当70≥r>30时，设定进水高度l3

当100≥r>70时，设定进水高度l4

l1为1/5h、l2为2/5h、l3为3/5h、l4为4/5h。进水高度即所需进水完成后水箱内液位高度。

二次供水设备智能调节进水：当月初二次供水设备上述智能判断算法完成后，控制系统根据所得出的进水高度计算值（l1、l2、l3、l4），控制水箱进水量，从而使得水箱内储水量与小区住户入住率相匹配，避免水箱内出现清水滞留现象。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。