本發明涉及二次供水技術領域。

背景技術：

二次供水成套設備在設計時，為保障生活用水量和連續不間斷供水，都會設置配套水箱，水箱的容量都會設計比較大。在設備正常運行情況下，水的更新時間較長，管網自來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，從而造成水質的二次污染。

造成此情況出現的根本原因，是因為水箱容量大而用水量少，水滯留時間長，導致余氯濃度下降。現階段國內水箱供水，進水控制僅為簡單的液位控制方式，即水箱內水位到達低限位，進水管路進水，當水箱內水位到達高限位時，停止進水。而二供設備有時在安裝使用之初，所在小區入住率較低，如使用上述控制模式，很容易造成水箱內清水滯留的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種二次供水小區住戶入住率智能判斷方法，其能解決因二次供水設備在運行過程中，因小區入住率低、用水量小、進水控制方式簡單而造成的水箱清水滯留問題。

本發明的技術方案是：一種二次供水小區住戶入住率智能判斷方法，在二次供水設備的水箱上加裝液位計，在水箱內設定一個高液位設定值和一個低液位設定值，在同一天內確定若干個不同的測試時間段，在每個測試時間段內采集數據，所述數據包括水箱內液位和水箱內水從高液位設定值下降到低液位設定值所需的時間；根據采集到的數據計算得出在該測試時間段內水箱出水流量大小；再計算出若干個不同測試時間段的平均出水流量；根據平均出水流量進而計算出小區住戶入住率。

在同一天內確定三個不同的測試時間段；水箱出水流量及平均出水流量的計算公式如下：

其中：q1、q2、q3分別表示三個不同測試時間段的水箱出水流量；

t代表測試用水量，x為高液位設定值，y為低液位設定值，v表示水箱體積，h表示水箱最高水位值；

t1、t2、t3分別表示三個不同測試時間段內水箱內水從高液位設定值下降到低液位設定值所需的時間；

表示三個不同測試時間段的平均出水流量。

小區住戶入住率計算公式如下：

（1）：入住戶數量計算：

（2）：小區住戶入住率計算

r=p/n

其中：p表示入住戶數量，表示每戶用水平均值，r表示小區住戶入住率，n表示小區用戶總數。

所述二次供水設備還包括控制系統；通過控制系統于每月1日自動采集數據，每天進行三次采集；同一天內的測試時間段為三個，分別安排在每月1日的6:30～8：00，11：30～13：00，17：30～19：00。

在控制系統中預置用于計算小區住戶入住率所需的數學模型，通過控制系統中的數學模型計算得出小區住戶入住率；根據計算得出的小區住戶入住率，控制系統通過液位計控制水箱進水量大小，使水箱進水量與小區住戶入住率相匹配。

控制系統根據小區住戶入住率確定所需的進水高度，從而控制水箱進水量，使水箱內儲水量與小區入住率相匹配；

當10≥r>0時，設定進水高度為l1

當30≥r>10時，設定進水高度為l2

當70≥r>30時，設定進水高度為l3

當100≥r>70時，設定進水高度為l4

其中，l1為1/5h、l2為2/5h、l3為3/5h、l4為4/5h。

在每個測試時間段內采集數據的流程包括：

a、作好采集數據的準備；

b、采集當前液位數據，水箱開始進水；

c、當水箱內液位到達高液位設定值時，記錄好液位數據，關閉水箱進水，啟動恒壓供水程序，同時計時開始；

d、當水箱內液位到達低液位設定值時，記錄好液位數據，記錄好液位從高液位設定值下降到低液位設定值所用的時間；

e、完成數據采集。

所述二次供水小區住戶入住率智能判斷方法包括如下步驟：

①在水箱上加裝液位計的步驟；

②采集數據的步驟；

③計算出水流量，判斷小區住戶入住率的步驟；

④控制進水量，使進水量與小區住戶入住率相匹配的步驟。

所述二次供水設備包括水箱、進水管、出水裝置、排污裝置、plc控制器、變頻器、安裝在水箱內的液位計和連接液位計的液位變送器；出水裝置包括出水管、閘閥、蝶閥一、水泵、蝶閥二、止回閥、電接點壓力表、壓力變送器和穩壓壓平衡器；所述進水管、出水裝置、排污裝置均連接水箱；水泵和壓力變送器均通過信號線連接變頻器，所述液位變送器、電接點壓力表、變頻器均通過信號線連接plc控制器，plc控制器上安裝有控制系統，在控制系統中預置有計算小區住戶入住率所需的數學模型。

采用本發明，能使水箱內清水的滯留時間大幅度減少，確保水箱內清水的余氯含量，杜絕微生物滋長，防止造成水質的二次污染。從而解決因二次供水設備在運行過程中，因小區入住率低、用水量小、進水控制方式簡單而造成的水箱清水滯留問題。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的二次供水設備原理圖；

圖2為本發明實施例中采集數據的流程圖；

圖中：1-水箱，2-液位變送器，3-進水管，4-蝶閥一，5-水泵，6-蝶閥二，7-止回閥，8-電接點壓力表，9-plc控制器，10-變頻器，11-壓力變送器，12-穩壓壓平衡器，13-信號線，14-出水管，15-閘閥，16-排污閥。

具體實施方式

請參考圖1，二次供水設備包括水箱1、進水管3、出水裝置、排污裝置、plc控制器9、變頻器10、安裝在水箱內的液位計和連接液位計的液位變送器2。出水裝置包括出水管14、閘閥15、蝶閥一4、水泵5、蝶閥二6、止回閥7、電接點壓力表8、壓力變送器11和穩壓壓平衡器12。排污裝置包括排污閥16。進水管、出水裝置、排污裝置均連接水箱；水泵和壓力變送器均通過信號線連接變頻器。液位變送器、電接點壓力表、變頻器均通過信號線13連接plc控制器，plc控制器上安裝有控制系統。進水管接市政管網，進水管上安裝有進水閥。

小區住戶入住率判斷算法：在水箱上加裝液位計，控制系統在數據采集測試時間段內，循環多次記錄水箱內液位，得出在測試時間段水箱內出水流量大小，并通過控制系統中的數學模型計算得出目前小區住戶入住率情況。控制系統判斷出入住率后，又可通過液位計控制進水量大小，使進水量與此時小區住戶入住率相匹配。以上算法，設備控制系統定期進行。

二次供水小區住戶入住率智能判斷方法包括如下步驟：

1、水箱加裝液位計；

2、系統采集周期內液位；一個周期可以是一個月同一天內的三個不同測試時間段；

3、計算出水流量，判斷小區用戶入住率；

4、控制進水量，使之與入住率匹配。

請參考圖2，在每個測試時間段內采集數據的流程包括：

a、作好采集數據的準備；

b、采集當前液位數據，水箱開始進水；

c、控制系統記錄水箱內液位數據并判斷水箱內液位是否到達高液位設定值（設定高值）；水箱內液位沒有到達高液位設定值時，水箱繼續進水；當水箱內液位到達高液位設定值時，記錄好液位數據，關閉水箱進水，啟動恒壓供水程序，同時計時開始；

d、控制系統記錄水箱內液位數據并判斷水箱內液位是否到達低液位設定值（設定低值）；水箱內液位沒有到達低液位設定值時，恒壓供水程序繼續，水箱進水繼續關閉；當水箱內液位到達低液位設定值時，記錄好液位數據，記錄好液位從高液位設定值下降到低液位設定值所用的時間；

e、完成數據采集。

以上數據采集程序每月1日系統自動進行，分別進行3次采集，測試時間段安排在6:30～8：00，11：30～13：00，17：30～19：00；采集時間分別為t1、t2、t3。

具體計算方法如下：

1、計算因數

水箱體積v（m³）

水箱最高水位值h（m）：水箱內可儲存的最高水位

高液位設定值（設定高值）x（m）

低液位設定值（設定低值）y（m）

測試用水量t=（x-y）/h*v(m3)

該計算公式的含義是：先將用水高度除以水箱高度計算出比例，再將該比例乘以水箱容量得出用水量t(m3)。

液位從x→y下降所需時間t1、t2、t3（h）

每戶用水平均值=0.002(m3/h)，為已知常數

設備所在小區用戶總數n（戶）

2、計算流程

（1）出水流量q1、q2、q3計算

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）小區入住率判斷

入住戶數量計算

(戶)

入住率計算

r=p/n（%）

3、小區住戶入住率區間判斷及相應的進水高度設定

當10≥r>0時，設定進水高度l1

當30≥r>10時，設定進水高度l2

當70≥r>30時，設定進水高度l3

當100≥r>70時，設定進水高度l4

l1為1/5h、l2為2/5h、l3為3/5h、l4為4/5h。進水高度即所需進水完成后水箱內液位高度。

二次供水設備智能調節進水：當月初二次供水設備上述智能判斷算法完成后，控制系統根據所得出的進水高度計算值（l1、l2、l3、l4），控制水箱進水量，從而使得水箱內儲水量與小區住戶入住率相匹配，避免水箱內出現清水滯留現象。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍之內。