一种办公楼饮用水的水龄控制方法与流程

本发明涉及直饮水水龄管控，特别是一种办公楼饮用水的水龄控制方法。

背景技术：

1、水龄是指二次供水环节水在供水系统的滞留时间。现阶段有关二次供水环节水龄计算，没有将整个二次供水环节作为统一的整体去进行水龄的计算和控制。

2、例如，中国发明专利申请cn 201911390909.1公开的一种用于二次供水设备的水龄控制系统、中国发明专利申请202210383361.3公开的一种基于水龄的二次供水水箱的液位控制方法，主要针对于二次供水水箱，利用监测的实际用水量，通过水量预测模型获取未来时用水量曲线；在此基础上，形成未来时的停补水液位曲线或水箱的蓄水量曲线，最终根据目标进水量对调节阀进行实时控制，实现水箱水龄最优解。

3、又例如中国发明专利申请cn202110927437.x公开的基于入户管水龄判断入户管存水状态的方法、中国发明专利申请cn202110241171.3公开的一种龙头水龄分析方法，针对居民入户管道及龙头，通过入户管道安装的水表获取用户用水量，通过比较当下管道存水时间与设置的存水时间阈值，有效识别水龄过长的用户并进行提醒。

4、现有大量的办公楼，与居民住宅相比其用水规律差别较大，主要体现在夜间几乎零用水量(仅值班人员用水)、双休日低用水量和工作日白天高用水量的用水特征。因此，对于办公楼供水系统，出现水龄过长(如隔夜水和隔周水)的风险性更大。仅仅针对供水水箱进行水龄计算和控制，并不能有效地保证管道内饮用水的水龄及水质状态，某一龙头由于长时间不用水，则对应龙头出水会出现水龄过长和水质超标的问题。而在节假日期间，由于总体用水量较小，导致二次供水水箱水龄较大，即使某一水龙头频繁用水，也并不能保证该水龙头出水的水龄状态。同时，对于龙头水龄较长的饮用水，通过用户主动排放会也导致两个问题：(1)用户对于超龄水的排放是一个估值，容易造成多排浪费的现象；(2)若对于管道较长的系统，对于超龄水的主动排放则会大大增加用户的用水等待时间。

技术实现思路

1、本发明提供了一种办公楼饮用水的水龄控制方法，以解决现有办公楼供水系统水龙头水龄大、办公楼供水系统水排放容易造成多排浪费以及用水等待时间长的技术问题。

2、本发明的一个方面在于提供一种办公楼饮用水的水龄控制方法，所述水龄控制方法，包括：

3、s1、根据供水水箱的底面积和供水水箱的历史液位的变化，获取供水水箱历史用水量数据，预测供水水箱的用水量对供水水箱进行停补水；

4、s2、计算供水水箱的水箱水龄、供水管道的管道节点水龄，以及利用饮用水终端前的三通节点的水龄计算饮用水终端的用水节点水龄；

5、s3、设置饮用水终端的水龄阈值；当某一时刻饮用水终端前的三通节点的水龄大于饮用水终端的水龄阈值，则开启回水电磁阀排放供水管道的水，同时提示饮用水终端进行排水一段时间；

6、当某一时刻饮用水终端前的三通节点的水龄小于饮用水终端的水龄阈值，则比较上一时刻饮用水终端的用水节点水龄与饮用水终端的水龄阈值；

7、当上一时刻饮用水终端的用水节点水龄大于饮用水终端的水龄阈值，则提示饮用水终端进行排水一段时间。

8、在一个优选的实施例中，在步骤s1中，按照如下方法，预测供水水箱的用水量对供水水箱进行停补水：

9、s11、获取供水水箱的历史一天内液位的变化，将供水水箱的底面积和供水水箱的历史一天内液位的变化的变化输入液位反推用水量算法，确定供水水箱历史一天内所有的高液位点和低液位点；

10、s12、根据供水水箱历史一天内所有的高液位点和低液位点，计算供水水箱历史一天内半小时级用水量的数据；

11、s13、根据供水水箱历史一天内半小时级用水量的数据，利用arima水量预测模型，生成供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值；

12、s14、利用供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值，反推供水水箱未来一天液位的变化，确定供水水箱未来一天的停水液位和补水液位；

13、s15、根据供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值和供水水箱未来一天的停水液位和补水液位，对供水水箱进行停补水。

14、在一个优选的实施例中，在步骤s11中，通过如下方法，确定供水水箱历史一天内所有的高液位点和低液位点：

15、设液位时间t对应的液位值lt，令时间差δt＝1min，第一液位差δl1＝lt-lt-δt，第二液位差δl2＝lt+δt-lt；

16、若液位时间t对应的液位值lt等于时间段区间[t-δt,t+δt]内所有液位中的最高液位，且第一液位差δl1>0.01米，且第二液位差δl2<＝0，则液位时间t对应的液位值lt标记为高液位点；

17、若液位时间t对应的液位值lt等于时间段区间[t-δt,t+δt]内所有液位中的最低液位，且第一液位差δl1<＝0，且第二液位差δl2>0.01米，则液位时间t对应的液位值lt标记为低液位点。

18、在一个优选的实施例中，在步骤s12中，通过如下方法，计算供水水箱历史一天内半小时级用水量的数据：

19、s121、把历史一天分成多个小时间段，根据小时间段的高液位点和低液位点之差、液位时间和液位时间对应的液位值，遍历、标记高液位点和低液位点；

20、s122、标记整点、半点对应的液位点和一天内的第一个、最后一个液位点；

21、s123、提取步骤s122标记的液位点，按照时间升序排列；

22、s124、对升序排列后的所有液位点求一阶差分，得到差分结果，提取小于等于零的差分结果，形成所有的液位下降高度g＝[g1,g2,...]；

23、s125、计算供水水箱历史一天内半小时级用水量qi，具体为：

24、qi＝si*s0，

25、si＝∑j|gij|，

26、其中，i＝1,2,3,...,48，si为历史一天内每半小时内液位下降总高度，s0为水箱底面积，gij为步骤s124中求取的在相应半小时时间段所有的液位下降高度。

27、在一个优选的实施例中，在步骤s13中，通过如下方法，生成供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值：

28、s131、获取供水水箱历史两个月内半小时级用水量的数据，输入到arima水量预测模型对arima水量预测模型进行训练；

29、s132、将供水水箱历史一天内半小时级用水量的数据输入训练后的arima水量预测模型，生成供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值。

30、在一个优选的实施例中，在步骤s15中，通过如下方法，对供水水箱进行停补水：

31、设确定的供水水箱未来一天的补水液位为hlow、确定的供水水箱未来一天的停水液位为hhigh，停水液位hhigh与补水液位hlow的差值为δh；

32、当供水水箱的液位低于补水液位hlow时，为供水水箱强制进水，直到高于停水液位hhigh。

33、在一个优选的实施例中，在步骤s15中，通过如下方法，对供水水箱进行停补水：

34、设确定的供水水箱未来一天的补水液位为hlow、确定的供水水箱未来一天的停水液位为hhigh，停水液位hhigh与补水液位hlow的差值为δh；

35、将供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值，转换为供水水箱需要补水的补水液位高度δh，其中，补水液位高度δh＝供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值÷供水水箱的底面积；

36、设置补水液位高度阈值，补水液位高度阈值小于停水液位hhigh与补水液位hlow的差值为δh；

37、若供水水箱需要补水的液位高度δh小于补水液位高度阈值，则不触发补水；

38、当供水水箱需要补水的液位高度δh大于停水液位hhigh与补水液位hlow的差值δh时，则供水水箱补水至停水液位hhigh；

39、当供水水箱需要补水的液位高度δh大于补水液位高度阈值，且小于停水液位hhigh与补水液位hlow的差值δh，则供水水箱按照供水水箱未来一天半小时级用水量的预测值进行补水。

40、在一个优选的实施例中，在步骤s2中，通过如下方法，计算供水水箱的水箱水龄：

41、

42、其中，o为供水水箱当前时刻的水箱水龄；为供水水箱上一时刻的水箱水龄；o进为供水水箱当前时刻进水的水龄；v进为供水水箱当前时刻的进水量；v为供水水箱当前时刻的水箱水量；δt为当前时刻和上一时刻的时间差。

43、在一个优选的实施例中，在步骤s2中，通过如下方法，计算供水管道的管道节点水龄：

44、获取每一段供水管道当前时刻的流量，以及每一段供水管道的容积；

45、当某一段供水管道当前时刻的流量大于该段供水管道的容积，则该段供水管道的管道节点水龄为：该段供水管道上游供水管道的管道节点水龄；

46、当某一段供水管道当前时刻的流量小于该段供水管道的容积，则该段供水管道的管道节点水龄通过如下方法计算：

47、该段供水管道当前时刻的管道节点水龄＝(流过该段供水管道的水量×上游供水管道的管道节点水龄+(该段供水管道的容积-流过该段供水管道的水量)×(上一时刻该段供水管道的管道节点水龄+1分钟))/该段供水管道的容积。

48、在一个优选的实施例中，在步骤s2中，通过如下方法，计算饮用水终端的用水节点水龄：

49、当某一饮用水终端开启，则该饮用水终端当前时刻的用水节点水龄为：该饮用水终端前的三通节点的水龄；

50、当某一饮用水终端关闭，则该饮用水终端当前时刻的用水节点水龄为：该饮用水终端前的三通节点上一时刻的水龄+1分钟。

51、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

52、本发明提供的一种办公楼饮用水的水龄控制方法，将整个二次供水环节作为统一的整体进行水龄的计算和控制，并通过信息化、自动化手段对超龄水体进行精细化主动处置，保证用户端龙头的饮用水状态实时保持在设定的龙头水龄阈值内，实现办公楼饮用水水龄能保持一个新鲜的状态。

53、本发明提供的一种办公楼饮用水的水龄控制方法，基于预测用水量自动调控供水水箱进水，达到供水曲线与用水曲线的动态匹配，起到供水水箱水龄控制效果。通过计算供水管道的管道节点水龄，并利用管道节点水龄中的位于饮用水终端前的三通节点的水龄结合饮用水终端的用水情况，计算饮用水终端的用水节点水龄，根据饮用水终端前的三通节点的水龄和饮用水终端的用水节点水龄实现排水(回水)控制，实现饮用水终端水体精准化排放，保证办公楼内饮用水的实时新鲜，打造了办公楼内的饮用活水系统。

54、本发明提供的一种办公楼饮用水的水龄控制方法，对办公楼供水运行智能监管，基于饮用水系统水龄信息，实时评估各饮用水终端的状态，并以指示灯形式指导用户用水，供水方式感知化，饮用更便捷。