[发明专利]一种基于实际存留水量对二次供水水箱定量供水的方法

权利要求书

1.一种基于实际存留水量对二次供水水箱定量供水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、通过出口流量计连续多天检测水箱在一天不同时间段的出口流量，检测完成后，由控制系统根据检测得到的出口流量计算一天不同时间段的理论出口流量；

步骤二、由控制系统根据理论出口流量计算在给定停留时间情况下水箱在一天不同时间段开始时刻的理论存留水量；

步骤三、通过水量检测设备实时检测并计算水箱的实际存留水量，由控制系统根据理论出口流量、理论存留水量和实际存留水量计算水箱在一天不同时间段的进口流量；

所述的实际存留水量为水箱中除去球缺部分的第一水量与水箱中属于球缺部分的第二水量之和；其中，第二水量的计算方法为：先根据实际存留水量在水面所在层的高度的不同将实际存留水量的水位高度分为多种类型，并为每种类型确定用于计算第二水量的公式，再根据对应的计算公式计算出第二水量；

步骤四、当水箱为低位水箱，供水控制设备为自动阀门时，或当水箱为高位水箱，供水控制设备为普通水泵时；在一天不同时间段的开始时刻由控制系统根据步骤三的结果向供水控制设备发送是否开启向水箱供水的控制信号指令，如果需要开启供水，则计算开启后的供水控制设备在该时间段需要关闭的具体时刻，并根据计算结果关闭供水控制设备停止供水，完成该时间段的供水，依此循环完成一天的供水；

当水箱为高位水箱，供水控制设备为变频水泵时，在一天不同时间段的开始时刻由控制系统将步骤三的结果发送给变频水泵，变频水泵根据接收到的进口流量自动完成该时间段的供水，依此循环完成一天的供水；

所述步骤三中，水箱中实际存留水量的计算方法为：

设第一水量为W₁，第二水量为W₂，水箱中实际存留水量为W，则：

W＝W₁+W₂ (1)式(1)中W₁为实际存留水量W中不考虑球缺部分的体积，W₂为实际存留水量W中属于球缺部分的体积；

第二水量的计算方法为：

设水箱共有n层，每层高度为H₀，其中H₀＝1，每层水箱含有m个向外突出的球缺，设球缺的高为h，球缺的底面半径为r，球缺最低处到该层最低点的距离为a，设实际存留水量的水位高度为Y，设实际存留水量在水面所在层的高度为H，H也表示水位高度Y减去水面所在层最低点高度的差值，根据H的大小将水位高度Y分为以下四种类型：

式(3)中mod是求余运算符；式(4)中Y₁表示水位高度Y界于每层最低点到该层球缺最低点之间，Y₂表示水位高度Y界于每层球缺最低点到该层球缺底面圆心之间，Y₃表示水位高度Y界于每层球缺底面圆心到该层球缺最高点之间，Y₄表示水位高度Y界于每层球缺最高点到该层最高点之间；

根据Y的不同类型分别确定的计算第二水量W₂的公式为：

式(5)中是向下取整符号，R是球缺对应球的半径，W₊和W_y是为了方便计算而设定的中间变量，其中Y的取值范围同公式(4)，R、W₊和W_y的计算公式如下：

式(7)、(8)中x是为了计算W_x而设定的中间变量，表示当Y＝Y₂时，实际水位高度Y减去该层球缺最低点高度的差值；式(9)、(10)中y是为了计算W_y而设定的中间变量，表示当Y＝Y₃时，实际水位高度Y减去该层球缺底面圆心高度的差值。

2.根据权利要求1所述的一种基于实际存留水量对二次供水水箱定量供水的方法，其特征在于：第一水量由实际存留水量的水位高度与不含球缺的水箱纵截面积相乘得出。

3.根据权利要求2所述的一种基于实际存留水量对二次供水水箱定量供水的方法，其特征在于：第一水量的计算方法为：

设水箱内水位高度为Y，与水位高度Y对应的实际存留水量为W，不含球缺的水箱纵截面积为S，则：

W₁＝Y·S (2)式(2)中W₁为实际存留水量W中不考虑球缺部分的体积。