[发明专利]一种基于实际存留水量的组合式二次供水水箱的供水方法

权利要求书

1.一种基于实际存留水量的组合式二次供水水箱的供水方法，其特征在于：所述的组合式二次供水水箱包括一低位水箱和至少一高位水箱，在低位水箱进水端设有自动阀门，在每一高位水箱进水端设有水泵；

所述的供水方法包括以下步骤：

步骤一、根据最近若干天出口流量的历史数据计算高位水箱在一天不同时间段的理论出口流量A；

步骤二、根据得到的理论出口流量A计算在给定停留时间情况下高位水箱在一天不同时间段开始时刻的理论存留水量A₁；

步骤三、根据得到的理论出口流量A和理论存留水量A₁，计算高位水箱在一天不同时间段的理论进口流量和修正进口流量A₂；其中，高位水箱在一天不同时间段的修正进口流量A₂由理论出口流量A和理论存留水量A₁结合实时检测并计算得到的高位水箱的实际存留水量A₃计算得出；

步骤四、在一天不同时间段的开始时刻根据修正进口流量A₂向水泵发送是否开启向高位水箱供水的控制信号指令，如果需要开启供水，则计算开启后的水泵在该时间段需要关闭的具体时刻，并根据计算结果关闭水泵停止供水，完成该时间段高位水箱的供水，依此循环完成高位水箱一天的供水；

步骤五、根据高位水箱的理论进口流量计算低位水箱的理论出口流量B，根据理论出口流量B计算在给定停留时间情况下低位水箱在一天不同时间段开始时刻的理论存留水量B₁，根据得到的理论出口流量B和理论存留水量B₁，结合实时检测并计算得到的低位水箱的实际存留水量B₃，计算低位水箱在一天不同时间段的修正进口流量B₂；

步骤六、在一天不同时间段的开始时刻根据修正进口流量B₂向自动阀门发送是否开启向低位水箱供水的控制信号指令，如果需要开启供水，则计算开启后的自动阀门在该时间段需要关闭的具体时刻，并根据计算结果关闭自动阀门停止供水，完成该时间段低位水箱的供水，依此循环完成低位水箱一天的供水；

所述的实际存留水量A₃为高位水箱中除去球缺部分的第一水量与高位水箱中属于球缺部分的第二水量之和，所述的实际存留水量B₃为低位水箱中除去球缺部分的第一水量与低位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；

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_x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。