一种可调节温度的校园洗浴用水智能供应方法与流程

本发明涉及校园智能供水方法领域，尤其是可调节温度的校园洗浴用水智能供应方法。

背景技术：

大学校园分区域提供洗浴用水，是校园后勤管理的一项重点工作。目前，校园面积较大的大学洗浴供水管理存在诸多问题，比较严重的问题是：供水站的水温缺乏控制，出现温度过高导致资源浪费，或者温度过低导致用户洗浴缺乏舒适感。特别是，距离校园供水站较远的用户，水温变化较大。

现有技术中，用户端多采用人工调节阀门开关大小的方式来调整水温。这样做的弊端是：通过多次调节阀门，才能调到适宜的水温，导致水和热量的浪费；尤其是在人数较多的大学校园，浪费的数量是巨大的；供水站一般采用温度传感器来控制阀门或者加热装置，进而控制水温；这样做的缺陷在于：由于传感器控制存在的延迟现象(比如标准温度是60度，控制程序要求启动阀门的温度是50度，则存在10度的延迟温度)，导致水温定期的骤冷骤热。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：本技术方案是基于at89c55芯片基础上实现的。一种可调节温度的校园洗浴用水智能供应方法，包括以下步骤：

步骤一：通过供水站控水模块输入供水站出口水温t10；通过用户控水器输入用户出水口水温t20；

步骤二：控制供水站出口水温度t10；t10的解算方法如下：

t1(0,t)＝t10(t)

t1(x,0)＝t1e(x)；

其中，c代表水的热容量；t10代表供水站出口水温；β1代表主管道中的水与环境的热交换系数；t1(x,t)代表主管道中的水温度；t1e代表主管道的环境温度；v1(x)代表主管道不同部分热负载的流量；

步骤三：采集用户区域出口附近的水温t2；

步骤四：控制用户出水口水温t20；t20的解算方法如下：

t2(0,t)＝t20(t)

t2(y,0)＝t2e(y)；

其中，c代表水的热容量；t20代表用户出水口水温；β2代表用户区域管道中的水与环境的热交换系数；t2(x,t)代表用户区域管道中的水温度；t2e代表用户区域环境温度；v2(y)代表用户区域管道不同部分热负载的流量。

其中at89c55芯片，是由atmel公司推出的51系列8位单片机。片内主要有20kflash存储器、256字节片内ram，4个8位的双向可寻址i/o口，1个全双工uart(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash，使得at89s52可为控制水温系统提供有效的支持。

通过步骤二的近似于实时的水温调整，实现了供水站出口水温的恒定。通过步骤四的近似于实时的水温调整，实现了用户出水口温度的恒定。

步骤二和步骤四的解算过程，可以通过遗传算法完成。

本发明的技术效果：一种可调节温度的校园智能供水方法，本发明的技术方案中通过at89c55芯片，近似实时采集水温度、实时调整热负载，然后通过微分解算，达到了以下技术效果：

1、根据人的舒适度的需求，通过合理的计算，可以设定供水站的出口水温，通过控制系统使得出口水温近于恒定，为用户端调节水温提供了便利，也大大降低了热量的损耗。

2、由于在供水站和用户区域均使用了at89c55芯片实施水温控制，进行两次时调节，保证了用户出水口温度近于恒定，节约水源的同时，提高了用户的舒适度。

附图说明

图1基于at89c55芯片的水控系统示意图。

图2控水系统示意图。

图3是校园供水系统示意图。

图4是使用本发明技术下和现有技术下，供水站出水口温度变化对比图。

其中，1为供水站控制系统提供数据的温度传感器；2为区域用户控制系统提供数据的温度传感器；3为用户端调节水温阀门；4为用户端快速加热器；5用户出水阀门；6为供水站；61为供水站快速加热器；62为供水站调节水温阀门。

具体实施例

具体实施例：一种可调节温度的校园智能供水方法，包括以下步骤：

步骤一：通过供水站控水模块输入恒定的供水站出口水温t10；通过用户控水器输入用户出水口水温t20；

步骤二：控制供水站出口水温度t10；t10的解算方法如下：

t1(0,t)＝t10(t)

t1(x,0)＝t1e(x)；

其中，c代表水的热容量；t10代表供水站出口水温；β1代表主管道中的水与环境的热交换系数；t1(x,t)代表主管道中的水温度；t1e代表主管道的环境温度；v1(x)代表主管道不同部分热负载的流量；

步骤三：采集用户区域出口附近的水温t2；

步骤四：控制用户出水口水温t20；t10的解算方法如下：

t2(0,t)＝t20(t)

t2(y,0)＝t2e(y)；

其中，c代表水的热容量；t20代表用户出水口水温；β2代表用户区域管道中的水与环境的热交换系数；t2(x,t)代表用户区域管道中的水温度；t2e代表用户区域环境温度；v2(y)代表用户区域管道不同部分热负载的流量。

其中at89c55芯片，是由atmel公司推出的51系列8位单片机。24c256作为at89c55芯片的扩展用于储存数据和程序。驱动电路是集成电路，用于放大脉冲调制信号，其输入和输出皆是脉冲信号。

步骤二和步骤四的解算过程，可以通过遗传算法完成。

附图4中，横轴表示时间，纵轴表示供水站出口水温。虚线表示现有技术下，供水站出口水温随时间变化的曲线。实线表示使用本发明技术，供水站出口水温随时间变化的曲线。二者比较，说明使用本发明技术，供水站出口水温变化速度更快，反应更灵敏。在设置好的温度上下，作幅度很小的振动。

工作流程如下：

第一步、供水站输出热水，设置出口处水温度。在供应热水的过程中，通过控制系统，对水温实时调整，即传感器传来水温微小升高的信号时，基于at89c55的控制系统发出降低加热器功率的信号或者通过开关电路驱动阀门注入冷水；如传感器传来水温微小较低的信号时，基于at89c55的控制系统发出加大加热器的功率的信号或者通过开关电路驱动开关减少冷水注入、增加热水注入。利用遗传算法保证结果的精确性。

第二步：供水站输出的水从主管道进入用户区域管道。

第三步：设置出水阀门出水温度；水进入区域用户管道后，通过控制系统实时调整水温，即如传感器传来水温微小升高的信号时，基于at89c55的控制系统通过开关电路驱动阀门注入冷水；如传感器传来水温微小较低的信号，基于at89c55的控制系统通过开关电路驱动开关驱动注水阀门减少冷水注入或者发出提高热水器功率的信号。利用遗传算法保证结果的精确性。

第四步：恒温的水从用户出水阀门流出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。