專利名稱：處理過(guò)的水向區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控性供應(yīng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自來(lái)水供應(yīng)，尤其涉及在配水系統(tǒng)的臨界點(diǎn)的供水參數(shù)控制。
背景技術(shù)：
自來(lái)水配水系統(tǒng)的壓力是由泵和/或蓄水池、水塔或類似設(shè)施中的重力水壓產(chǎn)生的。供水管主干線中的壓力顯著高于用戶所需要的，不管是家庭的、農(nóng)業(yè)的或者工業(yè)的用戶均是如此。在一個(gè)典型的配水系統(tǒng)中，大量的用戶被安排在一個(gè)區(qū)域，水從供應(yīng)網(wǎng)主干線通過(guò)減壓閥(PRV)對(duì)所述區(qū)域進(jìn)行供應(yīng)。一般地，該區(qū)域被稱為分區(qū)計(jì)量地區(qū)(DMA)。從歷史上看，用于特定區(qū)域的PRV的輸出壓力是固定的。盡管PRV的設(shè)計(jì)有幾種變化，但球形隔膜驅(qū)動(dòng)閥是英國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。安裝一些PRV以產(chǎn)生固定的壓力減少量。其他的是按照導(dǎo)向閥設(shè)計(jì)的，所述導(dǎo)向閥可以改變閥的位置，以至于不管輸入壓力或流速大小，都能自動(dòng)產(chǎn)生固定的輸出壓力。所述固定的輸出壓力必須足夠高，以確保DMA各處、尤其是在最大期望流速下出現(xiàn)最大壓力損失的位置有足夠的壓力，所述位置可能是DMA中距離PRV的最高和/或最遠(yuǎn)的點(diǎn)。一般地，在來(lái)自PRV的給定的輸出壓力下，壓力最低的點(diǎn)稱為臨界點(diǎn)，并且其一般是距離PRV最高和/或最遠(yuǎn)的點(diǎn)。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在一個(gè)特定的 DMA中，臨界點(diǎn)可能會(huì)多于一個(gè)，并且臨界點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化。這種配置方案的一個(gè)問(wèn)題在于，在DMA中，在特定的時(shí)間或在特定的條件下，固定的壓力可能會(huì)高于確保臨界點(diǎn)或每個(gè)臨界點(diǎn)具有足夠壓力所需要的壓力。眾所周知，系統(tǒng)壓力與DMA中的泄漏流速和爆裂速率兩者存在聯(lián)系。因此，如果輸出壓力能夠低于固定壓力，并且在臨界點(diǎn)仍能提供足夠的壓力，那么發(fā)生泄漏和爆裂的風(fēng)險(xiǎn)便會(huì)降低。有建議PRV的輸出應(yīng)為可變的，以便使壓力能根據(jù)需求而變化，從而降低DMA內(nèi)的平均壓力和減少泄漏和爆裂問(wèn)題。積極地控制壓力的其他優(yōu)點(diǎn)包括減輕管道網(wǎng)絡(luò)的疲勞度、為用戶提供更加穩(wěn)定的供應(yīng)壓力以及降低與壓力相關(guān)的損耗。GB2405957公開(kāi)了一種應(yīng)用導(dǎo)向閥控制PRV的系統(tǒng)。壓力反饋級(jí)包括產(chǎn)生水壓損失的閘閥，所述水壓損失隨著流經(jīng)PRV而增強(qiáng)。水壓損失使得水在旁通管內(nèi)流動(dòng)，所述旁通管內(nèi)結(jié)合有文氏管(venturi)。導(dǎo)向閥受到文氏管處的壓力控制。該壓力隨著流速增加而降低，從而導(dǎo)致導(dǎo)向閥隨著流速增大而提高PRV的輸出壓力。還有建議采用控制器對(duì)導(dǎo)向閥進(jìn)行電力控制。EP-0574241公開(kāi)了一種依照從歷史數(shù)據(jù)得到的壓力-時(shí)間曲線來(lái)改變PRV輸出壓力的系統(tǒng)。這種壓力-時(shí)間調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于這樣的假設(shè)需求是隨時(shí)間循環(huán)地可預(yù)測(cè)的。EP-0574241還涉及一種可選擇的設(shè)計(jì)，在該設(shè)計(jì)中，與輸出壓力作為時(shí)間的函數(shù)來(lái)控制的方案不同，它是作為流速的函數(shù)進(jìn)行控制的。W02008/090359公開(kāi)了一種用于調(diào)節(jié)為用戶區(qū)供水的減壓閥輸出壓力的控制器， 其中所述控制器包括時(shí)鐘，一個(gè)處理器被配置為使用時(shí)間數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)參數(shù)以及流速，以便調(diào)節(jié)所述減壓閥以依據(jù)流速和時(shí)間兩者提供所需的輸出壓力。在W02008/090359所述的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備從控制器接收記錄的數(shù)據(jù)，以及從臨界點(diǎn)附近的壓力傳感器接收臨界點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)備利用從控制器接收到的記錄數(shù)據(jù)和臨界點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)計(jì)算待傳輸?shù)娇刂破鞯膮?shù)。優(yōu)選地， 傳輸?shù)娇刂破鞯膮?shù)覆蓋一段時(shí)間，該時(shí)間要長(zhǎng)于控制器與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的時(shí)間間隔。因此，W02008/090359公開(kāi)的系統(tǒng)用于控制DMA內(nèi)水壓，從而使需要的壓力保持在臨界點(diǎn)上，同時(shí)來(lái)自PRV的輸出壓力并未維持在一個(gè)不必要的高水平上。當(dāng)然，確保從供應(yīng)主干線到PRV的輸入壓力處于足夠高的水平上，從而為PRV提供所需的輸出壓力是必要的。 因此，維持供應(yīng)主干線網(wǎng)絡(luò)的來(lái)自主泵水站的水壓足夠高，以確保對(duì)于每個(gè)由網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)的 DMA來(lái)說(shuō)，輸入壓力足夠高以滿足DMA的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及泵水站的輸出壓力控制，以便在滿足所有DMA壓力需求的同時(shí)，不用使輸出壓力沒(méi)有必要地過(guò)高。在DMA內(nèi)，除了壓力，還有其他的供水參數(shù)可以進(jìn)行控制，而且還有其他類型的臨界點(diǎn)。例如，考慮通過(guò)向水中添加氯或其他消毒劑來(lái)滅菌的水處理。應(yīng)該有一個(gè)有效消毒所需的最低的消毒劑濃度，也應(yīng)該有一個(gè)消毒劑濃度的臨界點(diǎn)，在此處的濃度低于DMA內(nèi)任何其他地方(該臨界點(diǎn)可能與壓力的臨界點(diǎn)不同)。但是，消毒劑的用量須小心控制，以確保在消毒劑足夠的同時(shí)，避免消毒劑的過(guò)量應(yīng)用。過(guò)量使用消毒劑可導(dǎo)致用戶對(duì)口味、氣味或皮膚刺激的不滿；帶來(lái)可能的健康風(fēng)險(xiǎn)；以及導(dǎo)致不必要的購(gòu)買化學(xué)品的費(fèi)用。傳統(tǒng)上，通過(guò)添加消毒劑的水處理工藝要在水被引入主干線網(wǎng)絡(luò)之前進(jìn)行。因此， 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及對(duì)消毒劑或其他水處理劑的集中添加的控制，以確保在滿足所供應(yīng)的DMA對(duì)試劑濃度的需求的同時(shí)，濃度不會(huì)不必要或不期望地過(guò)高。需要認(rèn)識(shí)到，為了監(jiān)測(cè)DMA內(nèi)臨界點(diǎn)的消毒劑，可以監(jiān)測(cè)臨界點(diǎn)處消毒劑的濃度和/或細(xì)菌的濃度。在最廣泛的方面，本發(fā)明包括控制水壓或向?yàn)榇罅緿MA供水的集中供水站的水中添加試劑。因此，從這個(gè)方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種水處理方法，所述水是從自來(lái)水供應(yīng)站供應(yīng)到主供應(yīng)管道，主供應(yīng)管道將水運(yùn)輸?shù)蕉鄠€(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的區(qū)域壓力向區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)供水，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，都有一個(gè)與該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中水的性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)的區(qū)域臨界值，所述區(qū)域臨界值代表在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的參數(shù)數(shù)值之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，有一個(gè)特定的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的其他點(diǎn)相比，此處的參數(shù)的數(shù)值被認(rèn)為是可以接受的最低限度；以及其中方法包括監(jiān)測(cè)與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的水供應(yīng)特性，以提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)，以控制從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理， 從而確保在各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的臨界點(diǎn)能夠維持各自可接受的參數(shù)數(shù)值；以及依據(jù)控制數(shù)據(jù)對(duì)供至主供應(yīng)管道的水進(jìn)行處理。在某些配置方案中，參數(shù)是水壓，各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)為壓力臨界點(diǎn)，對(duì)供至主供應(yīng)管道的水的處理包括控制供至主供應(yīng)管道的水的壓力，并且所述控制數(shù)據(jù)管理水壓。因此，假設(shè)例如有三個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算各個(gè)減壓閥提供在臨界壓力下所需的水壓所需要的輸出壓力P2?？紤]到特定減壓閥的特性，可計(jì)算來(lái)自主供應(yīng)管道的最小的輸入壓力P1，以得到最低限度的PRV輸出壓力P2。每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)可能需要不同的最小輸入壓力值，并且對(duì)于任一特定的網(wǎng)絡(luò)所需的最小輸入壓力值可以作為進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)的流速和/或時(shí)間和/或其他因素的函數(shù)進(jìn)行變化。然后，可控制自來(lái)水供應(yīng)站提供的主干線壓力以至少維持這些最小值。通過(guò)測(cè)定確保每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)能夠滿足其維持在臨界點(diǎn)的最小壓力的需求所實(shí)際需要的主干線供應(yīng)壓力，可實(shí)施更強(qiáng)的控制。替代將主干線壓力維持在不必要的高值上的方案，可將其維持在剛好足夠滿足用戶需求的數(shù)值上。這意味著泵水的需求量可控制在最低的水平上，例如，通過(guò)開(kāi)泵或關(guān)泵，或控制它們各自的輸出來(lái)控制。除了節(jié)省能量及與此相關(guān)的成本，由于避免了產(chǎn)生不必要的高壓，泵和從自來(lái)水供應(yīng)站運(yùn)輸水到遠(yuǎn)處的管道的使用壽命也可以增加。此外，還可以減少在配水管道中泄漏的發(fā)生并降低其嚴(yán)重性。在這樣的設(shè)計(jì)中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將與PRV的所需的輸出壓力相關(guān)聯(lián)，從而確保在有關(guān)的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)上維持最低的可接受壓力。由此以及PRV的特性，可以計(jì)算最小的輸入壓力。通過(guò)在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段內(nèi)對(duì)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以確定一個(gè)PRV輸入壓力一直都必須高于其他任何PRV輸入壓力的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)?？蛇x擇地，可以確定一個(gè)在一段特定時(shí)間內(nèi)(例如一天中的特定的小時(shí)，每周、每月、每季度等中的某天)和/或進(jìn)入?yún)^(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的流速和/或其他使用特征(例如在電視轉(zhuǎn)播體育賽事半場(chǎng)期間)和/或其他有關(guān)的因素(如溫度)下PRV輸入壓力一般都必須高于其他任何PRV輸入壓力的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)。在每種情況下，可指定這樣的一個(gè)減壓閥作為一個(gè)永久的或暫時(shí)的臨界減壓閥，并控制泵水站的水壓，從而使供應(yīng)至所述PRV的水的壓力可以被接受。因此，在適當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間后，可能就沒(méi)有必要監(jiān)測(cè)其他的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)了。但是，優(yōu)選地，保持對(duì)所有區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)，以保證每個(gè)PRV都能得到足夠的水壓。在其他的配置方案中，參數(shù)是水處理劑的濃度(或當(dāng)處理劑的效果是除去雜質(zhì)的情況下，是水中該雜質(zhì)的濃度)；各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)是處理劑臨界點(diǎn)，水處理方法包括控制向供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中加入處理劑的過(guò)程，以及所述控制數(shù)據(jù)決定處理劑的添加。這可以在泵水站本身或別處完成，例如在向泵水站供應(yīng)處理過(guò)的水的處理廠。水處理劑不限于任何特定試劑，并可以包括，例如染料、增味劑；或健康添加劑，例如氟。而在優(yōu)選的實(shí)施方式中，處理劑包括消毒劑，例如溴、碘、銅離子、銀離子、過(guò)氧化氫，或者，特別是氯?？梢酝瑫r(shí)利用監(jiān)測(cè)和過(guò)程控制兩種方式，而且一般來(lái)說(shuō)，可以控制水的任何數(shù)目的不同特性極其供應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，盡管區(qū)域臨界值可能互不相同，在優(yōu)選實(shí)施方式中它們彼此都是相同的(由于，例如整個(gè)用水地區(qū)或甚至整個(gè)國(guó)家可能需要相同的最低氯濃度或最低水壓)。與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的供水特性的監(jiān)測(cè)可以包括連續(xù)監(jiān)測(cè)，此時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但優(yōu)選包括以有規(guī)律或者無(wú)規(guī)律的間隔進(jìn)行間歇監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以包括在每個(gè)臨界點(diǎn)的參數(shù)的連續(xù)取樣數(shù)值；但優(yōu)選包括在各臨界點(diǎn)的參數(shù)的間隔取樣數(shù)值。這樣，監(jiān)測(cè)設(shè)備就沒(méi)有必要與控制器或中央服務(wù)器(遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備)進(jìn)行難以或不可能實(shí)現(xiàn)的連續(xù)或?qū)崟r(shí)的通信了(因?yàn)?，例如持久電源供?yīng)和/或有線通信連接在臨界點(diǎn)不一定是可用的)。更確切地說(shuō)，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)臨界點(diǎn)都設(shè)有監(jiān)測(cè)裝置，該裝置為自供電裝置 (例如通過(guò)蓄電池、太陽(yáng)能電池或燃料電池控制)，并被配置為與控制器或中央服務(wù)器進(jìn)行無(wú)線連接(例如GSM、GPRS或3G)。優(yōu)選的實(shí)施方式包括依據(jù)從主供應(yīng)站進(jìn)入到主供應(yīng)管道的水的流速，對(duì)供至主供應(yīng)管道的水進(jìn)行進(jìn)一步的處理的步驟。因此，還可以進(jìn)一步包括這樣的步驟，即測(cè)定代表從主供應(yīng)站進(jìn)入到主供應(yīng)管道的水的流速的數(shù)據(jù)，和進(jìn)一步利用流速數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)。主供應(yīng)站的水可以另外地或可選擇地依據(jù)以下任一個(gè)或多個(gè)因素進(jìn)行處理時(shí)間；一天中的某個(gè)小時(shí)；一周中的某天；一年中的某月；季節(jié)；當(dāng)前或近期的環(huán)境氣溫；當(dāng)前或近期的水溫；當(dāng)前或近期的降雨量；或任何其他相關(guān)的因素。還可以設(shè)想進(jìn)一步的配置方案；例如，在參數(shù)為水中微生物濃度時(shí)，各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)為微生物臨界點(diǎn)，供至主供應(yīng)管道的水的處理包括控制向供至主供應(yīng)管道的水中添加處理劑或控制抗微生物處理方法的應(yīng)用，例如對(duì)水用紫外線、臭氧、Y射線、聲波或加熱進(jìn)行處理。上述提到的多種可能的配置方案可結(jié)合使用，可以在每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中為達(dá)到多個(gè)目的采用相同的臨界點(diǎn)，或者采用不同的臨界點(diǎn)。至少有一個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)可以為了多個(gè)目的采用同一個(gè)臨界點(diǎn)。至少有一個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)可以為了不同的目的采用不同的臨界點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中，可控制任意數(shù)目的參數(shù)，用于使用共享的臨界點(diǎn)、 不同的臨界點(diǎn)、某些共享的臨界點(diǎn)以及其他獨(dú)立的臨界點(diǎn)，等等?？梢允褂萌我鈹?shù)量的水處理特征，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可以根據(jù)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)不同的控制參數(shù)來(lái)使用特定的水處理特征。在某些優(yōu)選實(shí)施方式中，在主供水站對(duì)氯處理(或其他任何抗菌處理)和水壓兩者進(jìn)行控制，并兼顧區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中壓力臨界點(diǎn)的壓力以及氯臨界點(diǎn)的氯濃度兩者的數(shù)值。雖然在任一特定的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)(例如在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最高的地點(diǎn)和/或距離PRV 最遠(yuǎn)的地點(diǎn))中，氯臨界點(diǎn)可能與壓力臨界點(diǎn)是同一個(gè)點(diǎn)，但一般來(lái)說(shuō)它們很可能不是同一個(gè)。例如，由于壓力是取決于高度的(雖然諸如在管道內(nèi)的摩擦損失等其他能量損失也可能在決定壓力臨界點(diǎn)的選擇中發(fā)揮重要的作用)，壓力臨界點(diǎn)可能例如靠近區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中最高的出口，但是其常常是距離PRV最遠(yuǎn)的點(diǎn)，或者可能依據(jù)流速在這兩個(gè)點(diǎn)之間變換。氯濃度一般會(huì)隨著時(shí)間和暴露在溫度中而被耗盡，因此氯臨界點(diǎn)很可能是網(wǎng)絡(luò)中一般含有“最老的水”(即存在于區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間最長(zhǎng)的水)的點(diǎn)；這可能意味著氯臨界點(diǎn)遠(yuǎn)離PRV，或者說(shuō)它的位置可能取決于網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部分中非常低的消耗速度。每時(shí)每刻，在任一給定的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中其他點(diǎn)的數(shù)值相比具有可以接受的最低的參數(shù)數(shù)值的精確點(diǎn)可能會(huì)移動(dòng)一段相對(duì)小的距離(例如，當(dāng)一個(gè)用戶打開(kāi)住宅的一個(gè)龍頭的時(shí)候)；因此其位置會(huì)為了實(shí)際目的而在某個(gè)精度之外變動(dòng)。因此，本發(fā)明中臨界點(diǎn)的指定應(yīng)當(dāng)理解為指定被視為在一段時(shí)間內(nèi)的平均值表現(xiàn)為或接近所述至少可接受的特性的點(diǎn)。當(dāng)然，找到合適的位置以安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備的需求以及其他實(shí)際考慮，可能意味著所述指定最好只是至少可以接受的參數(shù)數(shù)值的瞬間實(shí)際點(diǎn)的估計(jì)。 然而，在某些情形下近似的需要不會(huì)損害本發(fā)明的實(shí)用性。
另外，在同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中，與其他點(diǎn)的數(shù)值相比，具有至少可接受的參數(shù)數(shù)值的實(shí)際點(diǎn)也可能偶爾地發(fā)生相對(duì)較大的位置移動(dòng)。因此，在某些實(shí)施方式中，對(duì)于一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，可能會(huì)在該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)指定多個(gè)潛在的臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中其他點(diǎn)的數(shù)值相比，每個(gè)潛在的臨界點(diǎn)上的參數(shù)數(shù)值不時(shí)地被認(rèn)為是至少可接受的。 優(yōu)選地，在任一時(shí)間，恰好其中一個(gè)潛在的臨界點(diǎn)被指定為那個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)，并因此針對(duì)該潛在的臨界點(diǎn)建立上述的控制數(shù)據(jù)。但是，在特定實(shí)施方式中，對(duì)于一個(gè)給定的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，可暫時(shí)地或永久地同時(shí)指定多于一個(gè)同種類型的臨界點(diǎn)(例如兩個(gè)壓力臨界點(diǎn))；例如，當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值彼此接近相同(例如足夠接近，以至于所用的測(cè)量設(shè)備無(wú)法分辨它們之間的區(qū)別)的時(shí)候。在這種情況下，可以建立控制數(shù)據(jù)，以控制從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理，從而確保在一個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)臨界點(diǎn)都維持在各自可以接受的參數(shù)數(shù)值上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在某些情況下，由主供水站供應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)可能未配備合適的監(jiān)測(cè)裝置，例如在系統(tǒng)首次引進(jìn)的時(shí)候。在那種情況下，須采用手動(dòng)測(cè)量來(lái)確保，例如，在該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中水壓和氯濃度是可以接受的。但優(yōu)選地，監(jiān)測(cè)裝置永久地安裝在每個(gè)臨界點(diǎn)上。在某些實(shí)施方式中，在每個(gè)臨界點(diǎn)上都可以安裝監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)裝置被配置為對(duì)各自的臨界點(diǎn)上的參數(shù)數(shù)值提供連續(xù)的或頻繁的監(jiān)測(cè)。但是，由于上述原因，這種連續(xù)的或頻繁的監(jiān)測(cè)可能不是可能的或理想的。當(dāng)只能得到間歇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)——例如，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由每小時(shí)更新的在每個(gè)臨界點(diǎn)上的參數(shù)數(shù)值構(gòu)成時(shí)——在沒(méi)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用的期間內(nèi)就會(huì)存在參數(shù)數(shù)值變?yōu)椴豢山邮芩降娘L(fēng)險(xiǎn)。然而，諸如進(jìn)入主供應(yīng)管道的水的流速、 天、周、月或年的某時(shí)、周圍氣溫和/或進(jìn)入到主供應(yīng)管道的水的溫度等因素，可能與每個(gè)臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值有關(guān)。供至主供應(yīng)管道的水的處理也可以優(yōu)選地按照與所述因素有關(guān)的數(shù)據(jù)和所述關(guān)系進(jìn)行。這樣，參數(shù)數(shù)值在沒(méi)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用的一段時(shí)間內(nèi)變?yōu)椴豢山邮芩降娘L(fēng)險(xiǎn)就可減少了。從另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于水處理的控制器，所述水是從自來(lái)水廠到主供應(yīng)管道的水，主供應(yīng)管道運(yùn)輸水到多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的地區(qū)壓力供水到區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，都有一個(gè)與該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中水的特性有關(guān)的參數(shù)的區(qū)域臨界值，其代表在該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的參數(shù)數(shù)值之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在指定的臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的其他點(diǎn)相比，在臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值被認(rèn)為是至少可接受的；以及其中所述控制器包括一種用于接收來(lái)自流速傳感器的流速信號(hào)的流速輸入口，所述流速傳感器用于檢測(cè)流入主供應(yīng)管道的水的流速；以及適用于按照所述流速信號(hào)提供代表流入主供應(yīng)管道的水的流速數(shù)據(jù)的裝置；一種用于提供控制信號(hào)來(lái)調(diào)整供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理的控制輸出口 ；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)表示水的流速與供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水所需的水處理之間關(guān)系的參數(shù)，以使各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的臨界點(diǎn)保持各自可以接受的參數(shù)數(shù)值；以及
處理裝置，被配置為處理(i)代表流速的數(shù)據(jù)，和(ii)存儲(chǔ)的參數(shù)，從而從控制輸出口提供控制信號(hào)，以便相應(yīng)于流速調(diào)整供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理。與前所述，參數(shù)可以是水壓，或水處理劑的濃度，或任何其他合適的參數(shù)。優(yōu)選地，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)代表水的流速和供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水所需的處理之間的時(shí)間依賴關(guān)系；優(yōu)選地，控制器然后進(jìn)一步包括提供代表時(shí)間的數(shù)據(jù)的時(shí)鐘；并且所述處理裝置被配置為用于接入表示時(shí)間的數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)的參數(shù)以及代表流速的數(shù)據(jù)，從而使從控制輸出口所提供的信號(hào)導(dǎo)致供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理依據(jù)流速和時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。流速與供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水所需的處理之間的時(shí)間依賴關(guān)系能夠確定對(duì)于在一天中的特定時(shí)間和/或一周中的某天和/或一年中的某個(gè)時(shí)間的給定流速下的處理?？梢杂写碓S多天以及每天中的多個(gè)時(shí)間段的日程表。天數(shù)可對(duì)應(yīng)于一周、或多周、或一個(gè)月、或多個(gè)月、或一年。每天之內(nèi)，所述時(shí)間段例如可以是單個(gè)小時(shí)或多個(gè)小時(shí)。在一個(gè)實(shí)施方式中(僅通過(guò)示例的方式)，有一個(gè)覆蓋一年之中每一天的日程表，且每天有八個(gè)3小時(shí)的時(shí)間段，在標(biāo)準(zhǔn)公歷年中一共有四20個(gè)時(shí)間段，在閏年中有四觀個(gè)時(shí)間段。對(duì)于每個(gè)周期，有一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，所述參數(shù)將限定所測(cè)得的流速與供應(yīng)至主供應(yīng)通道的水所需的處理之間的關(guān)系。這可以通過(guò)每個(gè)周期存儲(chǔ)獨(dú)立數(shù)值來(lái)完成，或者例如通過(guò)缺省值來(lái)完成， 除非進(jìn)入了所述關(guān)系需要從缺省關(guān)系發(fā)生變化的特定時(shí)間段，否則都使用所述缺省值。特定水處理劑(例如氯)的濃度的變化率，可以受水溫影響。因此，在決定用于主供水站的處理劑用量時(shí)，考慮到部分或全部的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的水溫是有利的。因此，特別是在參數(shù)為水處理劑濃度的實(shí)施方式(也可是某些其他的實(shí)施方式)中，優(yōu)選所述控制器包括用于一種從溫度傳感器接收水溫信號(hào)的水溫輸入口，以及一種適于依據(jù)水溫信號(hào)提供代表水溫的數(shù)據(jù)的裝置；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置儲(chǔ)存表示水溫和供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水所需要的處理之間的關(guān)系的參數(shù)，以便在各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)保持各自可以接受的參數(shù)數(shù)值；并且所述處理裝置被配置為處理(i)代表水溫的數(shù)據(jù)和(ii)存儲(chǔ)的參數(shù)，以便從控制輸出口提供控制信號(hào)，以根據(jù)水溫調(diào)整供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理?？梢蕴峁┒嘤谝粋€(gè)的溫度傳感器，每個(gè)傳感器提供供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中不同點(diǎn)處的水溫信號(hào)。這些信號(hào)的一部分或全部可在整個(gè)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)(即在整個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中)平均，或在一個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)平均，或它們可單獨(dú)處理或以合適的方式結(jié)合處理，從而從控制輸出口提供控制信號(hào)，以便依據(jù)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)點(diǎn)的水溫調(diào)整供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理。特別地，溫度傳感器可設(shè)計(jì)用來(lái)提供進(jìn)入到主供應(yīng)管道的水的溫度信號(hào)。優(yōu)選地， 至少一個(gè)溫度傳感器被設(shè)計(jì)用來(lái)提供進(jìn)入到至少一個(gè)、優(yōu)選全部的區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的水的溫度信號(hào)。后者的這些溫度傳感器可以方便地置于每個(gè)區(qū)域的PRV附近。在某些實(shí)施方式中， 溫度傳感器被置于一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)附近。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，溫度傳感器位于PRV附近，并毗鄰各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)(例如壓力和/或水處理劑臨界點(diǎn))，所述控制器被設(shè)計(jì)用來(lái)接收從各溫度傳感器發(fā)出的水溫信號(hào)。溫度傳感器可以放置在以下任一個(gè)或多個(gè)地方或在它們附近水進(jìn)入到主供應(yīng)管道的不特定或特定的進(jìn)入點(diǎn)；一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)PRV ；—個(gè)或多個(gè)水處理劑臨界點(diǎn)；一個(gè)或多個(gè)壓力臨界點(diǎn)；一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)平均區(qū)帶點(diǎn)(AZP)?？刂破骺梢栽O(shè)置在距水供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)一段距離較遠(yuǎn)的地方；例如，在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備處，或可以設(shè)置在向主供應(yīng)管道供水的主供水站。流速信號(hào)和/或水溫信號(hào)和/或其他任何相關(guān)的信號(hào)可從各自的傳感器通過(guò)無(wú)線或有線通信直接與控制器相連?？蛇x擇地，它或它們可通過(guò)無(wú)線或有線工具連接到數(shù)據(jù)處理設(shè)備(例如中央服務(wù)器)，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以遠(yuǎn)離傳感器和控制器兩者，用于存儲(chǔ)或處理以及轉(zhuǎn)交，再次通過(guò)無(wú)線或有線的方式傳輸至各自的控制器輸入口。傳感器可以包括記錄裝置，所述記錄裝置被設(shè)計(jì)用來(lái)在將采集到的數(shù)據(jù)間歇性地傳輸至控制器或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備之前，記錄所述采集到的數(shù)據(jù)。在任何特定的時(shí)間，存儲(chǔ)的參數(shù)可以覆蓋例如一整年或更短的時(shí)間，該配置方案為隨著時(shí)間的向前推移，儲(chǔ)存另外的參數(shù)，可任選地，刪除以前用過(guò)的參數(shù)。在優(yōu)選的配置方案中，參數(shù)一直保留著，除非被更新的數(shù)值取代。在控制器首次使用時(shí)，可用一套基于先前的安裝經(jīng)驗(yàn)的基本參數(shù)和/或通過(guò)在測(cè)試期間進(jìn)行測(cè)量來(lái)運(yùn)行。通過(guò)分析從控制器的實(shí)際應(yīng)用中得到的數(shù)據(jù)，可以改變那些參數(shù)并為下一時(shí)間段添加另外的參數(shù)。這就需要在各臨界點(diǎn)安裝臨界點(diǎn)參數(shù)傳感器。這些臨界點(diǎn)參數(shù)傳感器的輸出將和與流速相關(guān)的數(shù)據(jù)一起處理。為達(dá)到同步的目的，所有的數(shù)據(jù)都標(biāo)明時(shí)間(包括采用時(shí)間碼等進(jìn)行的時(shí)間/日期戳)。從臨界點(diǎn)參數(shù)傳感器得到的數(shù)據(jù)會(huì)在臨界點(diǎn)處記錄，然后被采集或傳輸以用于分析。參數(shù)的計(jì)算可應(yīng)用適當(dāng)?shù)能浖?或固件例程在控制器內(nèi)進(jìn)行，在此情形下，臨界點(diǎn)數(shù)據(jù)將被從臨界點(diǎn)傳輸至控制器或從中央?yún)^(qū)域中繼傳輸至控制器。然而，在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，參數(shù)的計(jì)算是在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備中進(jìn)行的，然后參數(shù)再被傳輸至控制器。 這種配置方案具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樘幚磉^(guò)程可無(wú)需消耗由電池供電的控制器的電池而連續(xù)進(jìn)行，可采用更大的處理功率，而且可輕易地將其他來(lái)源的數(shù)據(jù)考慮進(jìn)去。例如，參數(shù)可依據(jù)從具有類似系統(tǒng)的其他區(qū)域得到的經(jīng)驗(yàn)，所述類似系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可在中央數(shù)據(jù)處理設(shè)備中處理。實(shí)際的或預(yù)測(cè)的環(huán)境因素可考慮進(jìn)去，例如天氣預(yù)報(bào)、溫度、降雨、是否有消防用水管或?yàn)⑺?、將要舉行的體育賽事或其他場(chǎng)合、電視節(jié)目表，等等。在某些實(shí)施方式中，控制器位于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備處，并且控制信號(hào)傳輸?shù)轿挥谥鞴┧镜恼{(diào)節(jié)器，并且所述調(diào)節(jié)器被設(shè)計(jì)為依據(jù)控制信號(hào)對(duì)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理進(jìn)行調(diào)節(jié)?！憔涂刂破鞯奶攸c(diǎn)來(lái)說(shuō)，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，存儲(chǔ)的參數(shù)代表進(jìn)入到主供應(yīng)管道的水的流速與供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水所需的處理之間的關(guān)系，所述關(guān)系作為時(shí)間的函數(shù)發(fā)生變化，所述時(shí)間為一天中的某時(shí)和/或一周中某天和/或一年中的某個(gè)時(shí)間。所述關(guān)系也可有利地為水溫與所述的需要的水處理之間的關(guān)系；當(dāng)參數(shù)為受水溫影響的水處理劑(比如氯)的濃度時(shí)是尤其有利的。優(yōu)選地，對(duì)于連續(xù)多天中的每一天，存儲(chǔ)的參數(shù)與覆蓋一整天的分立間隔有關(guān)。優(yōu)選地，控制器包括通信模塊并被配置為間歇地使用該通信模塊，以與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備建立通信，并接收存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)處理裝置中的參數(shù)。優(yōu)選地，通信模塊可適應(yīng)于無(wú)線
ififn。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一個(gè)用于處理從自來(lái)水供應(yīng)站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的系統(tǒng)，包括具有任一或全部上面描述的特征的控制器，并且所述系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為實(shí)施此處描述的本發(fā)明的方法。該系統(tǒng)可包括被設(shè)計(jì)為用于執(zhí)行上述步驟的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備。特別地，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理設(shè)備可產(chǎn)生代表水流速和所需的水處理兩者之間關(guān)系的上述參數(shù)，并將這些傳輸至控制器。與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的供水特性的監(jiān)測(cè)，優(yōu)選包括監(jiān)測(cè)特性，例如各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值，但它也以包括監(jiān)測(cè)別處的特性，例如在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的減壓閥處或在其附近。除了與參數(shù)數(shù)值有關(guān)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還與其他因素有關(guān)，例如水溫、 壓力、PH、微生物水平等。在控制供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的壓力的實(shí)施方式中，水處理可包括控制一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)用于對(duì)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水加壓的泵的輸出。這種控制可表示為一個(gè)泵或多個(gè)泵的最大功耗的百分?jǐn)?shù)。在控制供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中的水處理劑的濃度的實(shí)施方式中，水處理可以包括控制向水中加入水處理劑的速度。從另一方面，本發(fā)明提供了一種控制從主供水站到主供應(yīng)管道的水的壓力的方法，主供應(yīng)管道運(yùn)輸水到多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的區(qū)域壓力供水到區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，有一個(gè)水壓的區(qū)域臨界值，所述區(qū)域臨界值代表在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的水壓之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在指定的壓力臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他點(diǎn)相比，在所述壓力臨界點(diǎn)的水壓被認(rèn)為是可以接受的最低限度；其中所述方法包括監(jiān)測(cè)與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的水供應(yīng)特性，以提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)，從而控制從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的壓力，以確保各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中壓力臨界點(diǎn)可保持各自可以接受的水壓；以及控制如上確定的、供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的壓力。從進(jìn)一步的方面，本發(fā)明提供了一種控制向從主供水站到主供應(yīng)管道的水中加入水處理劑的方法，主供應(yīng)管道運(yùn)輸水到多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的區(qū)域壓力供水到所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，有一個(gè)水處理劑濃度的區(qū)域臨界值，其代表在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的水處理劑濃度之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在指定的處理劑臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的其他點(diǎn)相比，在所述處理劑臨界點(diǎn)的水處理劑濃度為可以接受的最低限度；其中所述方法包括監(jiān)測(cè)與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的水供應(yīng)特性，以提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)，從而控制向從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中添加水處理劑，以確保各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中處理劑臨界點(diǎn)可保持各自可以接受的水處理劑濃度；以及控制如上確定的、向供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中水處理劑的加入。本發(fā)明的任一方面的任選或優(yōu)選的特征不能理解為必定僅局限于那個(gè)方面，而是對(duì)于發(fā)明其他方面也是適用的。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將僅通過(guò)實(shí)施例并參照附圖來(lái)描述發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在附圖中，

圖1是設(shè)計(jì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的方法的供水系統(tǒng)的示意圖。圖1簡(jiǎn)要地顯示了一個(gè)從蓄水池2輸出水的供水系統(tǒng)。從蓄水池出來(lái)的水經(jīng)過(guò)管道4到達(dá)主供應(yīng)站6。主供應(yīng)站6包括一個(gè)氯處理單元8和兩個(gè)分別與主供應(yīng)管道12連接的泵10。主供應(yīng)管道12經(jīng)由各自的減壓閥(PRV)20、22、24向3個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)14、16、18 供水。在第一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)14中，指定了一個(gè)的壓力臨界點(diǎn)沈和一個(gè)氯臨界點(diǎn)28。這些點(diǎn)互相靠近，而且例如處于區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)14供應(yīng)的地理區(qū)域內(nèi)最高的山的山頂附近。還顯示了該區(qū)域的平均區(qū)帶點(diǎn)(AZP) 35，它是一個(gè)水壓通常與全區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的平均壓力接近的點(diǎn)。第二區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)16也指定了一個(gè)壓力臨界點(diǎn)30和一個(gè)氯臨界點(diǎn)32，但這些點(diǎn)比第一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)14相應(yīng)的點(diǎn)的間距要遠(yuǎn)。這可能是因?yàn)樵摰貐^(qū)最高的點(diǎn)鄰近 PRV22，并且是壓力臨界點(diǎn)30，而氯臨界點(diǎn)處于該地區(qū)中離PRV22最遠(yuǎn)的地方，但該點(diǎn)并不是特別地處于高點(diǎn)。在第三區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)18中，壓力臨界點(diǎn)和氯臨界點(diǎn)處于恰好相同的點(diǎn) 34，該點(diǎn)可以是供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中最高的點(diǎn)。在主供應(yīng)站6中還有一個(gè)用于測(cè)量進(jìn)入到主供應(yīng)管道12的流速M(fèi)的流速傳感器 7和控制單元36。測(cè)得的流速M(fèi)從控制單元36通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)(它可能是無(wú)線的，但優(yōu)選有線的)傳輸?shù)骄哂袛?shù)據(jù)處理設(shè)備的遠(yuǎn)程中央控制站38。臨界點(diǎn)傳感器單元40、42、44、46、 48與中央控制站38無(wú)線通信，分別在臨界點(diǎn)沈、28、30、32、34處各設(shè)置一個(gè)。這些臨界點(diǎn)傳感器單元包括壓力傳感器和/或氯濃度傳感器(它可用來(lái)測(cè)定殘留的游離氯或總氯)； 水溫傳感器；數(shù)據(jù)記錄器和通信單元。傳感器讀數(shù)是標(biāo)明時(shí)間的，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)記錄器中。 工程師可通過(guò)任何合適的有線裝置或短程或遠(yuǎn)程的無(wú)線裝置連接到所述記錄器，手動(dòng)地取得數(shù)據(jù)記錄器中的信息。但是，優(yōu)選地，通信單元從記錄器通過(guò)SMS或其他合適的無(wú)線裝置間歇性地傳輸數(shù)據(jù)至中央控制站38，中央控制站處理壓力/氯濃度數(shù)據(jù)以及從控制單元36 接收到的流速M(fèi)數(shù)據(jù)，以接著向控制單元36傳輸適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)，從而可以控制泵10與氯處理單元8提供臨界點(diǎn)所需的壓力/氯濃度。其他信息也會(huì)被考慮作為控制參數(shù)的處理中的因素，例如包含于傳感器讀數(shù)的時(shí)間戳中的時(shí)間信息、記錄于臨界點(diǎn)傳感器單元40、42、44、46、48和雨量傳感器中的水溫等。 為了獲取整個(gè)配水網(wǎng)絡(luò)的水溫詳圖，還需在PRV20、22、M中的一個(gè)或多個(gè)附近和配水網(wǎng)絡(luò)的其他合適的點(diǎn)(如區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)平均區(qū)帶點(diǎn)(AZPs)處)和主供應(yīng)管道內(nèi)，設(shè)置額外的水溫傳感器。傳輸?shù)娇刂茊卧?6的控制參數(shù)可能是直接控制命令，例如“將泵的功率提高到 80%”或“將氯的濃度減至0. ang/L(或0. 2ppm) ”，并需要幾乎立即執(zhí)行。當(dāng)臨界點(diǎn)傳感器單元40-48能夠傳輸它們所監(jiān)測(cè)的參數(shù)數(shù)值的頻繁更新的情況下，這是合適的。但是，本實(shí)施方式中的標(biāo)準(zhǔn)操作方式是用于控制單元36的，以使其依照從中央控制站38提取到的、存儲(chǔ)于控制單元36的參數(shù)，基于測(cè)量到的流速M(fèi)和時(shí)鐘(未顯示)輸出的時(shí)間T以及任何其他相關(guān)的環(huán)境傳感器輸入(例如氣溫、水溫，近期的降雨量)來(lái)控制泵10和氯處理單元8。對(duì)于控制單元36利用這些存儲(chǔ)參數(shù)的一個(gè)優(yōu)選的配置方案是，通過(guò)一個(gè)查找表， 其包括代表流速段、時(shí)間段以及可能的其他段(例如區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)平均水溫)的軸，并且包括給出合適的泵控制水平(例如，關(guān)于泵的功耗)和氯濃度水平的數(shù)字條目(entry)。該查找表可以是三維或多維的，包括表示光強(qiáng)度、降雨傳感器、水溫、氣溫或其他當(dāng)?shù)丨h(huán)境輸入的軸。利用一個(gè)或多個(gè)查找表的一個(gè)替代方法是，用控制單元36中的一個(gè)處理器來(lái)評(píng)估函數(shù)，所述函數(shù)涉及測(cè)得值以及存儲(chǔ)參數(shù)的常量。在每種情形下，控制單元36都會(huì)向泵10和氯處理單元8發(fā)送合適的控制命令。對(duì)流速M(fèi)變化的響應(yīng)速度可以通過(guò)可變阻尼進(jìn)行控制，所述可變阻尼用于限制主供應(yīng)管道12中的壓力和/或氯濃度的變化速率。存儲(chǔ)參數(shù)的產(chǎn)生和載入到控制單元36的過(guò)程如下。特別是在初始安裝階段，工程師基于區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的大小、歷史流速、到臨界點(diǎn)的距離和高度差手動(dòng)確定參數(shù)，并將這些載入到控制單元36?？蓱?yīng)用簡(jiǎn)單的規(guī)則來(lái)估算關(guān)系變量。工程師可應(yīng)用合適的軟件來(lái)輔助確定參數(shù)。在正常使用中和可選地甚至在初始安裝中，參數(shù)或其增加的更新從中央服務(wù)器38 傳出。該通信可以是間歇的；例如采用無(wú)線連接通過(guò)控制單元36啟動(dòng)。但是，優(yōu)選地，在控制器(36)和服務(wù)器(38)之間有一條永久的有線通信連接，由此能夠?qū)崿F(xiàn)這兩者之間的實(shí)時(shí)通信。優(yōu)選地，參數(shù)采用一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的查找表的形式，如上文描述過(guò)的那樣。但是， 它們可以描述或參數(shù)化成一條連續(xù)的曲線或多維表面，或參數(shù)化成某種其他的關(guān)系模型， 例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。盡管在某些實(shí)施方式中，控制單元36本身可以從原始數(shù)據(jù)中產(chǎn)生合適的參數(shù)，在本實(shí)施方式中，初步的數(shù)據(jù)分析是由中央服務(wù)器38完成的。如果中央服務(wù)器38是被設(shè)計(jì)用來(lái)控制幾個(gè)主供應(yīng)站的，這樣可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模的效率。初始訓(xùn)練數(shù)據(jù)一般可在一周或兩周的時(shí)間內(nèi)采集到，但該時(shí)間段也可以更長(zhǎng)，以獲得季節(jié)效應(yīng)或者可以采集幾套不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。流速M(fèi)的測(cè)量值被間歇性地傳輸?shù)街醒朐O(shè)備38。在各自的臨界點(diǎn)沈-34的壓力和氯濃度被記錄在臨界點(diǎn)傳感器單元40-48中。在數(shù)據(jù)采集期之前，臨界點(diǎn)傳感器單元與控制單元36直接地或間接地同步——通過(guò)用中央設(shè)備38的時(shí)鐘對(duì)兩者進(jìn)行同步——以確保兩個(gè)單元有同步的時(shí)鐘。在數(shù)據(jù)采集期之后，臨界點(diǎn)傳感器單元40-48通過(guò)SMS或其他手段向中央服務(wù)器38傳輸壓力/氯濃度數(shù)據(jù)。中央服務(wù)器38分析壓力和氯濃度與不同流速M(fèi)和時(shí)間T之間的關(guān)系，也有可選擇地考慮到其他可能有關(guān)的因素，例如天氣狀況、體育賽程、工廠使用信息等，并通過(guò)回歸或其他任何合適的統(tǒng)計(jì)算法導(dǎo)出參數(shù)數(shù)值，以建立最適合的曲線、最適合的多維表面圖或其他合適的關(guān)系模型，它們可以是分立的或連續(xù)的?？梢詰?yīng)用指導(dǎo)性的學(xué)習(xí)方法；例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 貝葉斯分類器，等等。用這種方法，輸入因素例如體育賽程、天氣、季節(jié)等的相對(duì)重要性不必事前假定，而是可通過(guò)中央服務(wù)器38上的軟件進(jìn)行合適地學(xué)習(xí)和衡量。如果軟件不能確定一種適當(dāng)?shù)年P(guān)系，它將警示操作員，操作員會(huì)質(zhì)疑數(shù)據(jù)，并用手動(dòng)曲線或其他關(guān)系重設(shè)。用輸入變量(流速、時(shí)間、水溫、氣溫，等等)確定的中央服務(wù)器38上的模式化關(guān)系可以是連續(xù)或獨(dú)立的。盡管全面描述連續(xù)的、可能是多維的關(guān)系的參數(shù)可以直接載入到控制單元36中，在本實(shí)施方式中，中央服務(wù)器38產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)化的查找表，在該查找表中，流速、時(shí)間等被分割為大小合適的分立的間隔。該查找表被載入到控制單元36中，用法如上所述。表可以隨著時(shí)間變化增加載入，并且在中央服務(wù)器38修正所述簡(jiǎn)化的查找表以考慮未來(lái)對(duì)小時(shí)或一周內(nèi)的預(yù)報(bào)的氣象形式或?qū)?lái)的體育賽程(如高爾夫比賽)時(shí)，也可對(duì)其進(jìn)行定期更新。從中央設(shè)備38提供至控制單元36的參數(shù)，如果在任何時(shí)間發(fā)生通信中斷，在更新的參數(shù)載入之前，將會(huì)有足夠的參數(shù)在預(yù)期的時(shí)間段內(nèi)如一周中幾天、周末等，對(duì)輸出壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。中央服務(wù)器38可控制幾個(gè)獨(dú)立的自來(lái)水供應(yīng)地區(qū)，每個(gè)自來(lái)水供應(yīng)地區(qū)都有自己的主供應(yīng)站。當(dāng)供水地區(qū)之間存在合適的相似點(diǎn)時(shí)，中央服務(wù)器38優(yōu)選地使用從一個(gè)主供應(yīng)地區(qū)獲得的數(shù)據(jù)來(lái)改進(jìn)其對(duì)于不同的主供應(yīng)區(qū)測(cè)定的參數(shù)準(zhǔn)確度。僅用舉例的方式， 通過(guò)與第一主供應(yīng)區(qū)有關(guān)的記錄數(shù)據(jù)可以確定，日照時(shí)間比一年的月份在確定流速M(fèi)、時(shí)間 T以及處理進(jìn)入主供應(yīng)管道的水所需的氯濃度之間最佳的關(guān)系上具有更重要的作用；這一認(rèn)識(shí)也可應(yīng)用至可能沒(méi)有配備照度計(jì)的第二個(gè)主供應(yīng)區(qū)的參數(shù)優(yōu)化中。通過(guò)這種方法，最優(yōu)化的使用由現(xiàn)有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)組成。在任何特定的主供應(yīng)區(qū)內(nèi)的控制單元36，可以具有暫時(shí)手動(dòng)重設(shè)已存在的關(guān)系的設(shè)備——即，切換已存在的任意的自動(dòng)產(chǎn)生的或手動(dòng)設(shè)置的參數(shù)，成為一套新的暫時(shí)的參數(shù)，并具有恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的能力。與臨界點(diǎn)傳感器單元類似的傳感器單元(未圖示)可選擇地安裝于PRV20、22、M 處。這些傳感器將測(cè)定各個(gè)PRV的輸入和輸出壓力，還可測(cè)定通過(guò)PRV的流速以及其他變量，例如水溫和氣溫；傳感器將這些變量傳輸至中央服務(wù)器38，用作確定向控制器單元36 提供的參數(shù)的進(jìn)一步輸入?？傊景l(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式提供了用于自來(lái)水供應(yīng)站的一種方法、系統(tǒng)和控制器，由此可在多個(gè)由主供應(yīng)站供應(yīng)的分區(qū)計(jì)量地區(qū)保持一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可接受的數(shù)值，同時(shí)可避免不必要資源浪費(fèi)，例如電力或化學(xué)添加劑。
權(quán)利要求
1.一種水處理方法，所述的水是從自來(lái)水供水站供應(yīng)到主供應(yīng)管道的水，主供應(yīng)管道運(yùn)輸水到多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的區(qū)域壓力供水到所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于與該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的水的性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，有一個(gè)區(qū)域臨界值，所述區(qū)域臨界值代表在所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的參數(shù)數(shù)值之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，在所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有一個(gè)指定的臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他點(diǎn)相比，在該臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值被認(rèn)為是可接受的最低限度；其中所述方法包括監(jiān)測(cè)與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的水供應(yīng)特性，以提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；利用所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)，以控制從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理， 從而確保在各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的臨界點(diǎn)能夠維持各自可接受的參數(shù)數(shù)值；以及依據(jù)所述控制數(shù)據(jù)對(duì)供至主供應(yīng)管道的水進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)為水壓，各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)為壓力臨界點(diǎn)，供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理包括控制供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的壓力， 并且所述控制數(shù)據(jù)管理所述水壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述減壓閥中的一個(gè)被指定為臨界減壓閥，并測(cè)定供應(yīng)至臨界減壓閥的水的壓力的最小值，以使各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的臨界點(diǎn)保持各自可接受的壓力，并且控制供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水，從而使供應(yīng)至臨界減壓閥的水的壓力是可以接受的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)為水處理劑的濃度，各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)為處理劑臨界點(diǎn)，水的處理包括控制所述水處理劑向供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中的添加，并且所述控制數(shù)據(jù)管理所述處理劑的添加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述處理劑的添加是在處理廠進(jìn)行的，所述處理廠向自來(lái)水供應(yīng)站的泵水站供應(yīng)處理過(guò)的水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述水處理劑包括以下之中的任意一種或多種染料；增味劑；健康添加劑；以及消毒劑，例如溴、碘、銅離子、銀離子、過(guò)氧化氫或氯。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述區(qū)域臨界值都是同一數(shù)值。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，與各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的水供應(yīng)特性的監(jiān)測(cè)包括以時(shí)間間隔進(jìn)行的間歇性監(jiān)測(cè)；并且所述監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)包括在各臨界點(diǎn)處間歇采樣的參數(shù)數(shù)值。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括測(cè)定代表從主供應(yīng)站進(jìn)入主供應(yīng)管道的水的流速數(shù)據(jù)，以及利用所述流速數(shù)據(jù)建立控制數(shù)據(jù)，從而使供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理進(jìn)一步取決于流速。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理進(jìn)一步取決于以下之中的任意一個(gè)或多個(gè)時(shí)間；一天中的某小時(shí)；一周中的某天；一年中的某月；季節(jié)；當(dāng)前或近期的環(huán)境氣溫；當(dāng)前或近期的水溫；以及當(dāng)前或近期的降雨量。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對(duì)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水進(jìn)行處理，以對(duì)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的壓力和水中的處理劑的濃度兩者進(jìn)行控制。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，在區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在指定的多個(gè)臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的其他點(diǎn)的數(shù)值相比，所述多個(gè)臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值的可接受度被認(rèn)為較低，并對(duì)從主供水站供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理進(jìn)行控制，以確保每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)臨界點(diǎn)能夠保持各自可接受的參數(shù)數(shù)值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)是水中微生物的濃度，各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)的臨界點(diǎn)是微生物臨界點(diǎn)，供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理包括控制所述處理劑向供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水中的添加或控制抗菌處理的應(yīng)用，所述抗菌處理為例如對(duì)水進(jìn)行紫外光、臭氧、伽馬射線、聲波或加熱處理。
14.一種用于水處理的控制器，所述的水是從主供水站供應(yīng)到主供應(yīng)管道的水，所述主供應(yīng)管道運(yùn)輸水到多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各自的減壓閥與主供應(yīng)管道連接起來(lái)，所述減壓閥以各自的區(qū)域壓力供水到所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，其中對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于與該區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中的水的性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，有一個(gè)區(qū)域臨界值，所述區(qū)域臨界值代表在所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)中可接受與不可接受的參數(shù)數(shù)值之間的界限；以及對(duì)于每個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)，在所述區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有一個(gè)指定的臨界點(diǎn)，與同一區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他點(diǎn)相比，在該臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值被認(rèn)為是可接受的最低限度；其中所述控制器包括一種用于從流速傳感器接收流速信號(hào)的流速輸入口，所述流速傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)流入主供應(yīng)管道的水；以及一種裝置，適用于依據(jù)所述流速信號(hào)提供代表流入主供應(yīng)管道的水的流速的數(shù)據(jù)；一種控制輸出口，用于提供控制信號(hào)以調(diào)節(jié)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)代表水的流速和所需的、供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理之間關(guān)系的參數(shù)，以使各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的臨界點(diǎn)保持各自可以接受的參數(shù)數(shù)值；以及處理裝置，被配置為處理(i)代表流速的數(shù)據(jù)和(ii)存儲(chǔ)的參數(shù)，以從控制輸出提供控制信號(hào)，從而依據(jù)流速調(diào)節(jié)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水的處理。
全文摘要
水從自來(lái)水供應(yīng)站(6)供應(yīng)至主供應(yīng)管道(12)，所述主供應(yīng)管道經(jīng)多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)(14，16，18)各自的減壓閥(20，22，24)，以各自的區(qū)域壓力向所述多個(gè)區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)供水。各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)與水的性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)的臨界值，其可能是水壓或水處理劑濃度。各網(wǎng)絡(luò)都有一個(gè)臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值被認(rèn)為是可以接受的最低限度。監(jiān)測(cè)各區(qū)域供水網(wǎng)絡(luò)(14，16，18)的水供應(yīng)特性，并對(duì)供應(yīng)至主供應(yīng)管道的水進(jìn)行處理，以確保各臨界點(diǎn)保持可接受的參數(shù)數(shù)值。水的處理可包括控制一個(gè)或多個(gè)對(duì)供應(yīng)到主供應(yīng)管道(12)中的水加壓的泵的輸出，或者它可包括控制水處理劑的添加。并且，所述水的處理可取決于以下的一個(gè)或多個(gè)因素時(shí)間、每天中的某個(gè)小時(shí)、季節(jié)、環(huán)境氣溫。
文檔編號(hào)C02F1/76GK102341352SQ200980157727
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者安德魯·伯羅斯 申請(qǐng)人:I2O供應(yīng)水有限公司