[发明专利]一种节水管路及其设计方法和控制装置

权利要求书

1.一种节水管路的设计方法，其特征在于，包括：

根据当前目标水温以及目标水温与初步水温之间的相关关系，确定当前初步水温；

判断实际水温是否与所述当前初步水温相等；

如果所述实际水温与所述当前初步水温相等，则使水流流出；

如果所述实际水温与所述当前初步水温不相等，则将水流回收，并调节所述实际水温直至所述实际水温与所述当前初步水温相等；

其中，所述目标水温与初步水温之间的相关关系的确定方法，包括：

获取多组相互对应的初步水温以及预设水温，其中所述初步水温均大于对应的所述预设水温，所述预设水温用于预测目标水温；

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温；

对多组所述初步水温以及对应的目标水温进行回归分析和曲线拟合，确定目标水温与初步水温之间的相关关系；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定每一所述初步水温对应的目标水温，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失和焓变；

判断所述热量损失和焓变是否相等；

如果所述热量损失和所述焓变相等，则将所述预设水温确定为对应的目标水温；

如果所述热量损失和所述焓变不相等，则调整所述预设水温，直至所述热量损失和所述焓变相等，并将所述预设水温确定为对应的目标水温；

其中，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数；

根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失；

其中，所述水流在目标管路段中流动时的热量损失相关参数包括：水流在目标管路段中的流速、目标管路段的表面传热系数、目标管路段的直径、目标管路段的长度、目标管路段的管壁温度和定性温度；

所述水流在目标管路段中的流速通过如下公式确定：

其中，u为水流在目标管路段中的流速，d为目标管路段的直径，V为在目标管路段中水流的流量，π为圆周率；

所述目标管路段的表面传热系数通过如下公式确定：

其中，h为目标管路段的表面传热系数，λ为在初步水温下水的导热系数，Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.3，Nu为努谢尔特数，Pr为在初步水温下水的普朗特数，Re为雷诺数，v为在初步水温下水的粘性系数；

所述定性温度通过如下公式确定：

其中，t_m为定性温度，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温。

2.根据权利要求1所述的节水管路的设计方法，其特征在于，所述根据所述热量损失相关参数，确定水流在目标管路段中流动时的热量损失，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的热量损失通过如下公式确定：

其中，Q为水流在目标管路段中流动时的热量损失，t_w为目标管路段的管壁温度；l为目标管路段的长度。

3.根据权利要求1所述的节水管路的设计方法，其特征在于，所述根据每一所述初步水温以及对应的预设水温，确定水流在目标管路段中流动时的焓变，包括：

所述水流在目标管路段中流动时的焓变通过如下公式确定：

ΔH＝m(C_p1t_f1-C_p2t_f2)；

其中，ΔH水流在目标管路段中流动时的焓变，m为在目标管路段中水的质量，t_f1为初步水温，t_f2为预设水温，C_p1为在初步水温下水的比定压热容，C_p2为在预设水温下水的比定压热容。