[发明专利]一种多用户随机供水施肥系统及优化设计方法

权利要求书

1.一种用户随机供水施肥系统，其特征在于，包括：光电互补供电系统、水泵、恒压压力罐、输水管网、调压阀、系统首部和稳流器；光电互补供电系统以太阳能为主要电力来源以网电为补充电源，光电互补供电系统连接水泵，为水泵提供稳定电能；在水泵和输水管网之间设置恒压压力罐，输水管网的支管末端设置调压阀并且在输水管网的毛管首端设置稳流器，恒压压力罐配合调压阀与稳流器为系统提供稳定水压，保证用水单元的压力需求；系统首部连接输水管网，实现灌水与施肥的远程自动控制；

所述光电互补供电系统包括：太阳能光伏电池组、太阳能控制器、高频开关电源、蓄电池、逆变器和负载；太阳能光伏电池组利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电，太阳能控制器根据日照强度及负载的变化不断对蓄电池的工作状态进行切换和调节，保证整个系统工作的连续性和稳定性；

所述恒压压力罐安装形式分为立式或卧式，其内部构造分为水气自然分隔型或隔膜分隔型；

所述恒压压力罐的工作步骤包括：

a.关闭所述恒压压力罐下的闸阀，开动空气压缩机向罐内充气，直到罐内气压达到设计起始压力；

b.接通所述输水管网，启动所述水泵，电磁阀开启，所述恒压压力罐进水，水流进入所述恒压压力罐，罐内水位逐渐上升，达到调压上限时所述水泵关闭，灌溉系统投入运行；

c.随着灌区灌溉系统的开启，所述恒压压力罐内水位压力下降到所述水泵启动水位，所述恒压压力罐内压力也下降到调压下限，此时所述水泵开始运行；当供水大于用水时，所述恒压压力罐内水位上升至泵停止水位，所述恒压压力罐内压力又达到调压的上限，水泵自动关闭，如此反复进行；

d.所述恒压压力罐内的空气由于被水流带走气压降低，罐内的水位将会上升到泵停止水位以上，液位控制继电器动作，启动空压机，压缩所述恒压压力罐中的水，使水位下降至空压机停止水位，液位控制继电器动作，关闭空压机，如此反复，使所述恒压压力罐中水位保持在设计最高和最低水位范围之内；

e.在灌区用水超过设计最大流量或管道发生破裂时，即便所述水泵全速运行，所述恒压压力罐内的水位仍然会从最低水位继续下降，此时水泵自动停机，所述恒压压力罐下的电磁阀随即关闭，防止泄空压力罐；

所述系统首部的数量大于等于1，每个用水接口及所述系统首部均为一个用水单元，用户取水灌溉施肥灵活方便；

所述系统首部包括：量水设备、电磁阀、过滤器和施肥器，通过所述输水管网进入所述系统首部的管道来水经过过滤器进行杂质过滤，并且在经过量水设备时记录过水量；电磁阀和施肥器网络连接手机终端，通过手机控制电磁阀决定来水是否进入灌溉单元，并且通过手机控制施肥器，实现随时控制施肥。

2.一种如权利要求1所述的用户随机供水施肥系统的优化设计方法，其特征在于：在所述输水管网中增加支管以下管道的直径，降低管道损失，减少灌水单元内部的压差，提出管网优化控制模型，实现灌溉输水系统的综合逐级调压。