智能節水淋浴系統

蘇尚任

日常用水中，淋浴用水占了很大比例。打開淋浴龍頭時，剛流出來的水通常是涼的，需要放流一會兒。很多人都會讓這一部分涼水白白流失掉。

如何才能讓人們更加節約用水？

一、調研論證

1.調查家用太陽能熱水器淋浴的使用情況。

通過對某小區45戶居民太陽能熱水器使用情況的調查，發現有31戶在淋浴前會讓從太陽能熱水器里流出的涼水白白流走。

2.調查太陽能熱水器流出的涼水總量。

我在家中打開淋浴開關，3分鐘后，水溫開始上升。達到正常淋浴溫度時，收集了約5升水。

目前市場上有很多新型淋浴系統，大多數都在溫度控制和開關等方面做了一些改進，并沒有體現在節水方面。因此，我想設計一個淋浴系統，可以讓涼水回流到熱水器的水箱中，實現節約用水。

二、方案原理

用戶打開熱水器開關后，從太陽能熱水器剛流出的那部分水（導水管中殘存的水）是涼的。我在水流過的管道里安裝一個溫度傳感器，用它檢測水的溫度并反饋給智能溫控開關，智能溫控開關將傳來的溫度值與設定的溫度值進行比較。

如果傳來的溫度值小于設定的溫度值，智能溫控開關控制的電磁閥就會打開，涼水在通過電磁閥后，流到準備好的集水池而不通過淋浴頭。利用水泵可將集水池中回收的水送回熱水器的水箱，加熱之后再次使用 。

遠程智能開關與手機應用軟件進行網絡配置后，就能用手機控制智能溫控儀的通電與斷電，實現遠程操作。

三、制作模型

1.制作木板

木板的高度為180cm，寬度為80cm，為了使木板直立，先制作兩個三角形的木板作為支撐裝置，起到固定作用。

2.電磁閥

電磁閥采用直立式，通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開。斷電時電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。

電磁閥門被固定在木板上，需用電鉆在木板上鉆2個10mm的小孔使鐵絲穿過。為使木板表面整潔，可多鉆1個孔使電線穿過。電磁閥在未通電前的作用是阻止未經檢測的水流走。

3.水泵

智能節水淋浴系統的模型大約有2m高，所以水泵的功率不需要太大。將出水口接到太陽能熱水器的模型上，入水口接在集水池上。水管與水泵的接口處要擰緊，避免漏水。

4.遠程智能開關

下載一款相關的軟件并與手機配置成功后，就能用手機遠程控制智能溫控儀的通、斷電。將遠程智能開關的輸入端接電源，輸出端接在智能溫控儀的輸入端，相當于把遠程智能開關串聯在智能溫控開關與電源的線路中。

5.智能溫控儀

智能溫控儀的輸入端接外部電源，輸出端分別與電磁閥、水泵相連。連接時一定要注意，輸入端的線路和輸出端的線路不能接反。還要注意端口處避免銅絲外露，并用螺絲擰緊。

為了體現節能環保的理念，我將電能水泵進行了重新構思與設計，利用負壓原理，使用人力提升，如圖2所示。

四、未來改進

可將智能節水淋浴系統的集水池改成一個熱水器，或者在里面安裝一個加熱器，當涼水達到一定量時就開始加熱，水溫達到一定值后停止加熱，并切斷電源。這樣當太陽能熱水器的熱水不夠用時，還可以使用集水池里的水。

另外，可加入用水量提醒功能，淋浴時的用水量超過一定值就會發出語音提醒，增強人們的節約用水意識。還可在系統中加入語音模塊，通過語音直接控制遠程智能開關。（指導老師：楊 艷）