家用凈水器尾水綜合利用裝置

關靜宇，高曉琳，邱語嫣

（武漢理工大學，湖北 武漢 430070）

隨著我國經濟的快速發展，環境日益惡化，飲用水安全問題受到了人們的日益關注。國外發達國家凈水器的普及率普遍都在70%以上，我國很多家庭都在使用凈水器，呈現增長趨勢。反滲透技術依靠其突出的分離凈化能力和穩定的產水質量，逐漸成為主流。但反滲透凈水器會產生大量的尾水，而這些尾水大多被浪費，且現在凈水器沒有自主加熱功能，造成了不便。凈水器凈化水后產生的尾水不同于其他工業尾水，是自來水經過凈化但是未達到飲用水標準的水，比自來水干凈，所以，完全可被利用在日常生活中。

分體式太陽能中央熱水系統由于具有水量充足、多點供水、節能安全等特性，以及在經濟費用、社會效益等方面具有突出的綜合優勢，是緩解能源危機的一種有效的熱水供應技術，更適合在太陽能建筑一體化項目中應用推廣。

本裝置對凈水器和分體式太陽能板進行了一體化處理，通過凈水器的前三層過濾結構來對熱水器的用水進行簡單處理，通過將反滲透膜產生的尾水通入太陽能熱水器自動補水箱實現對尾水的二次利用，通過將產生的涼純凈水通入熱水端管道與太陽能的用水熱交換來達到加熱純凈水的目的。

1 裝置整體設計

研究內容主要從分體式太陽能熱水器和反滲透凈水器功能整合和擴展來進行，在本項目設計的一體機中，將其分為三大模塊，后側中部的反滲透膜制取純凈水模塊，上部調節太陽能洗澡水與儲存飲用水空間比例的自動上水模塊以及加熱純凈水模塊。

其對凈水器和分體式太陽能板進行一體化處理，通過凈水器的前三層過濾結構來對熱水器的用水進行簡單處理，通過將反滲透膜產生的尾水通入太陽能熱水器自動補水箱實現對尾水的二次利用，通過將產生的涼純凈水通入熱水端管道與太陽能的用水熱交換來達到加熱純凈水的目的，裝置整體圖如圖1所示。

圖1 裝置整體圖

2 純凈水制取及尾水收集模塊

其由凈水器壓力桶、前三層濾芯、反滲透膜濾芯、增壓泵、自動補水箱構成。水經過pp棉濾芯、前置顆粒炭濾芯、壓縮活性炭濾芯一部分到達自動補水箱，一部分通過增壓泵經反滲透膜濾芯獲得純凈水儲存于壓力桶內，而此時產生的尾水流到自動補水箱。

3 自動上水及水位調節模塊

它由可調節隔板、水位傳感器、可調節水箱、自動補水箱構成。

自動上水：水經自動補水箱到達可調節水箱。水支撐可調節隔板上升，到達設定水位傳感器處，進水電磁閥開關關閉停止為其補水。

水位調節：通過模式設定可控制純凈水與洗漱用水的儲存比例，當需要更多的純凈水時，用戶在控制面板設置太陽能用水水箱，通過水位傳感器讓隔板停留在不同的高度以實現不同水位的調節。

4 純凈水加熱及輸送模塊

由凈水器壓力桶、螺旋換熱器、溫度傳感器、電輔助加熱器構成。當需要熱的純凈水時，打開熱水龍頭，壓力桶中的純凈水受到壓力到達螺旋換熱器中與太陽能中的熱水進行換熱，如果溫度達不到所需溫度時，采取電輔助加熱。裝置結構示意圖如圖2所示。

圖2 裝置結構示意圖

5 電路設計

電路設計主要由上水調節電路和純凈水加熱電路組成，用戶通過控制面板設定水箱中太陽能水箱的儲量，信息反饋到水位傳感器，當上水時隔板到達設定水位時電路關閉進水電磁閥停止上水，由此控制純凈水和太陽能水箱的占用比例。在純凈水加熱電路方面，當用戶打開熱純凈水龍頭時，電路開始工作，溫度傳感器測量并反饋水箱內的溫度。如果未達到熱水要求，則開啟電輔助加熱器進行輔助加熱到適宜溫度時，溫度傳感器接收信息并停止電輔助加熱。

6 結束語

通過自主設計的機械結構將分體式太陽能與尾水處理結合起來，可以大大節約尾水，實現對尾水的高效利用，節約水資源，這可以在很大程度上緩解水資源短缺的問題。同時，本裝置的推廣也是在推廣分體式太陽能的綠色建筑理念，順應時代發展趨勢，是一種綠色環保的設計理念和方案。

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