一种户内水循环利用系统

1.本实用新型涉及一种户内水循环利用系统，属于户内污水处理及利用的技术领域。


背景技术：

2.随着社会经济的发展和人们生活品质的提升，家庭内的用水设备也越来越多，对于各用水设备，各家庭中基本都是使用干净的自来水。但是分析现有设备可知，家庭用水设备的用水来源可以大致分为两种：一种是需要利用清洁的水资源进行工作，比如淋浴用水、洗碗机的洗碗用水等；另一种是对水资源的要求并不高，例如冲水马桶的用水等。因此，有必要设计能将淋浴废水、生活废水导入冲水马桶等对水质要求不高的用水设备的水循环利用系统。
3.虽然现有技术也存在各种节水设备，但是其大多只考虑将已排废水进行收集，并不涉及从源头上考虑节水，比如当淋浴来水达不到洗浴适宜温度时，在日常生活中直接流入下水系统的这部分水造成源头上的清洁水资源浪费。
4.由此，如何实现多角度进行水资源的利用是需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有户内废水处理利用技术的不足，本实用新型提供了一种户内水循环利用系统，构建了清水利用系统、废水利用系统，从而实现了从多个不同的角度对水资源进行循环利用，并进一步地，在废水利用系统中考虑了过滤、消毒等。
6.本实用新型的技术方案是：一种户内水循环利用系统，包括热水器1、清水箱7、集水箱11、废水箱18、马桶30和中央控制箱31，所述热水器1通过二位三通电磁阀ⅰ4分别与清水箱7的第一进水端、淋浴龙头5的进水管连通；热水器1与二位三通电磁阀ⅰ4进水口连通的输水管ⅰ2上设有与中央控制箱31连接的温度传感器3；集水箱11上端设有两个输入端，第一输入端为废水进水管10，第二输入端为可拆卸滤水盖板12；集水箱11输出端通过水泵进水管15连通废水提升泵16的进口，废水提升泵16的出口通过输水管ⅲ17连通废水箱18的进水端；废水箱18安装有余水排水管24、废水出水管27，余水排水管24通过二位二通电磁阀25连通排水管26，废水出水管27连接二位三通电磁阀ⅱ28的一个进水口，二位三通电磁阀ⅱ28的另一个进水口连接市政用进水管9，二位三通电磁阀ⅱ28的出水口通过输水管ⅳ29连通马桶30的进水管。
7.所述清水箱7设有第二进水端连通市政用进水管9，清水箱7还设有出水端用于连通外部供水管。
8.所述集水箱11上部安装初次过滤板13，且初次过滤板13位于废水进水管10、可拆卸滤水盖板12下方。
9.所述初次过滤板13的下部安装第一超声波水位传感器14，第一超声波水位传感器14与中央控制箱31连接。
10.所述废水箱18的顶部安装紫外线灯19；所述废水箱18的上部安装二次过滤板20、溢流孔，且二次过滤板20位于废水箱18的进水端与溢流孔之间。
11.所述二次过滤板20的下部安装第二超声波水位传感器22，第二超声波水位传感器22与中央控制箱31连接。
12.本实用新型的有益效果是：
13.一、从多个不同的角度对水资源进行循环利用。本系统通过构建清水利用系统，能用于收集淋浴前不符合设置温度的洁净水资源；通过构建废水利用系统，可以用于收集厨余、淋浴废水等。
14.二、废水净化程度高。系统设两处过滤板，用于粗过滤与细过滤，保证马桶用水无过多废物残留。同时使用紫外线灯对废水进行杀菌消毒，保证储存的废水不会滋生过多细菌，改善居住环境。集水箱与废水箱底部剖面形状采用v形设计，保证废水中的沉淀物与其他残渣能聚集一处并顺利排出，使水箱内保持清洁，并方便冲刷清洗。
15.三、智能化、自动化、集成度高。该系统以单片机为控制中心，在用水过程中可根据个体的要求差异，使用不同参数达到各自的使用要求，并实现整个设备的有序运作，实现了智能户内水循环。相比传统手动节水器具更加智能自动。
16.四、空间利用率优。相比传统节水设备直接外置，本系统可以采用在卫生间等非承重墙体中设置蓄水体的方式，既解决了循环水储存空间的问题，又有效地降低了对住房空间的占用，提高空间利用率，同时可作为备用水源供应急使用。需要说明的是，本系统根据需要也可以采用外置蓄水体的方式。
17.五、节水效率高，社会效益大。本实用新型以清水箱、废水箱为控制节点，引入本产口后可将节水型马桶11.13％的节水效率提高到44.54％，相对于节水马桶节水率提高300％。当产品普及率达到30％时，每年节水81.36亿m3，可为节约全国生活用水9.426％。随着产品普及率的提高，其节水效果逐步提升，系统具有较好的社会效益。
18.六、配度高、模块化设计、经济。市面上的节水型马桶和其他家居不需要进行改装或者微改装就可接入系统；由于产品采用模块化设计，且没有复杂的零件和结构，可以和市面上主流家居设备高度适配，经济性高。
附图说明
19.图1是本实用新型系统结构示意图；
20.图2是本实用新型系统工作流程图；
21.图3是本实用新型中央控制箱处理流程图；
22.图中各标号为：1-热水器、2-输水管ⅰ、3-温度传感器、4-二位三通电磁阀ⅰ、5-淋浴龙头、6-输水管ⅱ、7-清水箱、8-龙头、9-市政用进水管、10-废水进水管、11-集水箱、12-可拆卸滤水盖板、13-初次过滤板、14-第一超声波水位传感器、15-水泵进水管、16-废水提升泵、17-输水管ⅲ、18-废水箱、19-紫外线灯、20-二次过滤板、21-滤板固定架、22-第二超声波水位传感器、23-溢流管、24-余水排水管、25-二位二通电磁阀、26-排水管、27-废水出水管、28-二位三通电磁阀ⅱ、29-输水管ⅳ、30-马桶、31-中央控制箱。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对实用新型做进一步的说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
24.实施例1：如图1-3所示，一种户内水循环利用系统，包括热水器1、清水箱7、集水箱11、废水箱18、马桶30和中央控制箱31，所述热水器1通过二位三通电磁阀ⅰ4分别与清水箱7的第一进水端、淋浴龙头5的进水管连通；热水器1与二位三通电磁阀ⅰ4进水口连通的输水管ⅰ2上设有与中央控制箱31连接的温度传感器3；集水箱11上端设有两个输入端，第一输入端为废水进水管10，第二输入端为可拆卸滤水盖板12；集水箱11输出端通过水泵进水管15连通废水提升泵16的进口，废水提升泵16的出口通过输水管ⅲ17连通废水箱18的进水端；废水箱18安装有余水排水管24、废水出水管27，余水排水管24通过二位二通电磁阀25连通排水管26，废水出水管27连接二位三通电磁阀ⅱ28的一个进水口，二位三通电磁阀ⅱ28的另一个进水口连接市政用进水管9，二位三通电磁阀ⅱ28的出水口通过输水管ⅳ29连通马桶30的进水管。
25.进一步地，所述清水箱7设有第二进水端连通市政用进水管9，清水箱7还设有出水端用于连通外部供水管，通过龙头8用于日常生活取水。
26.进一步地，所述集水箱11上部安装初次过滤板13，且初次过滤板13位于废水进水管10、可拆卸滤水盖板12下方。
27.进一步地，所述初次过滤板13的下部安装第一超声波水位传感器14，第一超声波水位传感器14与中央控制箱31连接。
28.进一步地，所述废水箱18的顶部安装紫外线灯19；所述废水箱18的上部安装二次过滤板20、溢流孔，且二次过滤板20位于废水箱18的进水端与溢流孔之间。
29.进一步地，所述二次过滤板20的下部安装第二超声波水位传感器22，第二超声波水位传感器22与中央控制箱31连接。
30.具体而言，如图1所示，所述热水器1出水端与二位三通电磁阀ⅰ4进水端连通的输水管ⅰ2上设有温度传感器3，所述二位三通电磁阀ⅰ(一进二出)4的一个出水口通过输水管ⅱ6连通清水箱7第一进水端，所述二位三通电磁阀ⅰ(一进二出)4的另一个出水口连接淋浴龙头5的进水管，所述清水箱7的第二进水端连通市政用进水管9，所述清水箱7的底端设有出水端用于连通外部供水管，通过龙头8用于日常生活取水。所述集水箱11的上部一侧边连通厨房废水进水管10，所述集水箱11的的顶端安装可拆卸滤水盖板12，所述可拆卸滤水盖板12表面布有长孔，所述集水箱11的上部安装初次过滤板13，所述初次过滤板13下部安装第一超声波水位传感器14，所述集水箱11的底面剖面形状设计为v字形，所述废水提升泵16为专用家庭废水提升泵；所述集水箱11的底端通过水泵进水管15连通废水提升泵16的进口，所述废水提升泵16的出口通过输水管ⅲ17连通废水箱18。所述废水箱18的顶部安装紫外线灯19，所述废水箱18的上部安装二次过滤板20，所述二次过滤板20通过滤板固定架21固定，所述二次过滤板20的下部安装第二超声波水位传感器22，所述废水箱18的顶部设溢流孔连接溢流管23，所述溢流管23连通房屋下水管道，所述废水箱18的底面剖面形状设计为v字形，所述废水箱18的底部一侧安装有余水排水管24，所述余水排水管24通过二位二通电磁阀25连通排水管26，所述排水管26连通房屋下水管道；所述废水箱18的底部另一侧安装有废水出水管27，所述废水出水管27连接二位三通电磁阀ⅱ(二进一出)28的一个进水
口，所述二位三通电磁阀ⅱ(二进一出)28的另一个进水口连接市政用进水管9，所述二位三通电磁阀ⅱ(二进一出)28的出水口通过输水管ⅳ29连通所述马桶30的进水管。本系统以清水箱7和废水箱18为控制节点，形成以清水箱7为户内供水中心，以废水箱18为废水收集存储中心的户内水循环利用网络，如图2所示。本实用新型主要用于沐浴废水与生活废水的回收利用，当淋浴来水达不到洗浴适宜温度(如40℃)时，在日常生活中直接流入下水系统的这部分水，将通过管道系统收集于清水箱7，平时，清水箱7也可以引入市政用水，作为生活应急用水蓄水体，形成清水利用系统；当淋浴来水达到洗浴用水设定温度后，洗浴后的废水汇入集水箱11，生活废水也通过厨房废水进水管10汇入集水箱11，经过滤装置，由废水提升泵16通过输水管ⅲ17泵入并蓄积在废水箱18，用于马桶30日常冲水使用，形成废水利用系统。如可以设计所述清水箱7体积为200l，所述废水箱18体积为350l。
31.上述中，所述温度传感器3、第一超声波水位传感器14和第二超声波水位传感器22通过电路连接中央控制箱31，所述中央控制箱31通过电路连接二位三通电磁阀ⅰ(一进二出)4、废水提升泵16、二位二通电磁阀25和二位三通电磁阀ⅱ(二进一出)28。参照图3，给出可选的控制过程如下：本实用新型装置所有控制流程均由单片机技术实现，本控制系统中共分三个控制子系统，分别用于控制各个电磁阀与废水提升泵的开关。温度控制系统通过接收温度传感器3的输入信号，根据判断式判断淋浴出水水温是否达到预设温度，输出信号控制二位三通电磁阀ⅰ4的过水通道。水位控制系统1通过接收第一超声波水位传感器14输入的水位信号，根据表达式判断废水集水箱内水位是否达到预设水位h1，输出信号控制废水提升泵16的开关，从而避免水泵空转损伤内部机械，也通过自动调节减少了水泵耗电量。水位控制系统2通过接收第二超声波水位传感器22输入的水位信号，根据表达式判断废水集水箱内水位是否达到预设水位h2与h3，输出信号控制二位二通电磁阀25的开关与二位三通电磁阀ⅱ28的过水通道。
32.基于本技术的结构，具备如下功能：
33.一、淋浴废水汇入清水箱7或废水箱18。淋浴出水由热水器1输出，经输水管ⅰ2连通二位三通电磁阀ⅰ4，所述输水管ⅰ2的底端内部安装温度传感器3作为二位三通电磁阀ⅰ4的启闭条件，实现预热水与淋浴废水的分流。当水温低于洗澡用水温度时，预热水收集至清水箱7，当水温达到洗澡温度时，淋浴后的废水收集至卫生间地板上的集水箱11。所述清水箱7顶端接通市政用进水管9引入自来水，同时收集淋浴预热清水，可作为户内紧急状况时的备用水源，可储存一日家庭用水，箱内保持蓄满状态，所述清水箱7底端接通龙头8，用于日常生活取水。
34.二、生活废水汇集至废水箱18。淋浴废水与洗衣废水直接流入安装于地面下的集水箱11，厨卫用水所产生的废水通过厨房废水进水管10汇集至集水箱11。所述集水箱11上的顶端安装可拆卸滤水盖板12，所述可拆卸滤水盖板12表面布有长孔，用于代替原有地面并能畅通过水。所述集水箱11的上部安装初次过滤板13，用于初次过滤，将大颗粒杂质和污物初步过滤。所述集水箱11的上部安装第一超声波水位传感器14，进行水位信号的采集，信号发送至中央控制箱31，所述中央控制箱31根据水位信号判断并控制废水提升泵16。集水箱11预设水位h1作为废水提升泵16运行最低水位，当水位高于预设水位h1时，废水提升泵16运行，当水位低于预设水位h1时，废水提升泵16关闭防止烧坏，实现自动控制。所述废水提升泵16采用专用家庭废水提升泵，具有节能效果显著、低噪音、减少缠绕、不易堵塞和自
动控制等特点。所述集水箱(11)的底面剖面形状设计为v字形，保证废水中的沉淀物与其他残渣能聚集一处并顺利排出。
35.三、废水通过废水提升泵16提升至废水箱18处理。废水提升泵16将初次过滤水通过输水管ⅲ17输送至废水箱18，所述废水箱18顶部内装紫外线灯，用于废水的消毒，防止细菌大量滋生，提高水质，所述废水箱18上部设置二次过滤板20，过滤后的废水自然落入废水箱18内储存，所述废水箱18顶部设置第二超声波水位传感器22，所述废水箱18的底端左侧安装有余水排水管24，所述余水排水管24通过二位二通电磁阀25连通排水管26，所述排水管26连通房屋下水管道。所述第二超声波水位传感器22进行废水箱18中水位信号的采集，信号发送至中央控制箱31，所述中央控制箱31根据水位信号判断并控制二位二通电磁阀25，当水位超过预设高水位h2时，二位二通电磁阀25打开，排出多余的废水，防止废水满溢回流，并能将底部杂质及时排出，当水位低于预设高水位h2时，二位二通电磁阀25关闭，继续蓄水。所述废水箱18顶部外侧通过溢流管23连通房屋下水管道，用于防止废水箱18内满溢回流，并可排出废水上部油脂类不溶于水的物质。所述废水箱18上部设置为活动顶盖，可自由开关，可用于定期投放硫酸铝净水剂，起絮凝作用，沉淀水中杂质从而方便排出。所述废水箱18底部设计为v字形，用于集中沉淀杂质与污物。所述初次过滤板13与二次过滤板20均为可拆卸结构，可定期取出清洗，提高滤板使用寿命与过滤效率。
36.四、马桶30用水。马桶30供水包括市政用进水管9供水和废水箱18供水。所述第二超声波水位传感器22进行废水箱18水位信号的采集，信号发送至中央控制箱31，所述中央控制箱31根据水位信号判断并控制二位三通电磁阀ⅱ28，当水位超过预设低水位h3时，打开二位三通电磁阀ⅱ28的废水出水管27与输水管ⅳ29的连接通道，即用净化后的废水用于马桶30用水，当水位低于预设低水位h3时，打开二位三通电磁阀(二进一出)ⅱ28的市政用进水管9与输水管ⅳ29的连接通道，即用市政进水用于马桶30用水。低水位h3保证废水箱内水压力，使净化后的废水顺畅流入马桶30。由于现代马桶冲水水箱内设进水阀，可自动控制进水，保证其不会满溢，因此不再外设阀门控制马桶冲水水箱的进水量。
37.再进一步地，给出如下：
38.国标gb 6952-2005规定：普通型马桶用水量≤8升，节水型马桶用水量≤6升；现实生活中马桶大部分为节水型马桶。假设每个人每天排尿次数为4—6次，排便次数为1—3次，则一个正常人每天上厕所次数≤9次，由于上厕所次数离散过大，因此乘安全系数1.2，因此一个三口之家每天冲厕用水为：
39.普通型马桶一天最多用水：(4*6+3*8)*1.2*3＝172.8l；
40.节水型马桶一天最多用水：(3*6+3*6)*1.2*3＝129.6l；
41.通过查阅资料得每人每次沐浴用水约为：v
个人
＝60l；考虑不同人群的用水需求和节水意识的差异，乘系数1.2。一家三口每天沐浴用水：60*3*1.2＝216l。
42.节水型马桶加沐浴一天用水：129.6+216＝345.6l；
43.普通型马桶加沐浴一天用水：172.8+216＝388.8l；
44.因此节水型马桶相对于普通型马桶一天节水：388.8-345.6＝43.2l。
45.本产品相对于普通型马桶一天节水：388.8-216＝172.8l。本次参与计算考虑的是采用本技术的结构后，马桶(30)全部采用废水箱18的水。
46.因此本产品较节水型马桶节水效率提高：(172.8-43.2)/43.2*100％＝300％。
47.由上述可知在三口之家中本产品相对于普通型马桶一天节水172.8l，则一个家庭每年节水量为：(172.8*365)/1000＝63.072m^3。
48.根据《2019年胡润财富报告》可以算出中国家庭数量为4.3亿个。如果产品的普及率达到1％，则全国每年节水：63.072*4.3*108*1％＝2.712亿m3。
49.根据水利部发布的2020年度《中国水资源公报》可知，2020年国内生活用水量为863.1亿m3，当产品普及率达到1％时，可为全国节约生活用水0.314％，而当产品普及率达到30％时，每年可节水81.36亿m3，可为节约全国生活用水9.426％。随着产品普及率的提高，其节水效果会逐步提升，因此本产品具有较好的社会效益。
50.需要说明的是，在本技术中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
51.上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。