CN102603109A - 节能型住宅的水处理及综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能型住宅的水处理及综合利用系统，所述系统包括冷热水循环系统和污水处理系统，所述污水处理系统包括雨水回收系统及污水处理再利用系统，所述雨水回收系统回收的水进入污水处理再利用系统中处理，所述污水处理再利用系统中处理完成后的水进入冷热水循环系统进行工作。本发明将污水处理再利用技术、太阳能光热技术、低谷电加热技术、超导液相变技术及自动化控制技术有机结合，形成住宅的一体化水循环利用系统，可以大幅度降低用水量和能耗。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种节能型住宅的水处理及综合利用系统。
背景技术
每一户住宅都离不开水的利用系统，目前住宅内的水利用系统多是性能单一、相互独立的，不能较好的结合在一起，无法实现水的整体循环再利用。这样导致：1、用水量很大，造成了水资源的浪费；2、用电量很大，造成了能源的浪费。同时设备能源利用的单一性及利用率较低，也造成了大量的能耗及环境的污染。
现在所普及的水利用系统，并没能很好地利用雨水这项宝贵的资源，同时，日常的生活污水也只是直接排入下水管道，并没有进行回收净化处理，这也导致一定程度上的资源浪费和环境污染。尽管涉及到水的回收利用，其净化装置多为直流式，处理后的水无法循环流动，不能保证水的质量。大多数处理系统直接采用电驱动，耗能较大。
对于太阳能热水利用系统，目前多为低温利用，很少涉及中高温利用，笔者的方案采用超导液相变技术，弥补了这一缺陷。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明将雨水回收技术、污水处理再利用技术、太阳能光热技术、低谷电加热技术、超导液相变技术及自动化控制技术有机结合，形成住宅的一体化水循环利用系统，以达到节约能源，降低能耗的目的，提供了一种节能型住宅的水处理及综合利用系统。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种节能型住宅的水处理及综合利用系统，所述系统包括冷热水循环系统和污水处理系统，所述污水处理系统包括雨水回收系统及污水处理再利用系统，所述雨水回收系统回收的水进入污水处理再利用系统中处理，所述污水处理再利用系统中处理完成后的水进入冷热水循环系统进行工作。
上述雨水回收系统包括屋顶、集水槽、管道口，所述集水槽位于屋顶的四周，所述管道口是垂直的，位于集水槽内；所述集水槽为斜坡构造，所述管道口在集水槽斜坡低的一侧。
上述污水处理再利用系统包括雨水收集器、生活污水收集器、调节池、净化装置、净化水储存器、出水管道；所述雨水收集器与管道口相连，所述雨水收集器、生活污水收集器分别依次连接调节池、净化装置、净化水储存器与出水管道。
上述净化装置包括杀菌器、膜过滤器、果壳活性炭，所述杀菌器连接调节池一端；所述果壳活性炭连接净化水储存器一端，所述果壳活性炭与净化水储存器中间设置了水泵；所述膜过滤器位于杀菌器与果壳活性炭之间。
上述果壳活性炭与净化水储存器的两端设置了水局部循环管道，所述水局部循环管道设置水泵。
上述冷热水循环系统包括集热模块、储热模块、用水模块及控制模块。
上述集热模块包括太阳能集热器、膨胀罐，所述太阳能集热器两端分别设置集热器介质输出管与集热器介质回流管，所述集热器介质回流管上设置止回阀，所述集热器介质回流管连接膨胀罐，所述太阳能集热器设置集热器介质温度传感器；
上述储热模块包括保温水箱，保温水箱里设置电加热器与热交换器，所述保温水箱外部设置水箱热水输出管与水箱冷水输入管，所述保温水箱顶部设置安全阀，所述保温水箱内设置三个传感器，分别是水箱水位传感器、水箱上部温度传感器与水箱下部温度传感器，所述热交换器两端分别连接集热器介质输出管与集热器介质回流管，所述集热器介质回流管与热交换器之间设置集热器介质循环泵，所述水箱冷水输入管通过自来水管道与所述污水处理再利用系统的出水管道连接，所述保温水箱底部设置用于控制水箱冷水输入管给水的水箱给水电动阀；
上述用水模块包括花洒、水龙头、地暖管道、暖气回水泵，所述水箱热水输出管分别连接花洒、水龙头与地暖管道，所述地暖管道通过暖气回水泵与所述保温水箱的水箱冷水输入管相连接，所述水龙头通过自来水管道与所述污水处理再利用系统的出水管道连接；
上述控制模块为中央控制器；所述中央控制器分别与集热器介质温度传感器、集热器介质循环泵、水箱水位传感器、水箱上部温度传感器、水箱下部温度传感器、水箱给水电动阀及暖气回水泵连接控制。
作为优选方案，上述地暖管道为双层管道构造，采用紫铜材料，内管为热水，外管为溴化锂超导液。
作为优选方案，上述的保温水箱内部采用搪瓷内胆，保温层为聚氨酯整体发泡而成。
本发明与现有技术相比有益的效果是：本发明将污水处理再利用技术、太阳能光热技术、低谷电加热技术、超导液相变技术及自动化控制技术有机结合，形成住宅的一体化水循环利用系统，可以大幅度降低用水量和能耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中雨水回收系统的结构示意图；
图3为图1中污水处理再利用系统的结构示意图；
图4为图1中冷热水循环系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种节能型住宅的水处理及综合利用系统，系统包括冷热水循环系统3和污水处理系统，污水处理系统包括雨水回收系统1及污水处理再利用系统2，雨水回收系统1回收的水进入污水处理再利用系统2中处理，污水处理再利用系统2中处理完成后的水进入冷热水循环系统3进行工作。
如图2所示，雨水回收系统1包括屋顶4、集水槽5、管道口6，集水槽5位于屋顶4的四周，管道口6是垂直的，位于集水槽5内；集水槽5为斜坡构造，管道口6在集水槽5斜坡低的一侧。
如图3所示，污水处理再利用系统2包括雨水收集器7、生活污水收集器8、调节池9、净化装置、净化水储存器13、出水管道16；雨水收集器7与管道口6相连，雨水收集器7、生活污水收集器8分别依次连接调节池9、净化装置、净化水储存器13与出水管道16。净化装置包括杀菌器10、膜过滤器11、果壳活性炭12，杀菌器10连接调节池9一端；果壳活性炭12连接净化水储存器13一端，果壳活性炭12与净化水储存器13中间设置了水泵14；膜过滤器11位于杀菌器10与果壳活性炭12之间，净化装置中的杀菌器10主要由磁化器和电解装置构成，它有以下作用：灭藻、电絮凝、杀菌；膜过滤器11主要是用于筛除一般固体悬浮物；果壳活性炭12用于水的脱色、除臭、去油等；经过净化处理的水存储在净化水存储器13里。
为解决净化水长时间放置会产生变质发臭的问题，作为优化方案，果壳活性炭12与净化水储存器13的两端设置了水局部循环管道15，水局部循环管道15设置水泵14，即将变质水直接引入活性炭进行处理，既能达到除臭效果又可以节省能源。
如图4所示，冷热水循环系统包括集热模块、储热模块、用水模块及控制模块。
集热模块包括太阳能集热器17、膨胀罐23，太阳能集热器17两端分别设置集热器介质输出管18与集热器介质回流管19，集热器介质回流管19上设置止回阀20，集热器介质回流管19连接膨胀罐23，太阳能集热器17设置集热器介质温度传感器22；
储热模块包括保温水箱27，保温水箱27里设置电加热器32与热交换器33，保温水箱外27部设置水箱热水输出管24与水箱冷水输入管25，保温水箱27顶部设置安全阀13，保温水箱27内设置三个传感器，分别是水箱水位传感器29、水箱上部温度传感器30与水箱下部温度传感器31，热交换器33两端分别连接集热器介质输出管18与集热器介质回流管19，集热器介质回流管19与热交换器33之间设置集热器介质循环泵21，水箱冷水输入管25通过自来水管道38与污水处理再利用系统2的出水管道16连接，保温水箱27底部设置用于控制水箱冷水输入管25给水的水箱给水电动阀34；
用水模块包括花洒37、水龙头36、地暖管道35、暖气回水泵26，水箱热水输出管24分别连接花洒37、水龙头36与地暖管道35，地暖管道35通过暖气回水泵26与保温水箱27的水箱冷水输入管25相连接，水龙头36通过自来水管道38与污水处理再利用系统2的出水管道16连接；
控制模块为中央控制器39；中央控制器39分别与集热器介质温度传感器22、集热器介质循环泵21、水箱水位传感器29、水箱上部温度传感器30、水箱下部温度传感器31、水箱给水电动阀34及暖气回水泵26连接控制。终端位于中央控制器39上的探头分别将太阳能集热器17的高温介质温度T1和水箱上部水温T2、下部水温T3反馈到中央控制器39中，当T1高于设定水温时中央控制器39启动集热器介质循环泵21，介质开始与保温水箱27中的冷水换热；当T2与T3的差值小于设定值时，集热器介质循环泵21停止工作；当水箱水位传感器29测得水位达到设定值时，中央控制器39将关闭水箱进水口；当室内温度较低需要地暖管道35供暖时，中央控制器39将启动暖气回水泵26；当处于晚上九点到早上七点时间段内（谷电时间段）并且保温水箱27内的水温较低时，中央控制器39将启动电加热器32辅助加热来提高水温。
作为优选方案，地暖管道35为双层管道构造，采用紫铜材料，内管为热水，外管为溴化锂超导液，内管的热水在暖气回水泵26的驱动下循环流动，水温的升与降交替进行，外管中的溴化锂超导液经内管的热水激活后发生相变，释放大量的热量，为室内供暖，由于超导液的激活温度达到30—40摄氏度即可，故可以节约大量热水。
作为优选方案，保温水箱27内部采用搪瓷内胆，保温层为聚氨酯整体发泡而成，有效提高保温水箱的保温效果，安全阀28当保温水箱27内压力大于设定值时自动泄压，避免因箱内气压过大造成的危险。
本发明将污水处理再利用技术、太阳能光热技术、低谷电加热技术、超导液相变技术及自动化控制技术有机结合，形成住宅的一体化水循环利用系统，可以大幅度降低用水量和能耗。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于：所述系统包括冷热水循环系统和污水处理系统，所述污水处理系统包括雨水回收系统及污水处理再利用系统，所述雨水回收系统回收的水进入污水处理再利用系统中处理，所述污水处理再利用系统中处理完成后的水进入冷热水循环系统进行工作。
2.根据权利要求1所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述雨水回收系统包括屋顶、集水槽、管道口，所述集水槽位于屋顶的四周，所述管道口是垂直的，位于集水槽内；所述集水槽为斜坡构造，所述管道口在集水槽斜坡低的一侧。
3.根据权利要求1，2任一权利要求所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述污水处理再利用系统包括雨水收集器、生活污水收集器、调节池、净化装置、净化水储存器、出水管道；所述雨水收集器与管道口相连，所述雨水收集器、生活污水收集器分别依次连接调节池、净化装置、净化水储存器与出水管道。
4.根据权利要求3所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述净化装置包括杀菌器、膜过滤器、果壳活性炭，所述杀菌器连接调节池一端；所述果壳活性炭连接净化水储存器一端，所述果壳活性炭与净化水储存器中间设置了水泵；所述膜过滤器位于杀菌器与果壳活性炭之间。
5.根据权利要求3，4任一权利要求所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述果壳活性炭与净化水储存器的两端设置了水局部循环管道，所述水局部循环管道设置水泵。
6.根据权利要求1所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述冷热水循环系统包括集热模块、储热模块、用水模块及控制模块。
7.根据权利要求3，6任一权利要求所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于：
所述集热模块包括太阳能集热器、膨胀罐，所述太阳能集热器两端分别设置集热器介质输出管与集热器介质回流管，所述集热器介质回流管上设置止回阀，所述集热器介质回流管连接膨胀罐，所述太阳能集热器设置集热器介质温度传感器；
所述储热模块包括保温水箱，保温水箱里设置电加热器与热交换器，所述保温水箱外部设置水箱热水输出管与水箱冷水输入管，所述保温水箱顶部设置安全阀，所述保温水箱内设置三个传感器，分别是水箱水位传感器、水箱上部温度传感器与水箱下部温度传感器，所述热交换器两端分别连接集热器介质输出管与集热器介质回流管，所述集热器介质回流管与热交换器之间设置集热器介质循环泵，所述水箱冷水输入管通过自来水管道与所述污水处理再利用系统的出水管道连接，所述保温水箱底部设置用于控制水箱冷水输入管给水的水箱给水电动阀；
所述用水模块包括花洒、水龙头、地暖管道、暖气回水泵，所述水箱热水输出管分别连接花洒、水龙头与地暖管道，所述地暖管道通过暖气回水泵与所述保温水箱的水箱冷水输入管相连接，所述水龙头通过自来水管道与所述污水处理再利用系统的出水管道连接；
所述控制模块为中央控制器；所述中央控制器分别与集热器介质温度传感器、集热器介质循环泵、水箱水位传感器、水箱上部温度传感器、水箱下部温度传感器、水箱给水电动阀及暖气回水泵连接控制。
8.根据权利要求7所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述地暖管道为双层管道构造，采用紫铜材料，内管为热水，外管为溴化锂超导液。
9.根据权利要求7所述的节能型住宅的水处理及综合利用系统，其特征在于所述的保温水箱内部采用搪瓷内胆，保温层为聚氨酯整体发泡而成。
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