一种楼宇废水回收发电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种楼宇废水回收发电系统及其控制方法。
背景技术
21世纪高效节能环保理念深入人心,并得到广泛应用,人们在居家生活中,每天都会倒掉很多废水,据不完全统计,一个家庭平均每天会倒掉0.5吨水,一层楼如果按10户家庭计算,1天会消耗5吨水,如果一栋楼有12层,则在一天内此楼浪费的能量大概是11700kj,即等于3.25°电,则一年会浪费1186°电,平均每户浪费大约10°电,全国大约有2亿户城市家庭,那么一年大约会浪费20亿度电,这还是没有包括大城市高楼建筑的情况下,可见这是一笔非常庞大的消耗,如果能够有效的利用好这些可回收资源,对于我们建设资源节约型社会有莫大好处,当然我们也能从中受益。
针对能源浪费这种状况,中国专利文献CN201396202U公开了城市高层建筑居民生活排水装置,由于每户人家排放废水的时间和水量都不同,每层住户排水的水势能不同,如果把所有住户的排水经同一管道排放到发电机发电,那么发电机的发电严重不稳定,能够收集的发电量不多,发电效率较低,不易控制。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术中不同楼层的废水利用同一管道排水、发电不稳定的不足,提供了一种按照楼层不同分开排水、发电稳定的楼宇废水回收发电系统,本发明里外一个目的是提供一种楼宇废水回收发电系统控制方法。
一种楼宇废水回收发电系统,包括用于收集废水的储水箱、引水管、发电机及变压器,所述引水管与储水箱相连接,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机发电,所述发电机与变压器电连接,所述储水箱至少有两个,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,每个储水箱均与引水管连接,所述引水管与储水箱之间设有用于通断的阀门,所述楼宇废水回收发电系统还包括用于控制所述阀门通断的控制器,所述储水箱内还安装有用于实时检测水位高度的水压传感器,所述水压传感器与所述控制器电连接。
进一步地,在所述储水箱外壁上还设有用于储存过量废水的备水箱,所述备水箱上安装有可通断的通水阀,所述储水箱和备水箱之间通过通水阀相连通,所述通水阀与控制器电连接。
进一步地,所述至少两个储水箱间隔均匀的设置在楼宇的不同楼层上。
进一步地,所述楼宇有12层,储水箱有4个:第一水箱、第二水箱、第三水箱及第四水箱,第一水箱设置在第11层,用于收集第11层及12层的废水;第二水箱设置在第8层,用于收集第8层、9层及10层的废水;第二水箱设置在第5层,用于收集第5层、6层及7层的废水;第二水箱设置在第2层,用于收集第2层、3层及4层的废水。
进一步地,所述变压器为多变比变压器,所述多变比变压器的变比个数与储水箱的个数相同,所述多变比变压器与所述控制器相连接,所述控制器控制多变比变压器的变比选择。
进一步地,所述楼宇废水回收发电系统还包括用于储存电能的蓄能装置,所述蓄能装置与变压器电连接。
进一步地,所述在蓄能装置和变压器之间还安装有整流滤波装置。
进一步地,发电机为永磁同步发电机。
一种楼宇废水回收发电系统的控制方法,所述楼宇废水回收发电系统包括至少两个储水箱、引水管、阀门、水压传感器、控制器及发电机,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,所述控制方法包括:通过水压传感器检测储水箱内的水位高度,控制器控制阀门打开,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机发电:
当水压传感器检测到部分储水箱处于满水状态时,控制器先控制满水的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开,之后控制其它储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开;
当水压传感器检测到所有储水箱处于满水状态或者所有储水箱都没有处于满水状态时,控制器控制储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开。
进一步地,在所有或者部分储水箱都处于满水状态时,控制器控制所有满水的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次排出一定量的废水,之后控制所有的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开。
进一步地,所述楼宇废水回收发电系统还包括备水箱和通水阀,所述控制方法还包括:
当有废水需要排入处于满水状态的储水箱时,控制器控制储水箱和备水箱之间的通水阀打开。
进一步地,所述控制方法还包括:在各个储水箱排水的过程中,如果水压传感器检测到某个储水箱处于满水状态时,控制器关闭正在排水的储水箱的阀门并控制该满水的储水箱的阀门打开。
本发明提供了一种楼宇废水回收发电系统,包括储水箱、引水管、发电机、用于所述阀门通断的控制器及变压器,所述引水管与储水箱相连接,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机发电,所述发电机与变压器电连接,所述储水箱至少有两个,每个储水箱上分别设有引水管,所述引水管上还设有用于通断的阀门,所述储水箱内还安装有用于实时检测水位高度的水压传感器,所述水压传感器与所述控制器电连接,将楼层高度不同储水箱中的废水通过阀门的开启分别冲击发电机发电,发电比较稳定,另外提供了一种楼宇废水回收发电系统控制方法,使得楼宇废水的回收利用率提高,控制多个储水箱储水和排水,不同楼层储水箱里的废水分别冲击发电机发电,发电稳定。
附图说明
图1是本发明楼宇废水回收发电系统的一种实施例的结构示意图。
其中:1、发电机;2、变压器;3、阀门;4、控制器;5、第一水箱;6、第二水箱;7、第三水箱;8、第四水箱;9、通水阀;10、备水箱;11、引水管;12、叶轮;13、蓄能装置;14、整流滤波装置。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种楼宇废水回收发电系统,包括储水箱、引水管、发电机1及变压器2,所述引水管与储水箱相连接,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机1发电,所述发电机1与变压器2电连接,所述储水箱至少有两个,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,每个储水箱均与引水管连接,所述引水管与储水箱之间还设有用于通断的阀门3,所述楼宇废水回收发电系统还包括用于所述阀门3通断的控制器4,所述储水箱内还安装有用于实时检测水位高度的水压传感器,所述水压传感器与所述控制器4电连接。
现有技术中,楼宇废水从不同高度的楼层流入同一管道,不同高度所蕴含重力势能不同,使得发电机1的发电严重不稳定,为了克服这种不足,本方案提出,设置至少两个用于储存废水的储水箱,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,所述至少两个储水箱间隔均匀的设置在楼宇的不同楼层上,每个储水箱上都安装用于排水的阀门,发电机1上安装叶轮12,叶轮12用于废水冲击后转动带动发电机1发电,通过控制阀门分别开启,楼层不同的废水分别冲击叶轮12,发电机1的转速不同,因此发电机1所发的电量不同,不同楼层储水箱中的废水分别冲击发电机的叶轮进行发电,发电效率提高,在本实施例中,优选地,所述楼宇有12层,储水箱有四个,所述四个储间隔均匀的设置在楼宇的不同楼层上,沿楼层降低方向依次为第一水箱5、第二水箱6、第三水箱7及第四水箱8,第一水箱设置在第11层,用于收集第11层及12层的废水;第二水箱设置在第8层,用于收集第8层、9层及10层的废水;第二水箱设置在第5层,用于收集第5层、6层及7层的废水;第二水箱设置在第2层,用于收集第2层、3层及4层的废水。
由于不同高度的废水具有不同的能量,冲击叶轮12后发电机1的转速也不同产生不同的三相电压,楼层较高的废水冲击后发电机1的产生的三相电压较大,由于发电机1产生不同的三相电压,需要将发电机1发出的三相电压转换成合适的电压传输出去,所以变压器2为多变比变压器,所述多变比变压器的变比个数与储水箱的个数相同,所述多变比变压器与所述控制器4相连接,所述控制器4控制多变比变压器的变比选择,本实施例中,储水箱有四个,多变比变压器为具有四种变比的四变比变压器。
为了能将发电机1发出的电能储存起来,所述楼宇废水回收发电系统还包括用于储存电能的蓄能装置13,所述蓄能装置13与多变比变压器电连接,经过多变比变压器转换过的电压仍然为三相交流电,为了将三相交流电转换成直流电,所述在蓄能装置13和多变比变压器之间还安装有整流滤波装置14,发电机1发出的三相交流电经过整流滤波装置14转换成直流电储存到蓄能装置13中。
在所述储水箱外壁上还设有用于储存过量废水的备水箱10,所述备水箱10上安装有可通断的通水阀9,所述储水箱和备水箱10之间通过通水阀9相连通,所述通水阀9与控制器4电连接。
为了提高发电机1的发电效率,方便控制,优选地,发电机1为永磁同步发电机。
本发明还提供了一种楼宇废水回收发电系统的控制方法,所述楼宇废水回收发电系统包括至少两个储水箱、引水管、阀门、水压传感器、控制器及发电机,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,所述控制方法包括:通过水压传感器检测储水箱内的水位高度,控制器控制阀门打开,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机发电:
当水压传感器检测到部分储水箱处于满水状态时,控制器先控制满水的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开,之后控制其它储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开;
当水压传感器检测到所有储水箱处于满水状态或者所有储水箱都没有处于满水状态时,控制器控制储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开。
在所有或者部分储水箱都处于满水状态时,控制器控制所有满水的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次排出一定量的废水,之后控制所有的储水箱按照储水箱所在的楼层由高到低的顺序依次控制阀门打开。
所述楼宇废水回收发电系统还包括备水箱和通水阀,所述控制方法还包括:
当有废水需要排入处于满水状态的储水箱时,控制器控制储水箱和备水箱之间的通水阀打开。
所述控制方法还包括:在各个储水箱排水的过程中,如果水压传感器检测到某个储水箱处于满水状态时,控制器关闭正在排水的储水箱的阀门并控制该满水的储水箱的阀门打开。
在本实施例中,控制器控制阀门打开的方法包括以下步骤:
步骤一,通过水压传感器检测储水箱内的水位高度,当每个储水箱的储水高度相同,沿储水箱放置的位置由楼层较高到楼层较低的较低依次排水,所述控制器4通过控制阀门3开启储水箱;
步骤二,当水压传感器检测到储水箱处于满水状态时,控制器4开启满水的储水箱阀门3排水;
步骤三,水压传感器检测储水箱水位高度,当储水箱的实际储水体积均小于储水箱容积的一半时,沿储水箱放置的位置由楼层较高到楼层较低的较低依次排水;
步骤四,水压传感器检测到其他储水箱处于满水状态时,控制器4控制关闭正在排水的储水箱的阀门3并且控制器4开启处于满水状态的储水箱的阀门3;
步骤五,水压传感器检测到多个储水箱处于满水状态时,沿储水箱放置的位置由楼层较高到楼层较低的较低依次排水,楼层较高的储水箱排出一定量水,控制器4关闭其阀门3同时开启下一层储水箱的阀门,沿楼层由高到低,逐个开启储水箱的阀门进行排水;
步骤六,多个储水箱处于满水状态,有废水需要排入储水箱,控制器4开启通水阀9,使得多余废水流入备水箱10,备水箱10中的废水可以反向排入储水箱中,使得排水箱保持满水状态。
本发明提供了一种楼宇废水回收发电系统,包括储水箱、引水管、阀门、发电机1及变压器2,所述引水管与储水箱相连接,废水由储水箱流经引水管后冲击发电机1发电,所述发电机1与变压器2电连接,所述储水箱至少有两个,所述至少两个储水箱分别设置在楼宇的不同楼层上,每个储水箱均与引水管连接,所述引水管与储水箱之间还设有用于通断的阀门3,所述楼宇废水回收发电系统还包括用于所述阀门3通断的控制器4,所述储水箱内还安装有用于实时检测水位高度的水压传感器,所述水压传感器与所述控制器4电连接,将不同楼层储水箱中的废水通过不同的引水管分别用来冲击发电机1发电,发电比较稳定,另外提供了一种楼宇废水回收发电系统控制方法,使得楼宇废水的回收利用率提高,控制多个储水箱储水和排水,控制不同高度储水箱内的废水分别冲击发电机1发电,发电稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。