CN105605830B - 废热水回收热泵系统及热泵系统控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废热水回收热泵系统及其控制方法,热泵系统包括:依次串接的节流阀、冷凝器和压缩机;第一换热模块,包括:第一电子阀、换热器、第二电子阀和储水罐,储水罐设有进水口,用于收集废热水,第一电子阀、换热器、第二电子阀依次串接,换热器安装在储水罐内,第一电子阀的入口串接压缩机的出口,第二电子阀的出口串接节流阀的入口;第二换热模块,包括:依次串接的第三电子阀、蒸发器和第四电子阀,第三电子阀的入口并接第一电子阀的入口,第四电子阀的出口并接第二电子阀的出口;第一测温装置,安装在储水罐内,用于检测储水罐内废热水的温度。本方案将废热水的热量回收利用,从而提高热泵系统的能效比,节省产品的使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域,更具体而言,涉及一种废热水回收热泵系统,及一种用于该废热水回收热泵系统的热泵系统控制方法。
背景技术
冬季的室外气温较低,人们通常利用家用空调从室外低温环境吸取热量,为室内供暖,保证室内的舒适性。但室外换热器在低温下的换热效果较差,而且换热器在0℃左右时易结霜,这些都影响着整个系统能效比。在冬天,生活中需要使用热水,比如洗澡水,厨房用热水等,这些热水在使用过后通常都排到下水道,造成能量的浪费。如果将这些家庭废热水能够回收利用,不仅能够节约家庭成本,而且可以提高热泵系统的能效比。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题至少之一。
为此,本发明的一个目的在于,提供一种废热水回收热泵系统。
本发明的另一个目的在于,提供一种用于上述废热水回收热泵系统的热泵系统控制方法。
为实现上述目的,本发明第一方面的实施例提供了一种废热水回收热泵系统,包括:依次串接的节流阀、冷凝器和压缩机;第一换热模块,包括:第一电子阀、换热器、第二电子阀和储水罐,所述储水罐设有进水口,用于收集废热水,所述第一电子阀、所述换热器、所述第二电子阀依次串接,所述换热器安装在所述储水罐内,所述第一电子阀的入口串接所述压缩机的出口,所述第二电子阀的出口串接所述节流阀的入口;第二换热模块,包括:依次串接的第三电子阀、蒸发器和第四电子阀,所述第三电子阀的入口并接所述第一电子阀的入口,所述第四电子阀的出口并接所述第二电子阀的出口;第一测温装置,安装在所述储水罐内,用于检测储水罐内废热水的温度。
本技术方案提供的废热水回收热泵系统通过第一换热模块中的换热器或第二换热模块中的蒸发器从热源吸取热量,通过安装在室内的冷凝器制热,为室内供暖。具体地,第一换热模块中的储水罐用于收集废热水(包括厨房废水、洗澡水等),储水罐内安装的第一测温装置检测到储水罐中废热水的温度高于预设温度时,第一电子阀和第二电子阀打开,第三电子阀和第四电子阀关闭,使第一换热模块工作,换热器中的制冷剂与废热水进行热交换,将废热水的热能回收利用,从而提高热泵系统的能效比,节约产品的使用成本。第一测温装置检测到储水罐中废热水的温度小于或等于预设温度时,换热器与废热水的换热效果较差,此时第一电子阀和第二电子阀关闭,第三电子阀和第四电子阀打开,使第二换热模块工作,通过安装在室外的蒸发器从室外环境吸取热量,保证在废热水的温度不满足使用要求时,系统也可以进行制热。
其中,预设温度可以是程序中设定的固定值,也可在室外安装室外温度检测装置,检测蒸发器所处室外环境的温度,将检测出的室外环境的温度设置为预设温度。
上述技术方案中,优选地,所述废热水回收热泵系统还包括:气液分离器,所述气液分离器的入口串接所述压缩机的出口,所述气液分离器的出口串接所述第一电子阀的入口和第三电子阀的入口。
压缩机将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出,但压缩机排出的制冷剂中混合有压缩机的润滑油,气液分离器将高温高压的制冷剂气体与压缩机润滑油分离,并将润滑油导回压缩机内,保证压缩机内润滑油的含量,从而保证压缩机的运行效果,降低产品的维护成本。
上述任一技术方案中,优选地,所述储水罐设有出水口,所述出水口连接排水管,所述排水管上安装有第五电子阀;水位检测装置,安装在所述储水罐内,用于检测所述储水罐内废热水的水位高度。
该方案中,储水罐内安装有水位检测装置,当水位检测装置检测到储水罐内废热水的水位高度超出预设高度时,第五电子阀打开,进行排水,以将储水罐内废热水的量控制在额定范围内;当水位检测装置检测到储水罐内废热水的水位高度低于或等于预设高度时,第五电子阀关闭,将废热水储存在储水罐中,以回收利用废热水的热能。
另外,优选地,第五电子阀的开闭不光由水位检测结果决定,同时还由第一测温装置的温度检测结果决定,废热水的水位高度低于或等于预设高度时,比较储水罐内废热水的温度与预设温度的大小,当储水罐内废热水的温度低于或等于预设温度时,第五电子阀打开,排出储水罐内的低温废热水,避免生产生活排放的高温废热水流入储水罐后,与储水罐内低于预设温度的废热水混合导致温度下降的问题发生。当储水罐内废热水的温度高于预设温度时,第五电子阀关闭,将废热水储存在储水罐中,以回收利用废热水的热能。
上述任一技术方案中,优选地,所述进水口连接进水管,所述进水管上安装有第六电子阀。
该方案中,当水位检测装置检测到储水罐内废热水的水位高度低于预设高度时,第六电子阀打开,使生产生活排放的废热水可进入储水罐,回收废热水;当水位检测装置检测到储水罐内废热水的水位高度到达或超过预设高度时,第六电子阀关闭,使生产生活排放的废热水无法进入储水罐,以将储水罐内废热水的量控制在额定范围内。
上述任一技术方案中,优选地,所述废热水回收热泵系统还包括:第二测温装置,安装在所述进水管上,且位于所述第六电子阀的入口前。
该方案中,第六电子阀的开闭不光由储水罐内废热水的水位高度与预设高度的比较结果决定,同时还由进水管中废热水的温度与预设温度的比较结果决定,第二测温装置用于检测进水管中废热水的温度,储水罐内废热水的水位高度低于预设高度时,判断进水管中废热水的温度与预设温度的大小,当第二测温装置检测到生产生活排放的废热水的温度高于预设温度时,第六电子阀打开,使废热水进入储水罐,将其回收利用;当第二测温装置检测到生产生活排放的废热水的温度等于或低于预设温度时,第六电子阀关闭,防止废热水进入储水罐,避免这些低温废热水拉低储水罐中废热水的温度。
上述任一技术方案中,优选地,所述储水罐的外壳由隔热材料制成,或所述外壳表面设有隔热层。
该方案中,对储水罐的外壳进行了隔热处理,提升了储水罐的保温效果,减少热量从储水罐外壳向外界散失,延长管内废热水的保温时间,从而更好的回收利用废热水的热能。
本发明第二方面的实施例提供了一种热泵系统控制方法,用于如上述任一技术方案所述的废热水回收热泵系统,包括:检测所述储水罐内废热水的温度T;判断T是否大于预设温度t;当T>t时,关闭所述第三电子阀和所述第四电子阀,开启所述第一电子阀和所述第二电子阀,使所述第一换热模块工作;当T≤t时,关闭所述第一电子阀和所述第二电子阀,开启所述第三电子阀和所述第四电子阀,使所述第二换热模块工作。
该方案中,先检测到储水罐中废热水的温度T,T高于预设温度t时,第一电子阀和第二电子阀打开,第三电子阀和第四电子阀关闭,使第一换热模块工作,换热器中的制冷剂与废热水进行热交换,将废热水的热能回收利用,从而提高热泵系统的能效比,节约产品的使用成本。储水罐中废热水的温度T小于或等于预设温度t时,换热器与废热水的换热效果较差,此时第一电子阀和第二电子阀关闭,第三电子阀和第四电子阀打开,使第二换热模块工作,通过安装在室外的蒸发器从室外环境吸取热量,保证在废热水的温度不满足使用要求时,系统也可以进行制热。
其中,预设温度t可以是程序中设定的固定值,对蒸发器所处室外环境的温度进行检测,将检测出的室外环境的温度设置为预设温度t。
上述技术方案中,优选地,所述热泵系统控制方法还包括:检测所述储水罐内废热水的高度H;判断H是否大于预设高度h;当H>h时,打开所述储水罐的出水口;当H≤h时,关闭所述储水罐的出水口。
该方案中,储水罐出水口的由储水罐内废热水的水位高度H与预设高度h的比较结果决定,H大于h时,打开出水口,进行排水,以将储水罐内废热水的量控制在额定范围内;H小于或等于h时,关闭出水口,将废热水储存在储水罐中,以回收利用废热水的热能。
上述任一技术方案中,优选地,所述热泵系统控制方法还包括:当H≤h时,判断T是否大于t;当T>t时,关闭所述出水口;当T≤t时,打开所述出水口。
该方案中,储水罐出水口的开闭不光由储水罐内废热水的水位高度H与预设高度h的比较结果决定,同时还由储水罐内废热水的温度T与预设温度t的比较结果决定,H≤h时,判断T是否大于t,当T≤t时,打开出水口,排出储水罐内的低温废热水,避免生产生活排放的高温废热水流入储水罐后,与储水罐内低于预设温度的废热水混合导致温度下降的问题发生;当T>t时,关闭出水口,将废热水储存在储水罐中,以回收利用废热水的热能。
上述任一技术方案中,优选地,判断H是否小于h;当H<h时,打开所述储水罐的进水口;当H≥h时,关闭所述储水罐的进水口。
该方案中,储水罐进水口的开闭由储水罐内废热水的水位高度H与预设高度h的比较结果决定,H<h时,打开进水口,使生产生活排放的废热水可进入储水罐,回收废热水;H≥h时,关闭进水口,使生产生活排放的废热水无法进入储水罐,以将储水罐内废热水的量控制在额定范围内。
上述任一技术方案中,优选地,所述热泵系统控制方法还包括:当H<h时,检测与所述储水罐的进水口连接的进水管内的废热水的温度T1;判断T1是否大于t;当T1>t时,打开所述进水口;当T≤t时,关闭所述进水口。
该方案中,储水罐进水口的开闭不光由储水罐内废热水的水位高度H与预设高度h的比较结果决定,同时还由生产生活排放的废热水的温度T1与预设温度t的比较结果决定,H小于h时,判断T1是否大于t,T1>t时,打开进水口,使废热水进入储水罐,将其回收利用;T1≤t时,关闭进水口,防止废热水进入储水罐,避免这些低温废热水拉低储水罐中废热水的温度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一实施例提供的废热水回收热泵系统的结构示意图;
图2是本发明一实施例提供的热泵系统控制方法的流程图;
图3是本发明一实施例提供的热泵系统控制方法中储水罐出水口控制方法的流程图;
图4是本发明一实施例提供的热泵系统控制方法中储水罐进水口控制方法的流程图。
其中,图1中虚线代表热废水,图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1节流阀,2冷凝器,3压缩机,4第一电子阀,5换热器,6第二电子阀,7储水罐,701进水口,702出水口,8第三电子阀,9蒸发器,10第四电子阀,11第一测温装置,12气液分离器,13水位检测装置,14排水管,15第五电子阀,16进水管,17第六电子阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示,本发明第一方面的实施例提供了一种废热水回收热泵系统,包括:依次串接的节流阀1、冷凝器2和压缩机3;第一换热模块,包括:第一电子阀4、换热器5、第二电子阀6和储水罐7,所述储水罐7设有进水口701,用于收集废热水,所述第一电子阀4、所述换热器5、所述第二电子阀6依次串接,所述换热器5安装在所述储水罐7内,所述第一电子阀4的入口串接所述压缩机3的出口,所述第二电子阀6的出口串接所述节流阀1的入口;第二换热模块,包括:依次串接的第三电子阀8、蒸发器9和第四电子阀10,所述第三电子阀8的入口并接所述第一电子阀4的入口,所述第四电子阀10的出口并接所述第二电子阀6的出口;第一测温装置11,安装在所述储水罐7内,用于检测储水罐7内废热水的温度。
本技术方案提供的废热水回收热泵系统通过第一换热模块中的换热器5或第二换热模块中的蒸发器9从热源吸取热量,通过安装在室内的冷凝器2制热,为室内供暖。具体地,第一换热模块中的储水罐用于收集废热水(包括厨房废水、洗澡水等),储水罐7内安装的第一测温装置11检测到储水罐7中废热水的温度高于预设温度时,第一电子阀4和第二电子阀6打开,第三电子阀8和第四电子阀10关闭,使第一换热模块工作,换热器5中的制冷剂与废热水进行热交换,将废热水的热能回收利用,从而提高热泵系统的能效比,节约产品的使用成本。第一测温装置11检测到储水罐7中废热水的温度小于或等于预设温度时,换热器5与废热水的换热效果较差,此时第一电子阀4和第二电子阀6关闭,第三电子阀8和第四电子阀10打开,使第二换热模块工作,通过安装在室外的蒸发器9从室外环境吸取热量,保证在废热水的温度不满足使用要求时,系统也可以进行制热。
其中,预设温度可以是程序中设定的固定值,也可在室外安装室外温度检测装置(图中未示出),检测蒸发器9所处室外环境的温度,将检测出的室外环境的温度设置为预设温度。
上述技术方案中,优选地,所述废热水回收热泵系统还包括:气液分离器12,所述气液分离器12的入口串接所述压缩机3的出口,所述气液分离器12的出口串接所述第一电子阀4的入口和第三电子阀8的入口。
压缩机3将制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出,但压缩机3排出的制冷剂中混合有压缩机3的润滑油,气液分离器12将高温高压的制冷剂气体与压缩机3润滑油分离,并将润滑油导回压缩机3内,保证压缩机3内润滑油的含量,从而保证压缩机3的运行效果,降低产品的维护成本。
上述任一技术方案中,优选地,所述储水罐7设有出水口702,所述出水口702连接排水管14,所述排水管14上安装有第五电子阀15;水位检测装置13,安装在所述储水罐7内,用于检测所述储水罐7内废热水的水位高度。
该方案中,储水罐7内安装有水位检测装置13,当水位检测装置13检测到储水罐7内废热水的水位高度超出预设高度时,第五电子阀15打开,进行排水,以将储水罐7内废热水的量控制在额定范围内;当水位检测装置13检测到储水罐7内废热水的水位高度低于或等于预设高度时,第五电子阀15关闭,将废热水储存在储水罐7中,以回收利用废热水的热能。
另外,优选地,第五电子阀15的开闭不光由水位检测结果决定,同时还由第一测温装置11的温度检测结果决定,废热水的水位高度低于或等于预设高度时,比较储水罐7内废热水的温度与预设温度的大小,当储水罐7内废热水的温度低于或等于预设温度时,第五电子阀15打开,排出储水罐7内的低温废热水,避免生产生活排放的高温废热水流入储水罐7后,与储水罐7内低于预设温度的废热水混合导致温度下降的问题发生。当储水罐7内废热水的温度高于预设温度时,第五电子阀15关闭,将废热水储存在储水罐7中,以回收利用废热水的热能。
上述任一技术方案中,优选地,所述进水口701连接进水管16,所述进水管16上安装有第六电子阀17。
该方案中,当水位检测装置13检测到储水罐7内废热水的水位高度低于预设高度时,第六电子阀17打开,使生产生活排放的废热水可进入储水罐7,回收废热水;当水位检测装置13检测到储水罐7内废热水的水位高度到达或超过预设高度时,第六电子阀17关闭,使生产生活排放的废热水无法进入储水罐7,以将储水罐7内废热水的量控制在额定范围内。
上述任一技术方案中,优选地,所述废热水回收热泵系统还包括:第二测温装置(图中未示出),安装在所述进水管16上,且位于所述第六电子阀17的入口前。
该方案中,第六电子阀17的开闭不光由储水罐7内废热水的水位高度与预设高度的比较结果决定,同时还由进水管16中废热水的温度与预设温度的比较结果决定,第二测温装置用于检测进水管16中废热水的温度,储水罐7内废热水的水位高度低于预设高度时,判断进水管16中废热水的温度与预设温度的大小,当第二测温装置检测到生产生活排放的废热水的温度高于预设温度时,第六电子阀17打开,使废热水进入储水罐7,将其回收利用;当第二测温装置检测到生产生活排放的废热水的温度等于或低于预设温度时,第六电子阀17关闭,防止废热水进入储水罐7,避免这些低温废热水拉低储水罐7中废热水的温度。
上述任一技术方案中,优选地,所述储水罐7的外壳由隔热材料制成,或所述外壳表面设有隔热层。
该方案中,对储水罐7的外壳进行了隔热处理,提升了储水罐7的保温效果,减少热量从储水罐7外壳向外界散失,延长管内废热水的保温时间,从而更好的回收利用废热水的热能。
如图1和图2所示,本发明第二方面的实施例提供了一种热泵系统控制方法,用于如上述任一技术方案所述的废热水回收热泵系统,包括:步骤202,检测所述储水罐7内废热水的温度T;步骤204,判断T是否大于预设温度t;步骤206,当T>t时,关闭所述第三电子阀8和所述第四电子阀10,开启所述第一电子阀4和所述第二电子阀6,使所述第一换热模块工作;步骤208,当T≤t时,关闭所述第一电子阀4和所述第二电子阀6,开启所述第三电子阀8和所述第四电子阀10,使所述第二换热模块工作。
该方案中,先检测到储水罐7中废热水的温度T,T高于预设温度t时,第一电子阀4和第二电子阀6打开,第三电子阀8和第四电子阀10关闭,使第一换热模块工作,换热器5中的制冷剂与废热水进行热交换,将废热水的热能回收利用,从而提高热泵系统的能效比,节约产品的使用成本。储水罐7中废热水的温度T小于或等于预设温度t时,换热器5与废热水的换热效果较差,此时第一电子阀4和第二电子阀6关闭,第三电子阀8和第四电子阀10打开,使第二换热模块工作,通过安装在室外的蒸发器9从室外环境吸取热量,保证在废热水的温度不满足使用要求时,系统也可以进行制热。
其中,预设温度t可以是程序中设定的固定值,对蒸发器9所处室外环境的温度进行检测,将检测出的室外环境的温度设置为预设温度t。
如图1和图3所示,上述技术方案中,优选地,所述热泵系统控制方法还包括:步骤302,检测所述储水罐7内废热水的高度H;步骤304,判断H是否大于预设高度h;步骤306,当H>h时,打开所述储水罐7的出水口702;步骤308,当H≤h时,判断T是否大于t;步骤310,当T>t时,关闭所述出水口702;步骤306,当T≤t时,打开所述出水口702。
该方案中,H大于h时,打开出水口702,进行排水,以将储水罐7内废热水的量控制在额定范围内;H小于或等于h时,判断T是否大于t,当T≤t时,打开出水口702,排出储水罐7内的低温废热水,避免生产生活排放的高温废热水流入储水罐7后,与储水罐7内低于预设温度的废热水混合导致温度下降的问题发生;当T>t时,关闭出水口702,将废热水储存在储水罐7中,以回收利用废热水的热能。
如图1和图4所示,上述任一技术方案中,优选地,步骤402,判断H是否小于h;步骤404,当H≥h时,关闭所述储水罐7的进水口701;步骤406,当H<h时,检测与所述储水罐7的进水口701连接的进水管16内的废热水的温度T1;步骤408,判断T1是否大于t;步骤410,当T1>t时,打开所述进水口701;步骤404,当T≤t时,关闭所述进水口701。
该方案中,H≥h时,关闭进水口701,使生产生活排放的废热水无法进入储水罐7,以将储水罐7内废热水的量控制在额定范围内。H小于h时,判断T1是否大于t,T1>t时,打开进水口701,使废热水进入储水罐7,将其回收利用;T1≤t时,关闭进水口701,防止废热水进入储水罐7,避免这些低温废热水拉低储水罐7中废热水的温度。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种废热水回收热泵系统,其特征在于,包括:
依次串接的节流阀、冷凝器和压缩机;
第一换热模块,包括:第一电子阀、换热器、第二电子阀和储水罐,所述储水罐设有进水口,用于收集废热水,所述第一电子阀、所述换热器、所述第二电子阀依次串接,所述换热器安装在所述储水罐内,所述第一电子阀的入口串接所述压缩机的出口,所述第二电子阀的出口串接所述节流阀的入口;
第二换热模块,包括:依次串接的第三电子阀、蒸发器和第四电子阀,所述第三电子阀的入口并接所述第一电子阀的入口,所述第四电子阀的出口并接所述第二电子阀的出口;
第一测温装置,安装在所述储水罐内,用于检测储水罐内废热水的温度,所述废热水的温度高于预设温度时,所述第一电子阀和所述第二电子阀打开,所述第三电子阀和所述第四电子阀关闭;
其中,所述预设温度为程序中设定的固定值或室外环境的温度;
水位检测装置,安装在所述储水罐内,用于检测所述储水罐内废热水的水位高度。
2.根据权利要求1所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,还包括:
气液分离器,所述气液分离器的入口串接所述压缩机的出口,所述气液分离器的出口串接所述第一电子阀的入口和第三电子阀的入口。
3.根据权利要求1所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,
所述储水罐设有出水口,所述出水口连接排水管,所述排水管上安装有第五电子阀。
4.根据权利要求1所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,
所述进水口连接进水管,所述进水管上安装有第六电子阀。
5.根据权利要求4所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,还包括:
第二测温装置,安装在所述进水管上,且位于所述第六电子阀的入口前。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,
所述储水罐的外壳由隔热材料制成,或所述外壳表面设有隔热层。
7.一种热泵系统控制方法,用于如权利要求1至6中任一项所述的废热水回收热泵系统,其特征在于,包括:
检测所述储水罐内废热水的温度T;
判断T是否大于预设温度t;
当T>t时,关闭所述第三电子阀和所述第四电子阀,开启所述第一电子阀和所述第二电子阀,使所述第一换热模块工作;
当T≤t时,关闭所述第一电子阀和所述第二电子阀,开启所述第三电子阀和所述第四电子阀,使所述第二换热模块工作;
检测所述储水罐内废热水的高度H;
判断H是否大于预设高度h;
当H>h时,打开所述储水罐的出水口;
当H≤h时,判断T是否大于t;
当T>t时,关闭所述出水口;
当T≤t时,打开所述出水口。
8.根据权利要求7所述的热泵系统控制方法,其特征在于,还包括:
判断H是否小于h;
当H<h时,打开所述储水罐的进水口;
当H≥h时,关闭所述储水罐的进水口。
9.根据权利要求8所述的热泵系统控制方法,其特征在于,还包括:
当H<h时,检测与所述储水罐的进水口连接的进水管内的废热水的温度T1;
判断T1是否大于t;
当T1>t时,打开所述进水口;
当T≤t时,关闭所述进水口。
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