CN106013324B - 一种雨水收集与利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雨水收集与利用装置，在房屋上设置有雨水槽，雨水槽的一端通过扭杆弹簧与转板相连接，转板的下方吊有蓄水槽，当扭杆弹簧处于自然状态时，转板的另一端与污水管的进口相贴合；在污水管的下方设置有雨水收集管，当扭杆弹簧被压紧时，转板的另一端可以与雨水收集管相贴合；在房屋下方设置有雨水存储池，雨水收集管连接入雨水存储池；在房屋内设置有热泵热水器，在热泵热水器当中设置有冷凝器，冷凝器的一端通过压缩机、蒸发器和膨胀阀再连接至冷凝器另一端，蒸发器设置在雨水存储池中；房屋内的排水管出口处连接有换热器，换热器位于雨水存储池中。本发明提供的雨水利用装置，可以利用雨水中的热量供给房屋内加热使用，其能耗低。

Description

一种雨水收集与利用装置

技术领域

本发明涉及一种雨水收集与利用装置，属于水利设备技术领域。

背景技术

据统计，全国600多座城市中，有近400座城市缺水或严重缺水。特别在一些大型、超大型城市，水资源供求矛盾更加尖锐，直接影响到人们的生活、生产和社会发展。水资源短缺已经成为影响和制约我国经济社会可持续发展的重要因素之一。随着我国城镇化的高速发展，将对水资源和水环境造成更大的压力。雨水利用是解决水资源紧缺与经济社会发展之间矛盾，缓解城市水危机、改善城市水环境的有效措施。

我国雨水资源丰富，年降水量达6190亿立方米，但由于没有健全的雨水汇集和调蓄设施，造成暴雨时的洪涝灾害和旱季的严重缺水。雨水是轻污染水，水中有机污染物较少，溶解氧接近饱和，钙含量低，总硬度小，经简单处理便可用于生活杂用水、工业用水。建立和健全完善的雨水资源利用的实用技术、行业标准和管理条例是解决我国城市水资源短缺的有效措施之一。

CN103074917A公开了一种雨水收集与利用装置，包括一组雨水收集箱、雨水监测器、集雨管、弃雨装置、蓄水池以及过滤装置，最顶层的雨水收集箱的进水口与集雨管相连通，所述弃雨装置包括弃雨箱、感应装置和与感应装置相连接的自动阀门，自动阀门设置在弃雨箱的排水口处，弃雨箱的入水口与集雨管相连通；最底层的雨水收集箱和弃雨箱分别通过水管与过滤装置相连接通，过滤装置与蓄水池相连通，雨水监测器安装在集雨管内侧或者集雨管口，且高于最顶层的雨水收集箱的进水口的水平高度，并与自动阀门相连接。CN102587448A公开了一种雨水收集利用系统以及采用该系统的雨水收集利用方法，包括设置于楼顶上的储水池，所述楼顶上还设置有反应池、沉淀池和过滤池，反应池设置有进水口，所述储水池设置有出水口，所述反应池、沉淀池、过滤池和储水池依次连通，所述反应池旁边安装有加药装置，该加药装置包括有罐体，罐体上安装有搅拌机，罐体侧面通过加药泵与反应池连接。

但是上述的装置不适合于去除掉初期降雨时产生的污染较严重的雨水，而且对于雨水中含有的热量不能做到有效地利用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种雨水收集与利用装置，所述装置实现了雨水初期和后期的自动分流，可以将降雨初期的污染较严重的雨水去除，并利用后期的雨水，同时可以利用雨水中所蕴含的热量。

技术方案如下：

一种雨水收集与利用装置，在房屋上设置有雨水槽，雨水槽的一端通过扭杆弹簧与转板相连接，转板的下方吊有蓄水槽，当扭杆弹簧处于自然状态时，转板的另一端与污水管的进口相贴合；在污水管的下方设置有雨水收集管，当扭杆弹簧被压紧时，转板的另一端可以与雨水收集管相贴合；在房屋下方设置有雨水存储池，雨水收集管连接入雨水存储池；在房屋内设置有热泵热水器，在热泵热水器当中设置有冷凝器，冷凝器的一端通过压缩机、蒸发器和膨胀阀再连接至冷凝器另一端，蒸发器设置在雨水存储池中；房屋内的排水管出口处连接有换热器，换热器位于雨水存储池中；雨水存储池同时与植被相连接。

在房屋顶部还安装有太阳能集热管，相邻的集热管之间形成的槽朝向雨水槽。

太阳能集热管与雨水存储池进行连接。

在换热器的表面涂有防腐和/或导热涂料。

所述的涂料的制备方法包括如下步骤：

按重量份计，将改性环氧树脂30～45份、填料40～50份、助剂1～3份、颜料3～5份、表面活性剂1～3份、有机溶剂15～25份混合均匀，再在转速为800～1500rpm条件下分散均匀，经过研磨后即得涂料；

所述的填料为玻璃粉、硫酸钡和钛白粉的按照重量比为(3～5):(2～3):(1～3)的混合物。

所述的助剂为BYK-180型号润湿分散剂。

颜料是氧化铁红、铬酸锌、氧化铁黄中的一种。

表面活性剂是十八烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基溴化吡啶。

有机溶剂是环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、乳酸乙酯中的一种。

所述的改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：第1步，按重量份计，将顺丁烯二酸酐15～20份、丙烯酸羟丙酯3～10份、丙烯酸异辛酯5～10份、1-三氟甲基-1,3-丁二烯3～5份、过氧化二异丙苯2～4份混合均匀，作为第一混合液；将溶剂50～70份、过氧化二异丙苯1～2份混合均匀，作为第二混合液，将第二混合液加热到回流状态后，开始滴加第一混合液，滴加完毕后，在回流温度下保温4～6小时，保温结束后将降温出料，即得改性丙烯酸树脂；第2步，将E44环氧树脂70～100份、改性丙烯酸树脂、催化剂3～5份混合均匀，然后升温至80～90℃进行反应3～5小时，结束反应，即可。

所述的溶剂是乙酸乙酯。催化剂是次磷酸或二月桂酸二丁基锡。

有益效果

本发明提供的雨水利用装置，可以收集降雨后期的雨水，并利用雨水中的热量供给房屋内加热使用，其能耗低，而且可以将房屋内的废水的热量再次回收利用。

附图说明

图1是本发明提供的雨水利用装置的结构示意图。

图2是上述的雨水利用装置在降雨后期时蓄水槽落下时的结构。

其中，1、太阳能集热管；2、雨水槽；3、扭杆弹簧；4、转板；5、污水管；6、蓄水槽；7、雨水收集管；8、雨水存储池；9、热泵热水器；10、冷凝器；11、压缩机；12、蒸发器；13、膨胀阀；14、排水管；15、换热器；16、植被；17、浮阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明提供的雨水利用装置如图1所示的结构，在房屋上设置有雨水槽2，雨水槽2的一端通过扭杆弹簧3与转板4相连接，转板4的下方吊有蓄水槽6，当扭杆弹簧3处于自然状态时，转板4的另一端与污水管5的进口相贴合；在污水管5的下方设置有雨水收集管7，当扭杆弹簧3被压紧时，转板4的另一端可以与雨水收集管7相贴合；在房屋下方设置有雨水存储池8，雨水收集管7连接入雨水存储池8；在房屋内设置有热泵热水器9，在热泵热水器9当中设置有冷凝器10，冷凝器10的一端通过压缩机11、蒸发器12和膨胀阀13再连接至冷凝器10另一端，蒸发器12设置在雨水存储池8中；房屋内的排水管14出口处连接有换热器15，换热器15位于雨水存储池8中；雨水存储池8同时与植被16相连接。

采用上述的装置时，雨水槽2的作用是收集房屋上流下的雨水，由于降雨初期的雨水污染较严重，因此，本发明中设置有两根收集管：首先，在雨水槽2上先通过转板4与污水管5相连接，可以使初期降雨时的雨水由转板4流入污水管5中；另外，由于在转板4的下方吊有蓄水槽6，因此，当降雨时，雨水会落入蓄水槽6中，当蓄水槽6中的重量达到设定重量时，蓄水槽6会带动转板4向下绕扭杆弹簧3旋转，进而使转板4再与雨水收集管7相贴合，使得降雨后期的雨水会沿着雨水收集管7进入至雨水存储池8，这样的结构组合实现了雨水初期和后期的自动分流。

另外，冷凝器10、压缩机11、蒸发器12和膨胀阀13构成了一个热泵系统，这个热泵系统在使用时，可以利用位于雨水存储池8中的蒸发器12从雨水中转移热量；当热泵系统启动后，蒸发器12从雨水中的热源获取能量，通过热泵系统的工质将热量转移至冷凝器10一侧，由于冷凝器10是处于热泵热水器9内部的，那么开启空气泵之后，雨水中的热源以使热泵热水器中的水与冷凝器换热，将热泵系统中的热量带走，实现热量从雨水向热水器中的水的转移。

在房屋内使用了热泵热水器9之后，例如沐浴、洗碗等，废水中还含有较多的热量，因此，房屋内的排水管14出口处连接有换热器15能够将废水中的热量再返回至雨水存储池8中，实现热量的回收，以便于下一次地将热量从雨水存储池8中再转移至热泵热水器9中。

雨水中的热量被利用掉之后，由于雨水存储池8中的雨水较为纯净，可以将其移送入植被16处进行灌溉。

在本发明的另一个实施方式中，在房屋顶部还安装有太阳能集热管1，相邻的集热管之间形成的槽朝向雨水槽2，并且太阳能集热管1与雨水存储池8进行连接。这样就一方面实现了利用太阳能集热管1形成槽状物，使雨水在其中汇集后再直接流入雨水槽2，更加方面了雨水的收集，另一方面，可以同时利用太阳能集热管1将太阳能转化出的水的热能再传送至雨水存储池8，实现了太阳能向地下水的转移，可以进一步地将这些由太阳能转化带来的热量从地下水中再转移至热泵热水器9中，提高了能源利用率和转化率。

在本发明的另一个实施方式中，在换热器15的表面涂有防腐和/或导热涂料。其作用是进一步地提高废水向雨水存储池8中的换热效率，同时也能够起到防腐的作用。

在本发明的另一个实施方式中，在雨水收集管7的底部还设置有浮阀17，由于当雨水收集量过多时，容易造成雨水存储池8中水过满造成溢出，当设置有浮阀17之后，当雨水存储池8中的液面到达一定高度之后，浮阀17中的浮子浮起，将雨水收集管7的底部堵住，防止雨水进一步地流入。

实施例2

在换热器15上涂覆的防腐导电涂料的制备方法，步骤如下：

按重量份计，将改性环氧树脂30～45份、填料(玻璃粉、硫酸钡和钛白粉的按照重量比为4：2：2的混合)40～50份、助剂BYK-180型号润湿分散剂1～3份、颜料氧化铁红3～5份、表面活性剂十八烷基二甲基苄基氯化铵1～3份、有机溶剂醋酸乙酯15～25份混合均匀，再在转速为800～1500rpm条件下分散均匀，经过研磨后即得涂料；

所述的改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：第1步，按重量份计，将顺丁烯二酸酐15份、丙烯酸羟丙酯10份、丙烯酸异辛酯6份、1-三氟甲基-1,3-丁二烯4份、过氧化二异丙苯3份混合均匀，作为第一混合液；将溶剂乙酸乙酯60份、过氧化二异丙苯2份混合均匀，作为第二混合液，将第二混合液加热到回流状态后，开始滴加第一混合液，滴加完毕后，在回流温度下保温5小时，保温结束后将降温出料，即得改性丙烯酸树脂；第2步，将E44环氧树脂80份、改性丙烯酸树脂、催化剂二月桂酸二丁基锡4份混合均匀，然后升温至85℃进行反应4小时，结束反应，即可。

对照例1

与实施例2的区别在于：在改性环氧树脂的制备中未加入1-三氟甲基-1,3-丁二烯4份。

将实施例配制油漆用稀释剂开稀至17～19S/20℃(涂4杯测)，在适度为湿度为50～80％条件下使用ANNEST IWATANEW-71空气喷枪喷涂于工业纯铜试样板上，流平1～3分钟后，在220℃烘箱烘烤20min，干膜厚度为25～40μm得到的涂膜性能检测下表所示：

检测项目	实施例2	对照例1	检测方法
				附着力(级)	1	1	GB/T9286
耐冲击性(cm·kg)	25	50	GB/T1732
				耐温性能(300℃、200h)	涂层完好	涂层完好	GB/T1720
耐沸水性能(48h)	涂层完好	涂层完好	GB1733-93
				耐酸性能(10％硫酸、20d)	涂层完好	涂层起皮、有脱落	GB1763-79
耐碱性能(10％NaOH、20d)	涂层完好	涂层起皮、有脱落	GB1763-79
				导热系数(W/(m·k))	1.24	1.12	HotDisk热传导分析仪

以上所述的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。

Claims (1)

1.一种雨水收集与利用装置，其特征在于，在房屋上设置有雨水槽(2)，雨水槽(2)的一端通过扭杆弹簧(3)与转板(4)相连接，转板(4)的下方吊有蓄水槽(6)，当扭杆弹簧(3)处于自然状态时，转板(4)的另一端与污水管(5)的进口相贴合；在污水管(5)的下方设置有雨水收集管(7)，当扭杆弹簧(3)被压紧时，转板(4)的另一端可以与雨水收集管(7)相贴合；在房屋下方设置有雨水存储池(8)，雨水收集管(7)连接入雨水存储池(8)；在房屋内设置有热泵热水器(9)，在热泵热水器(9)当中设置有冷凝器(10)，冷凝器(10)的一端通过压缩机(11)、蒸发器(12)和膨胀阀(13)再连接至冷凝器(10)另一端，蒸发器(12)设置在雨水存储池(8)中；房屋内的排水管(14)出口处连接有换热器(15)，换热器(15)位于雨水存储池(8)中；雨水存储池(8)同时与植被(16)相连接；在房屋顶部还安装有太阳能集热管(1)，相邻的集热管之间形成的槽朝向雨水槽(2) ；太阳能集热管(1)与雨水存储池(8)进行连接；在换热器(15)的表面涂有防腐和/或导热涂料；雨水收集管(7)的底部还设置有浮阀(17)，用于当雨水存储池(8)中的液面到达设定高度时，将雨水收集管(7)底堵住；所述的防腐和/或导热涂料的制备方法包括如下步骤：按重量份计，将改性环氧树脂30～45份、填料40～50份、助剂1～3份、颜料3～5份、表面活性剂1～3份、有机溶剂15～25份混合均匀，再在转速为800～1500rpm条件下 分散均匀，经过研磨后即得涂料；所述的改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：第1步，按重量份计，将顺丁烯二酸酐15～20份、丙烯酸羟丙酯3～10份、丙烯酸异辛酯5～10份、1-三氟甲基-1,3-丁二烯3～5份、过氧化二异丙苯2～4份混合均匀，作为第一混合液；将溶剂50～70份、过氧化二异丙苯1～2份混合均匀，作为第二混合液，将第二混合液加热到回流状态后，开始滴加第一混合液，滴加完毕后，在回流温度下保温4～6小时，保温结束后将降温出料，即得改性丙烯酸树脂；第2步，将E44环氧树脂70～100份、改性丙烯酸树脂、催化剂3～5份混合均匀，然后升温至80～90℃进行反应3～5小时，结束反应，即可。