CN108083478A - 净水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种净水系统及其控制方法。该净水系统包括过滤装置，所述过滤装置具有进水口、浓水出口和净水出口，所述浓水出口连接有浓水排放单元，所述浓水排放单元包括回水支路，所述回水支路的出口端与所述过滤装置的进水口连接，在所述回水支路上设置有回水过滤单元。本发明提供的净水系统中在回水支路上设置有回水过滤单元单元，能够有效拦截浓水中的胶体和晶粒，从而在浓水进入过滤装置之前对浓水进行预处理，改善进水水质，延长过滤装置的使用寿命。

Description

净水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及净水领域，特别是一种净水系统及其控制方法。

背景技术

传统净水系统的反渗透膜过滤装置的浓水出口直接连接排污管路，存在着回收率低，浓水排放量多的缺点。为提高净水系统的回收率，现有技术中对传统净水系统进行了结构上的改进，在反渗透膜过滤装置的浓水出口处连接一个排污管路和一个回水管路，排污管路进行浓水的排放，回水管路将浓水引入反渗透膜过滤装置的进水口进行再利用，通过交替打开排污管路和回水管路的方式使得部分浓水能够被引入反渗透膜过滤装置进行过滤，从而提高了净水系统的回收率。但是在水质较差的应用环境中，利用回水管路进行回水极容易造成反渗透膜的脏堵，严重缩减了反渗透膜的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种能够延长过滤装置的滤材使用寿命的净水系统及其控制方法。

为达上述目的，一方面，本发明采用如下技术方案：

一种净水系统，包括过滤装置，所述过滤装置具有进水口、浓水出口和净水出口，所述浓水出口连接有浓水排放单元，所述浓水排放单元包括回水支路，所述回水支路的出口端与所述过滤装置的进水口连接，在所述回水支路上设置有回水过滤单元。

优选地，所述回水过滤单元能够进行反冲洗，所述回水过滤单元包括第一口和第二口，所述第一口与所述过滤装置的浓水出口连通，所述第二口与所述过滤装置的进水口连通，所述浓水排放单元还包括排水管，所述第一口还通过第一排水支路与所述排水管连通。

优选地，所述回水支路的一端接入所述过滤装置的进水口的上游侧管路，另一端通过连接部分与所述过滤装置的浓水出口连接，所述第一排水支路的一端连接所述排水管，另一端通过所述连接部分与所述过滤装置的浓水出口连接。

优选地，所述过滤装置的进水口的上游侧管路上沿水流方向设置有进水开关装置和水流驱动装置。

优选地，所述连接部分具有节流状态和/或全开状态。

优选地，所述连接部分包括连接支路，所述连接支路上设置有流量控制阀。

优选地，所述流量控制阀构造为通电全开，断电节流。

优选地，所述第一排水支路上设置有第一开关装置；和/或，

所述回水支路上设置有第二开关装置。

优选地，所述浓水排放单元还包括第二排水支路，所述第二排水支路具有节流状态。

优选地，所述第二排水支路上设置有废水比。

优选地，所述回水支路上设置有流量检测装置。

优选地，所述回水过滤单元包括超滤膜过滤单元或者阻垢过滤单元。

另一方面，本发明采用如下技术方案：

一种用于控制如上述的净水系统的控制方法，所述净水系统具有反冲洗模式，所述控制方法包括：在所述反冲洗模式下，控制所述水流驱动装置处于关闭状态，所述连接部分处于节流状态，所述回水支路和所述第一排水支路打开。

优选地，所述回水支路上设置有流量检测装置，所述控制方法包括：当所述流量检测装置检测的流量值低于预设值时，控制所述净水系统进入所述反冲洗模式。

优选地，所述净水系统具有冲洗模式，所述控制方法包括：在所述冲洗模式下，控制所述连接部分处于全开状态，并控制所述净水系统在第三状态和第四状态之间交替运行，在所述第三状态，所述回水支路流通，所述第一排水支路截止，在所述第四状态，所述回水支路截止，所述第一排水支路流通；和/或，

所述净水系统具有脉冲回流制水模式，所述控制方法包括：在所述脉冲回流制水模式下，控制所述连接部分处于节流状态，并控制所述净水系统在第一状态和第二状态之间交替运行，在所述第一状态，控制所述第一排水支路流通，所述回水支路截止，在所述第二状态，所述第一排水支路截止，所述回水支路流通。

本发明提供的净水系统中在回水支路上设置有回水过滤单元单元，能够有效拦截浓水中的胶体和晶粒，从而在浓水进入过滤装置之前对浓水进行预处理，改善进水水质，延长过滤装置的使用寿命。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明具体实施方式提供的净水系统的示意图之一；

图2示出本发明具体实施方式提供的净水系统的示意图之二。

图中，103、进水阀；104、稳压泵；105、水质检测装置；106、第二逆止阀；200、预处理单元；300、反渗透膜过滤装置；400、浓水排放单元；411、第一排水支路；412、第一开关装置；421、回水支路；422、第二开关装置；423、回水过滤单元；424、流量检测装置；431、连接支路；432、废水比电磁阀；441、第二排水支路；442、废水比；451、排水管；500、出水单元；521、纯水管道；522、鹅颈水龙头；523、后处理单元。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

可以理解的是，本申请中所述的废水比指的是在净水设备正常使用过程中节流程度不可调的节流装置。

本申请提供了一种净水系统，典型地，如图1所示，包括经管路依次连接预处理单元200、过滤装置、浓水排放单元400以及出水单元500。预处理单元200优选经减压阀连接原水进口，原水经减压阀减压后进入预处理单元200进行预处理，然后经过滤装置进行过滤，过滤后的净水进入出水单元500，浓水进入浓水排放单元400。其中，预处理单元200可以采用串联或并联方式，包括但不限于是pp棉+活性炭、折纸滤芯+活性炭、超滤膜+活性炭和两支GAC并联等。预处理单元200依次经低压开关102、进水开关装置和水流驱动装置与过滤装置连接。进水开关装置例如可以为图1所示的进水阀103，水流驱动装置例如可以为图1所示的稳压泵104。过滤装置例如可以为反渗透膜过滤装置300，当然，可以理解的是，反渗透膜过滤装置300也可以由其他具有过滤功能的结构替代。反渗透膜过滤装置300具有进水口、浓水出口和净水出口，其中，进水口与稳压泵104连接，净水出口连接出水单元500，出水单元优选包括两条支路，一条为压力桶管道，压力桶管道的末端连接压力桶，压力桶管道上优选设置有高压开关；另一条为纯水管道521，纯水管道521的末端连接鹅颈水龙头522，纯水管道521上优选设置有后处理单元523，后处理单元523例如可以为复合滤芯(例如碳棒+超滤膜)或者后置活性炭滤芯，经反渗透膜过滤装置300处理后的净水可经压力桶管道进入压力桶中储存，也可经纯水管道521以及鹅颈水龙头522流出供用户使用。在其他的实施例中，也可以省去压力桶。

浓水出口连接浓水排放单元400，浓水排放单元400包括第一排水支路411和回水支路421，其中，第一排水支路411与排水管451连接，用于将废水排出净水系统，回水支路421的出口端与反渗透膜过滤装置300的进水口连接，用于将浓水出口流出的水引回到反渗透膜过滤装置300的进水口。由于回水支路421把回水引回到反渗透膜过滤装置300的进水口，当水质较差时，反渗透膜极易发生脏堵，针对这一问题，优选地，在回水支路421上设置有回水过滤单元423，通过回水过滤单元423有效拦截浓水中的胶体和晶粒，从而在浓水进入反渗透膜过滤装置300之前对浓水进行预处理，改善进水水质，延长反渗透膜过滤装置300的使用寿命。

回水过滤单元423可以为任意能够对浓水进行过滤的结构，例如可以为阻垢过滤单元、超滤膜过滤单元等，优选地，为避免回水过滤单元423频繁脏堵而影响净水系统的制水效率和正常使用，回水过滤单元423能够进行反冲洗，利用净水系统上的水路能够对回水过滤单元423进行反向冲洗，从而提高回水过滤单元423的使用寿命。

在一个具体的实施例中，如图1所示，回水过滤单元423包括第一口和第二口，回水过滤单元423包括滤材以及位于滤材一侧的第一侧空间和位于滤材另一侧的第二侧空间，第一口与第一侧空间连通，第二口与第二侧空间连通，回水过滤单元的第一口与反渗透膜过滤装置300的浓水出口连通，第二口与反渗透膜过滤装置300的进水口连通，使得浓水出口流出的浓水经第一口进入回水过滤单元423中过滤后由第二口流出重新进入反渗透膜过滤装置300的进水口。回水过滤单元423的第一口还通过第一排水支路411与排水管451连通，当回水过滤单元423进行反冲洗时，水由第二口进入回水过滤单元423，以对回水过滤单元423的滤芯进行反向冲洗，冲下来的污垢由第一口流出并经第一排水支路411和排水管451排出净水系统。

进一步地，如图1所示，浓水排放单元400还包括连接部分，回水支路421和第一排水支路411均通过连接部分与反渗透膜过滤装置300的浓水出口连接，具体地，回水支路421的一端接入反渗透膜过滤装置300的进水口的上游侧管路，例如，在图1所示的实施例中，回水支路421的一端接入进水阀103与稳压泵104之间的管路上，另一端通过连接部分与反渗透膜过滤装置300的浓水出口连接，第一排水支路411的一端连接排水管451，另一端通过连接部分与反渗透膜过滤装置300的浓水出口连接。

进一步优选地，在浓水排放单元400中能够形成全开的内循环冲洗流路和全开的排废流路，内循环流路将反渗透膜过滤装置300的浓水出口和进水口连通，如此，在对反渗透膜过滤装置300进行冲洗时，能够使得水流在进水口、反渗透膜的进水侧空间以及浓水出口之间形成高速的循环流动，由于内循环冲洗流路为全开状态，使得水在滤材表面形成高流速，堆积在滤材表面的污垢很容易被高速流动的水冲刷掉，能够有效延长反渗透膜过滤装置300的使用寿命，另外，由于是通过水的内循环对滤材进行冲洗，有效节约水资源。排废流路用于将经过内循环流路冲洗后的浓水排出净水系统。

如此，需要连接部分具有节流状态和全开状态，节流状态的连接部分与回水支路421形成回水流路，全开状态的连接部分与回水支路421形成内循环冲洗流路，节流状态的连接部分与第一排水支路411形成第一排水流路，全开状态的连接部分与第一排水支路411形成排废流路。

为了实现连接部分的节流状态和全开状态，在图1所示的实施例中，连接部分包括连接支路431，连接支路431上设置有流量控制阀，通过流量控制阀的流量控制实现连接部分在节流状态和全开状态之间的切换，流量控制阀例如可以为如图1所示的废水比电磁阀432，废水比电磁阀432构造为通电全开，断电节流。当然，连接部分也可以包括并联设置的废水比和开关装置。

为了方便控制回水支路421和第一排水支路411的流通和截止，优选地，在回水支路421上设置有第二开关装置422，第一排水支路411上设置有第一开关装置412，第一开关装置412和第二开关装置422可以为任意能够控制第一排水支路411和回水支路421的流通/截止状态的结构，例如，在图1所示的实施例中，第一开关装置412和第二开关装置422均为电磁阀，通过电磁阀的开关控制相应支路的开关。

进一步优选地，浓水排放单元400还包括第二排水支路441，第二排水支路441的一端与反渗透膜过滤装置300的浓水出口连通，另一端连接排水管451，第二排水支路441形成净水系统的第二排水流路，第二排水支路441具有节流状态，例如，在图1所示的实施例中，第二排水支路441上设置有废水比442，系统在制水时，第二排水支路441能够持续进行排废。在替代的实施例中，第二排水支路441上也可以设置废水比电磁阀等流量控制阀，以通过第二排水支路441形成排废流路。

在另外的实施例中，连接部分也可以只具有节流状态，而通过第二排水支路441进行排废。

下面以图1所示的净水系统具体介绍其控制方法。

在净水系统运行脉冲回流制水模式时，废水比电磁阀432断电节流，连接支路431处于节流状态，控制净水系统在第一状态与第二状态之间交替运行，在第一状态，打开第一开关装置412，关闭第二开关装置422，反渗透膜过滤装置300的浓水出口流出的水依次经连接支路431、第一排水支路411和排水管451排出净水系统，在第二状态，关闭第一开关装置412，打开第二开关装置422，反渗透膜过滤装置300的浓水出口流出的水依次经连接支路431和回水支路421返回到反渗透膜过滤装置300的进水口重新进行过滤。如此，使得反渗透膜表面的水质环境不断发生变化，即可扰乱反渗透膜结垢，从而有效保护反渗透膜，同时，在两种状态下，流经稳压泵的水流量基本不变，因此能够保持反渗透膜的膜前压力稳定。优选地，当净水系统进入脉冲回流制水模式时首先在第一状态下运行。

在净水系统运行冲洗模式时，废水比电磁阀432通电全开，连接支路431处于全开状态，控制净水系统在第三状态和第四状态之间交替运行，在第三状态，打开第二开关装置422，关闭第一开关装置412，反渗透膜过滤装置300的浓水出口流出的水依次经连接支路431和回水支路421返回到反渗透膜过滤装置300的进水口，从而形成水流的高速循环流动，以对反渗透膜的有效冲洗，在第四状态，打开第一开关装置412，关闭第二开关装置422，反渗透膜过滤装置300的浓水出口流出的水依次经连接支路431、第一排水支路411和排水管451排出净水系统，从而将冲洗后的污垢迅速排出净水系统。优选地，当净水系统进入冲洗模式时首先在第一四状态下运行。

净水系统还具有反冲洗模式，在反冲洗模式下，控制稳压泵104处于关闭状态，进水阀103处于打开状态，连接支路431处于节流状态，回水支路421和第一排水支路411打开，例如净水系统处于待机状态时运行反冲洗模式，具体地，在图1所示的实施例中，控制废水比电磁阀432断电节流，第一开关装置412和第二开关装置422打开，如此，原水进入回水支路421中，对回水过滤单元423进行反冲洗后依次经第一排水支路411和排水管451排出净水系统，以实现对回水过滤单元423的反冲洗，延长回水过滤单元423的使用寿命。

进一步地，如图2所示，回水支路421上设置有流量检测装置424，流量检测装置424例如可以是流量计，当流量检测装置424检测的流量值低于预设值时，说明回水支路421由于回水过滤单元423的脏堵导致流量不足，此时控制净水系统进入反冲洗模式对回水过滤单元423进行反冲洗。

上述对各个电磁阀的控制可由控制单元来实现，控制单元的具体结构不限，能够实现上述的控制功能即可，例如可以为单片机、控制芯片等。

进一步优选地，净水系统还包括用于检测原水或反渗透膜过滤装置300排出的浓水的TDS值的水质检测装置105，从而可根据检测的TDS值对浓水排放单元400进行控制(后面有具体介绍)。

进一步地，由于第一状态下的回收率较低，而第二状态下的回收率较高，因此，可通过控制第一状态和第二状态的持续时间即可对净水系统的整体回收率进行精确的调节，并可实现无级调节且调节范围广，从而适应不同水质的需求。

具体地，通过控制第一状态下的持续时间a和第二状态下的持续时间b来调节综合回收率。优选地，时间b与时间a的比值b/a随检测的TDS值增大而减小，即，TDS值越大，说明水质越差，则控制第一状态的持续时间增加，以避免反渗透膜结垢。例如，将TDS值划分为4个范围，不同的TDS值范围与时间比的对应关系如下表所示。

表中，t1<t2<t3，0＜k₁＜k₂＜k₃＜k₄。

在替代的实施例中，也可以通过水质监测装置检测的TDS值确定净水系统的回收率，例如，将TDS划分为4个范围，不同的TDS范围与回收率的对应关系如下表所示。

表中，t1<t2<t3，n＞m₁＞m₂＞m₃＞m₄＞m。其中，m为第一状态下的回收率，n为第二状态下的回收率，且m＜n，再根据设定的回收率通过电控程序选择a和b的比例，在一个具体的实施例中，设第一状态下的纯水流量为v₁、浓水+纯水流量为w₁，第二状态下的纯水流量为v₂，浓水+纯水流量为w₂，回收率x＝(v₁*a+v₂*b)/(w₁*a+w₂*b)，则得到b/a＝(x*w₁-v₁)/(v₂-x*w₂)。

本申请提供的净水系统及其控制方法可广泛应用于各种净水产品中，例如净水机、饮水机等。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (15)

1.一种净水系统，其特征在于，包括过滤装置，所述过滤装置具有进水口、浓水出口和净水出口，所述浓水出口连接有浓水排放单元，所述浓水排放单元包括回水支路，所述回水支路的出口端与所述过滤装置的进水口连接，在所述回水支路上设置有回水过滤单元。

2.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于，所述回水过滤单元能够进行反冲洗，所述回水过滤单元包括第一口和第二口，所述第一口与所述过滤装置的浓水出口连通，所述第二口与所述过滤装置的进水口连通，所述浓水排放单元还包括排水管，所述第一口还通过第一排水支路与所述排水管连通。

3.根据权利要求2所述的净水系统，其特征在于，所述回水支路的一端接入所述过滤装置的进水口的上游侧管路，另一端通过连接部分与所述过滤装置的浓水出口连接，所述第一排水支路的一端连接所述排水管，另一端通过所述连接部分与所述过滤装置的浓水出口连接。

4.根据权利要求3所述的净水系统，其特征在于，所述过滤装置的进水口的上游侧管路上沿水流方向设置有进水开关装置和水流驱动装置。

5.根据权利要求3所述的净水系统，其特征在于，所述连接部分具有节流状态和/或全开状态。

6.根据权利要求5所述的净水系统，其特征在于，所述连接部分包括连接支路，所述连接支路上设置有流量控制阀。

7.根据权利要求6所述的净水系统，其特征在于，所述流量控制阀构造为通电全开，断电节流。

8.根据权利要求2所述的净水系统，其特征在于，所述第一排水支路上设置有第一开关装置；和/或，

所述回水支路上设置有第二开关装置。

9.根据权利要求1至8之一所述的净水系统，其特征在于，所述浓水排放单元还包括第二排水支路，所述第二排水支路具有节流状态。

10.根据权利要求9所述的净水系统，其特征在于，所述第二排水支路上设置有废水比。

11.根据权利要求1至8之一所述的净水系统，其特征在于，所述回水支路上设置有流量检测装置。

12.根据权利要求1至8之一所述的净水系统，其特征在于，所述回水过滤单元包括超滤膜过滤单元或者阻垢过滤单元。

13.一种用于控制如权利要求4所述的净水系统的控制方法，其特征在于，所述净水系统具有反冲洗模式，所述控制方法包括：在所述反冲洗模式下，控制所述水流驱动装置处于关闭状态，所述连接部分处于节流状态，所述回水支路和所述第一排水支路打开。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述回水支路上设置有流量检测装置，所述控制方法包括：当所述流量检测装置检测的流量值低于预设值时，控制所述净水系统进入所述反冲洗模式。

15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述净水系统具有冲洗模式，所述控制方法包括：在所述冲洗模式下，控制所述连接部分处于全开状态，并控制所述净水系统在第三状态和第四状态之间交替运行，在所述第三状态，所述回水支路流通，所述第一排水支路截止，在所述第四状态，所述回水支路截止，所述第一排水支路流通；和/或，

所述净水系统具有脉冲回流制水模式，所述控制方法包括：在所述脉冲回流制水模式下，控制所述连接部分处于节流状态，并控制所述净水系统在第一状态和第二状态之间交替运行，在所述第一状态，控制所述第一排水支路流通，所述回水支路截止，在所述第二状态，所述第一排水支路截止，所述回水支路流通。