CN114525834A - 一种冷凝废水回收利用控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝废水回收利用控制装置，包括自来水系统，所述自来水系统用于控制自来水自动为公卫冲水箱供水；其特征在于：还包括废水系统以及切换控制模块，所述废水系统与公卫冲水箱连接，用于为公卫冲水箱供水；所述切换启动控制模块用于控制自来水系统和废水系统两者之一为公卫冲水箱供水。本发明的优点在于：电路结构简单可靠实现方便，可以自动切换至废水和自来水为公厕冲水箱供水，做到了水的循环利用，减少水资源的浪费；同时可以实现自动化的控制，当存在废水时优先通过废水向冲水箱供电，尽可能的减少自来水的使用，节约用水，节约自来水冲公卫的成本。

Description

一种冷凝废水回收利用控制装置

技术领域

本发明涉及废水节约利用领域，特别涉及一种冷凝废水回收利用控制装置。

背景技术

各种工业生产均会产生废水，这些废水的回收利用一般仅通过废水池对废水进行存储以及回收利用，如废水洗车，但是洗车的频率、用水量一般无法适用于工业废水的产生，且很多情况下工业废水并无任何害处，如医药和化学工业中会需要蒸馏水，而生产蒸馏水过程中需要大量的水来进行冷却蒸汽而产生蒸馏水，这些用于冷却而产生的废水一部分可以用于反复使用进行冷却，而另一部分由于温度等原因不能再次被用于冷却使用而进入废水池，尤其是一些早期生产的装备，冷却水都没有设计冷却循环利用装置，经济上造成了巨大的损失，废水池水的合理利用可以大大节约企业的用水量节约水资源。

现有技术中公共公卫会消耗大量的水资源，冲水式公卫采用自来水进水来进行公卫的冲洗，由于这种冲洗方式也存在大量的用水需求，直接用自来水也会消耗水资源，若能够将工业上的无害的废水与公卫的用水结合在一起，则可以大大降低水资源的消耗以及节约水资源，因此如何实现废水与自来水的切换控制以实现为公共公卫自动冲洗提供水资源是本申请需要研究解决的技术问题，现有技术并没有文献公开资料可以满足公厕对于冲水的水量需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冷凝废水回收利用控制装置，用于将工业产生的冷凝废水与公卫原有自来水冲水系统进行连锁，实现废水的循环利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种冷凝废水回收利用控制装置，包括自来水系统，所述自来水系统用于控制自来水自动为公卫冲水箱供水；所述装置还包括废水系统以及切换控制模块，所述废水系统与公卫冲水箱连接，用于为公卫冲水箱供水；所述切换启动控制模块用于控制自来水系统和废水系统两者之一为公卫冲水箱供水。

所述切换控制模块包括驱动电路和中间继电器KA3，所述驱动电路根据废水系统的储水量来控制中间继电器KA3的动作，所述中间继电器KA3的常闭触点和常开触点分别串接在废水系统控制回路和自来水系统控制回路中，用于通过中间继电器KA3的常开触点和常闭触点来控制自来水系统和废水系统两者之一且仅有其一为公卫冲水箱供水。

所述驱动电路包括水位监测模块、开关控制模块、信号继电器J，所述水位监测模块根据废水系统中废水池的水位信息来控制开关控制电路的工作状态，所述开关控制电路的输出与信号继电器J的线圈串连接后分别接直流电源的正负极；所述信号继电器J的常开触点与中间继电器KA3的线圈串接后分别连接控制电源两端。

所述开关控制模块包括三极管V4、三极管V5，所述三极管V4的基极与水位监测模块连接，所述三极管V4的集电极与三极管V5的基极连接，所述三极管V4的集电极分别经过电阻R5接地、经过电阻R4接电源正极；所述三极管V5的发射极经限流电阻R7接地、集电极经信号继电器J的线圈与电源正极连接。

所述开关控制模块还包括指示灯V2，所述指示灯V2与电阻R6串联后并联在信号继电器J的线圈两端。

所述水位监测模块包括水位探头P1、P3，所述水位探头P1设置在废水池的底部，其与电源正极连接，所述水位探头P3设置在废水池上部，所述水位探头P3经电阻R2连接至三极管V4的基极；在电阻R2与三极管V4的基极之间引出接了分压电阻R3，其另一端接地线端子接地。

所述水位监测模块还包括水位探头P2，所述水位探头P2设置在废水池内且位置介于P1和P3位置之间；所述水位探头P3和电阻R2连接点引出端子经信号继电器J的常闭触点连接至所述水位探头P2。

所述水位探头P2的设置在废水池中且位置高于水位探头P1的位置且高度大于水泵电机的过滤网高度。

所述废水系统包括设置在废水池中的水泵、水泵控制接触器KM1，所述水泵控制接触器KM1的线圈与中间继电器KA3的常闭触点串接形成水泵供电控制回路，水泵控制回路两端分别连接控制电源两端；所述水泵控制接触器KM1的常开触点串接设置在水泵的供电回路上，用于控制水泵的供电工作；所述自来水系统包括用于控制自来水向公卫冲水箱供水的电磁阀YV，所述电磁阀YV与中间继电器KA3的常开触点串联后形成自来水控制回路，所述自来水控制回路的两端分别连接控制电源两端。

所述废水系统还包括循环时间模块KT2、循环时间模块KT3、中间继电器KA2；所述自来水系统还包括循环时间模块KT1、中间继电器KA1；所述中间继电器KA2的常开触点串接在水泵供电控制回路中；所述中间继电器KA1的常闭触点串接在水泵供电控制回路中；所述循环时间模块KT2用于控制水泵的工作和关闭时间以实现废水系统的工作状态，即白天得电工作，晚上失电停止，其供电控制端分别连接控制电源两端，其根据设定的时间来控制触点的断开与闭合；所述循环时间模块KT3用于控制水泵工作的频次，其根据预设的工作频次控制其开关触点的动作；所述循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后再与循环时间模块KT2的常闭触点串联形成的控制回路两端分别连接控制电源的两端；所述循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后两端并联设置有循环时间模块KT3的线圈；

所述循环时间模块KT1的供电两端分别连接至控制电源两端并由上电开关控制其供电；所述循环时间模块KT1的常开触点与中间继电器串联接后的两端分别连接控制电源两端；所述中间继电器KA1的常开触点串接在自来水控制回路中。

本发明的优点在于：电路结构简单可靠实现方便，可以自动切换至废水和自来水为公厕冲水箱供水，做到了水的循环利用，减少水资源的浪费；同时可以实现自动化的控制，当存在废水时优先通过废水系统向冲水箱供水，尽可能的减少自来水的使用，节约用水，节约自来水冲公卫的成本。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明废水系统和自来水系统的电气控制原理图；

图2为本发明水泵电机的供电原理图；

图3为本发明水位检测及切换控制原理图；

图4为本发明循环时间模块原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

工业产生的一些废水很多是无毒无害的可以回收利用的，但是很多情况下不能很好的利用，举例说明：把水加热得到的水蒸气收集后经冷却得到的水叫蒸馏水。用蒸馏方法取得的水，清洁而不含杂质，多用于医药和化学工业。化学检测电路都使用电热蒸馏水器，其制蒸馏水的工作原理是：自来水经由进水阀、冷凝水箱下端进水口输入到电热蒸馏水器的冷凝水箱，水箱水满后经溢流管流到集水杯，此时的水为冷凝废水(热水)，集水杯底部水管有两路出口，一路冷凝废水通过固定的水管与制纯水机电加热室联通，给电加热室补充因蒸发而损失的水，保障电加热室始终不断水，电热蒸馏水器的电加热室有电加热器，冷凝废水被加热沸腾产生蒸汽，蒸汽经过冷凝水箱的冷却管道被自来水冷却，产生蒸馏水；另一路为分流补充水后多余的废水，这些废水经由输出水管排出，被收集在多个油桶制作的上水箱，再经水管输送到另两个集水池—上集水池和下集水池，上集水池用来清洁卫生，下集水池用来洗车，但由于废水量大，清洁和洗车使用的废水少，上集水池阀门由于经常操作易损坏或经常成长流水，再加上上集水箱密封性差，上集水池水满为患，上集水箱流走不畅的废水泄漏下来，影响路面及行人。另一方面，由于洗车的人少，用水量小，下集水池收集的大量的废水不停的溢出流入生态地表，不仅造成有限水资源的巨大浪费，而且造成了对环境的危害，迫在眉睫的是如何解决这一问题，把废水有效利用起来。上下水池的储水均为废水，本申请称之为废水池，相类似的废水由于无毒无害可以再次利用。

本申请主要目的是将无毒无害的废水池废水再次循环利用，将其利用到公卫冲水系统中，从而做到重复利用，节约传统用来冲公卫的自来水，达到节约用水、降低用水成本和保护水资源的目的。

首先对自来水系统进行介绍，自来水系统通过市政水管接入公卫冲水箱，当冲水箱水位达到一定高度，水箱内的冲洗系统电路落水胆自动释放箱内蓄水进行冲洗，从而完成接着又蓄水，依次循环。下面介绍如何实现废水接入到公卫冲水箱并进行自动控制:

一种冷凝废水回收利用控制装置，包括自来水系统、废水系统以及切换控制模块，自来水系统用于控制自来水自动为公卫冲水箱供水；所述废水系统与公卫冲水箱连接，用于为公卫冲水箱供水；切换控制模块用于控制自来水系统和废水系统两者之一为公卫冲水箱供水。通过切换控制模块来控制自来水系统或者废水系统为公卫冲水箱供水，从而实现废水系统的利用。

其中切换控制模块包括驱动电路和中间继电器KA3，驱动电路根据废水系统的储水量来控制中间继电器KA3的动作，中间继电器KA3的常闭触点和常开触点分别串接在废水系统控制回路和自来水系统控制回路中，用于通过中间继电器KA3的常开触点和常闭触点来控制自来水系统和废水系统两者之一且仅有其一为公卫冲水箱供水。驱动电路根据废水池中的水量来控制中间继电器KA3的断开与闭合，从而通过中间继电器KA3来控制自来水和废水之一为公卫冲水箱供水，进而实现了废水的利用。优选的在废水池内水量充足或达到上限即达到设定的最高水位时驱动电路按照废水优先的控制方式控制废水为公卫冲水箱供电水，仅有当废水池水量不足水位降到探头P2位置及以下时，才通过继电器KA3来控制自带来水系统接入公卫冲水箱，使得自来水为公卫冲水箱供水。

驱动电路的一种优选的实时方式如图3所示，驱动电路包括水位监测模块、信号放大开关控制电路、信号继电器J，水位监测模块根据废水系统中废水池的水位信息来控制信号放大控制电路的导通与否即工作状态，信号放大开关控制电路与信号继电器J的线圈串接后分别接入电源的正负极；信号继电器J的常开触点与中间继电器KA3的线圈串接后分别连接入220V交流控制电源两端。

其中信号放大开关控制模块包括三极管V4、三极管V5，三极管V4的基极与水位监测模块连接，三极管V4的集电极与三极管V5的基极连接，三极管V4的集电极分别经过电阻R5接地、经过电阻R4接电源正极；三极管V5的发射极经限流电阻接地、集电极经信号继电器J的线圈与直流电源正极连接。

优选的信号放大开关控制模块还包括指示灯V2，指示灯V2与电阻R6串联后并联在信号继电器J的线圈两端。指示灯V2用于指示废水系统供水状态，根据指示灯V2的亮灭来进行状态显示。同时设置电源指示V1，电源指示灯V1的一端连接直流电源正极，另一端经电阻R1接地。

在本申请的一个优选的实施例中，水位监测模块包括水位探头P1、P2、P3，水位探头P1设置在废水池的底部，其与电源正极连接，水位探头P3设置在废水池上部，水位探头P3经电阻R2连接至三极管V4的基极；在电阻R2与三极管V4的基极之间引出接线端子连接分压电阻R3接地。水位探头P2设置在废水池内且位置介于P1和P3位置之间；水位探头P3和电阻R2之间引出端子经信号继电器J的常闭触点连接至所述水位探头P2。水位探头P2的设置在废水池中且位置高于水位探头P1的位置且高度大于并接近水泵电机过滤网的最高位置。

其中水位探头P1、P2、P3的形状均为通过导电材料制成的柱状、片状等各种状态，探头的头部与水直接接触，其余部分与水等介质绝缘，探头P1主要是将直流电源正极电信号经P1介入到水中，然后分别经过P2、P3实现对于V4基极的导通与否进行控制。优选的可以为贴片设置于废水池内侧壁上，探头P2、P3设置的高度按照水泵电机过滤网、冷凝废水池的限高水位高度要求来设置。

如图2所示为水泵的供电控制原理图；废水系统包括设置在废水池中的水泵、水泵控制接触器KM1，水泵控制接触器KM1的线圈与中间继电器KA3的常闭触点串接形成水泵供电控制回路，水泵控制回路两端分别连接控制电源两端；所述水泵控制接触器KM1的常开触点串接设置在水泵的供电回路上，用于控制水泵的供电工作启停；自来水系统包括用于控制自来水向公卫冲水箱供水的电磁阀YV，电磁阀YV与中间继电器KA3的常开触点串联后形成自来水控制回路，所述自来水控制回路的两端分别连接控制电源两端。

本申请的工作原理包括：当废水池水位低于P1时，V4不导通，V5导通，信号继电器J线圈得电吸合，常开触点J1闭合，则KA3线圈通电也得电吸合，KA3的常开触点闭合，常闭触点断开，结果自来水系统中电磁阀YV得电工作，而水泵的控制接触器KM1失电停止工作，其常开触点KM11断开，则水泵电机停止工作，电磁阀线圈得电吸合，电磁阀为冲水箱供水。设置P1、P2、P3的位置依赖保证冷凝废水达到一定量水泵启动工作，同时P2位置设置合理能充分利用水池的容积，可以避免因水量少、波动大导致水泵频繁启停损坏。

在一个优选的实施例中，为了实现自动且循环的控制，废水系统还包括循环时间模块KT2、循环时间模块KT3、中间继电器KA2；自来水系统还包括循环时间模块KT1、中间继电器KA1；中间继电器KA2的常开触点串接在水泵供电控制回路中；中间继电器KA1的常闭触点串接在水泵供电控制回路中；循环时间模块KT2用于控制水泵冷凝废水系统的工作和关闭时间，其供电控制端分别连接控制电源两端，其根据设定的时间来控制触点的断开与闭合；所述循环时间模块KT3用于控制水泵工作的频次，其根据预设的工作频次控制其开关触点的动作；循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后再与环循时间模块KT2的常闭触点串联形成的控制回路两端分别连接控制电源两端；所述循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后两端再与循环时间模块KT3的线圈并联；

循环时间模块KT1线圈两端分别连接至控制电源，并由上电信号放大控制其供电；所述循环时间模块KT1的常开触点与中间继电器串联接后的两端分别连接控制电源两端；中间继电器KA1的常开触点串接在自来水电磁阀控制回路中。

循环时间模块KT1、KT2、KT3为循环时间继电器，当设定好循环时间参数后，循环时间继电器按照设定的时间参数交替控制其对应的常开触点、常闭触点的闭合和断开；其中KT1是用于设置自来水白天和夜晚交替循环工作时间设置管理，自来水系统冲水频率由改装在进水管路的水阀开度调节；KT2的功能与KT1相同，用于废水系统水泵白天和夜晚交替循环供水的工作时间设置管理；KT3管理冷凝废水冲洗频率，是用于水泵工作时间范围内的水泵启动和停止时长的设置管理。通过时间循环模块KT1、KT2、KT3可以实现废水和自来水的自动循环运行，即有废水时用废水，没有废水时用自来水，自来水作为了补充水。

如图2所示，交流电通过KM1常开触点为水泵供电，交流电经过变压器TC、整流模块D1-D4整流输出12V直流电，为驱动电路供电。

循环延时模块KT1、KT2、KT3可以采用延时继电器及其触点通过串并联连接来实现，这种实现方式可以节约成本，因此延时继电器成本比循环延时模块成本低。其实现方式可以采用如图4示意所示，延时模块包括延时继电器KT-1、KT-2以及继电器KA-1，控制电源相线L经开关K分别连接指示灯HD1的一端、KT-2的常闭触点KT-21的一端、KT-1的常开触点KT-12的一端，KT-2的常闭触点KT-21的另一端经KT-1的线圈接零N；KT-1的常开触点KT-12的另一端经KT-2的线圈接零N；HD1的另一端接零N；KT-1的常闭触点KT-11一端连接至控制电源相线L，另一端经继电器KA-1的线圈接零线N。按冲洗需要设置延时继电器KT-1、KT-2的工作时长，然后通过其延时动作来实现KA-1的线圈通、断电，根据KT-1、KT-2及其触点构成的电路，上电时KT-1得电工作延时，KA-1得电吸合，系统工作，KT-2因为KT-1的延时闭合触点未闭合而未得电工作，KT-1及KA-1按设定延时工作，KT-1延时结束，KA-1立即停止工作，KT-2立即得电工作，当延时时间结束，其延时断开触点断开，KT-1立即停止工作，其触点也立即断开，导致KT-2又立即失电停止，此时KT-1又因KT-2的延时断开触点瞬时闭合得电工作，KT-1、KT-2在功能上如此循环交替，构成了一个时间循环模块。在KT-1延时断开触点KT-11的作用下，KA-1的常开或常闭触点实现循环延时工作实现了水系统的交替延时工作。KA-1代表图1中的KA1、KA2。

本申请的主要创新点包括：

1、采用循环时间模块智能化管理控制方式，解决长流水的问题

让冷凝废水像自来水一样被管理起来，无人上班、节假日时间停止供水，工作时间保障供水，避免人工管理带来的不确定性。

2、采用循环时间模块智能化管理控制方式，解决过度冲洗、欠冲洗的问题

(1)冷凝废水系统只有在工作时间往冲水箱加水，避免了了长流水问题，不会导致过度冲洗。

(2)冲水时长、冲水频率根据实际使用的需求可调，不会导致过度冲洗、欠冲洗的问题。

(3)如图1所示，自来水系统、冷凝废水系统有且只有一个系统在工作，不会导致过度冲洗、欠冲洗的问题。

3、通过智能化控制实现冷凝废水优先使用，不用或最大程度少用自来水

不能利用冷凝废水的情况下，无论如何操作节约自来水的用量有限，只有充分利用冷凝废水才能最大限度减少自来水用量。

如图1、图3，只要冷凝废水集水池内有水且水位达到探头P3时，无论自来水系统工作状态如何，无条件转化为冷凝废水系统工作，在这个装置的管理控制下，自来水只是在电热蒸馏水器未开启、因故障维修或冷凝废水不够使用的情况下才自动转接到自来水系统。

当水池无水或水位低于P2探头的位置时，三极管V4的基极输入信号为低电平，V4截止，V5基极输入为高电平，V5导通，信号继电器J工作，其常开触点J闭合，中间继电器KA3得电工作，其常闭触点KA3断开，接触器KM1失电停止工作，潜水泵停止工作，同时，KA3的常开触点KA3闭合，自来水进水电磁阀得电工作，控制系统转为自来水供水系统工作模式；当水池水位上升，经过探头P2触及探头P3时，三极管V4的基极输入信号为高电平，V4导通，V5基极输入为低电平，V5截止，信号继电器J失电停止工作，其常开触点J断开，中间继电器KA3失电停止工作，其常闭触点KA3闭合，接触器KM得电工作，潜水泵得电工作，同时，KA3的常开触点KA3断开，自来水进水电磁阀失电停止工作，控制系统转为冷凝废水供水系统工作模式。

总之，只要冷凝废水集水池内收集的废水的水位达到探头P3限定的最高水位时，即使自来水供水系统在工作也要无条件地停止；同时，当冷凝废水集水池内无水或水位低于P2探头位置，冷凝废水供水系统停止工作，为保证公卫不断水，通过中继KA3自动启动自来水供水系统，这一控制模式就是冷凝废水优先使用。

4、避免水泵电机因频繁启动烧毁

如图3，采用由探头2到探头3之间水体区域控制法控制水泵电机的工作状态，水位上升到探头3之前电机不工作，水位触及探头3电机启动，直到水位下降离开探头P2后停止。小功率电机启动时启动电流是额定电流的4～7倍，若水泵电机出现频繁启动，水泵电机的使用寿命必然很短。从实验可知，如果将电极探头的高度设计为某一固定的数值，电机就会因为水面达到这个高度控制系统便启动、启动后水位立即下降离开这个探头控制系统立即停止、水面后又迅速上升触及探头，如此循环，水泵电机不停的启、停，极易烧坏。

5、有利于保护环境

冷凝废水的充分利用，消除了对水资源的浪费现象，有利于区域内动植物的生存发展。冷凝废水完全被利用而不至于流向地表，彻底改变了之前的对环境的破坏状态，

如图1，由自来水供水系统和冷凝废水供水系统构成。自来水供水系统由循环时间控制模块KT1、中间继电器KA1、电磁阀YV、自来水工作指示灯LD1及触点构成，KT1的常开触点KT1与中间继电器KA1串联，控制中间继电器KA1的工作状态，常开触点KT1与KA3串联后与电磁阀的线圈串联，控制线圈的工作状态，LD1与YV并联，KT1支路与KA1支路、YV支路并联。冷凝废水供水系统由循环时间模块KT2、中间继电器KA2、循环时间模块KT3、水泵接触器KM1、中间继电器KA3、冷凝废水系统工作指示灯LD2及触点构成，常开触点KT2与常闭触点KT3串联后再与中间继电器KA2串联，循环时间控制模块KT3与中间继电器KA2及其串联的常闭触点KT3并联，常开触点KA2与常闭触点KA3、常闭触点KA1串联后再与水泵接触器KM1串联，废水工作指示灯LD2与KM1并联，信号继电器J与中间继电器KA3串联，KT2支路与KA2支路、KM1支路、KA3支路并联，KT3与其常闭触点KT3和KA2组成的支路并联，指示灯LD2与KM1并联。

在综合控制系统接通电源时，循环时间模块得电工作，其常开触点KT1接通中间继电器KA1线圈，KA1工作，其触点接通电磁阀线圈回路，电磁阀工作，向水箱输入自来水，KT1管理着自来水供水的每天供水时间段、停水时间段的循环，之前中午的1小时时间也管控停水，后因生产的需要现改为供水时间。电磁阀线圈回路串联了中间继电器KA3的常开联锁触点，即冷凝废水系统工作时中间继电器KA3的常开触点KA3处于断开状态，自来水供水系统处于停止状态，冷凝废水优先使用。循环时间模块KT2、KT3控制中间继电器KA2，KA2的常开触点串联在水泵的控制接触器的线圈上，控制水泵工作与停止，KT2控制水泵在白天8：00～19:00工作时间段工作，时长为11小时，KT3控制水泵向冲水箱泵水的时长和两次冲水之间的时长(频次)，根据实际的需要即不至于过度冲洗和冲不干净，图中的J为水位控制及驱动电路控制继电器的常开触点，控制水泵的工作状态。冷凝水池无水时，本装置自动转为自来水系统工作，其联锁触点KA1断开了水泵控制回路，避免两个供水系统同时工作。

冷凝废水优先使用权：只要KT2在工作时间段、冷凝水池有水，冷凝废水系统便无条件工作，同时自来水系统无条件停止工作，这就是本装置控制的冷凝废水优先使用权。

如图2，水泵控制为包括接触器KM1在内的回路，水泵电机D为执行电路，接触器线圈得电吸合时水泵电机启动，水泵往公卫冲水箱里面抽水，当水位达到水箱预设高度时，水箱便自动冲水。TC为控制变压器，D1-D4为整流二极管，TC接入220V交流电压，输出12V交流电压，12V交流电压经整流后产生12V直流电源。

如图3，本系统由水位监测及对监测的电信号进行放大驱动、信号继电器J等部分构成，P1、P2、P3为三根监测电极探头，探头P1放置于冷凝水池内接近底部离水泵远一点的位置，保持相对的稳定，且与+12V直流电源连接；探头P2放置于电极P1的上面，其高度设定为正好淹没水泵电机过滤网最高的位置，若位置偏高，水池上部分可用的水量会减少，过低易烧电机；探头P3放置于水池的顶端，其位置与溢流管平齐，保证不溢出时的最大的盛水量。信号采集部分由R2、R3组成，V4为倒相三极管，输出高、低两种电平，R4、R5、V5及V5的负载组成饱和放大电路，C1、C2为滤波电路，V1、R1及V2、R6组成指示电路。信号采集、放大、控制部分对电极经过水体传来的电信号进行放大，驱动信号继电器J工作，信号继电器J的常开触点J控制中间继电器KA3，中间继电器KA3控制水泵电机和电磁阀，最终确定冷凝废水系统和自来水系统的工作状态。

工作流程：冷凝废水连续流进冷凝水池，当冷凝废水触及探头P1时，水体带12V电信号，探头P2、P3处于电信号断开状态，电路处于原始状态，即V4截止、V5导通、继电器J吸合状态，中间继电器KA3工作，水泵电机停止，电磁阀得电工作，由自来水系统向冲水箱供水；当集水池内冷凝废水的水位触及探头P2时，由于信号继电器处于工作状态，其常闭触点断开，电路监测不到水体传递来的电信号，电路维持原状；当集水池内冷凝废水的水位触及探头P3时，12V直流信号经水体传递到探头P3，经过导线连接到电路的由R2、R3构成的电路输入端，R3上的分压VR3≈12×R3/(R2+R3)＝9.57V＞0.7V，三极管V4导通，V5因基极低电位截止，电流经R4流到V4再流到地，信号继电器J停止工作，其常开触头J断开，常闭合触头J闭合，图1所示中间继电器KA3停止工作，其常闭触点KA3接通KM1线圈回路，接触器KM1吸合，水泵电机工作，冷凝废水系统工作，KA3的常开触点KA3使自来水系统停止工作，水泵往公卫冲水箱里面加水，本系统加水时长为45秒，45秒完成一次冲水，加水时长由循环时间模块KT3控制，根据本单位情况，连续两次冲水之间的等待时长设为5分钟，本时长均由循环时间模块KT3设定控制，在因使用水位下降未脱离与P2接触前，系统一直维持原工作状态；当水位继续下降离开探头P2时，电路输入端没有信号输入，R2、R3上无信号电压，三极管V4因基极低电位截止，V5的基极电压VR5≈12×R5/(R4+R5)＝8.25V＞0.7V，V5导通，继电器J工作，KA3得电，KM1停止工作，冷凝废水供水系统停止，自来水供水系统工作，实现了有冷凝废水时冷凝废水系统无条件优先工作、无冷凝废水时自动转化为自来水系统工作的模式转化。(V5的基极电压由R4、R5串联电路中的R5分压，计算时I b忽略不计，R7为保险电阻，R6、R1为限流电阻。)

如图4所示，电路由循环时间模块KT-1、KT-2、中间继电器KA-1、电源指示HD1及继电器的触点组成，触点KT21与模块KT-1串联，触点KT12与模块KT-2串联，触点KT11与中间继电器KA-1串联，模块KT-1支路、KT-2支路、中间继电器KA-1支路相并联。

开关K闭合，HD1点亮，循环时间模块控制电路得电，循环时间模块继电器KT-2的延时断开触点KT2处于闭合状态，循环时间模块继电器KT-1得电延时，延时时间到其延时断开触点KT11断开，中间继电器KA-1失电停止工作，电磁阀或接触器KM1失电停止工作，同时循环时间模块继电器KT-1的延时闭合触点KT12闭合，循环时间模块继电器KT-2得电延时，延时时间到其延时断开触点KT2断开，此时循环时间模块继电器KT-1失电停止工作，其延时闭合触点KT12瞬时断开，循环时间模块继电器KT-2失电停止工作，其延时断开触点KT21瞬时闭合，循环时间模块继电器KT-1完成一次循环后又一次得电启动，进入下一次循环，循环往复，电磁阀、接触器的工作状态也随着循环时间模块KT-1、KT-2进行启动-停止的循环往复，实现水泵电机、电磁阀的启动-停止的循环往复，控制冲水箱的进水和停止工作状态。

采用区段水体控制，避免了常烧水泵电机的现象：图3水位监测设置电极探头P1、P2、P3，P1探头放置最低位，P2探头放置于P1之上靠近P1的位置，其高度大于且接近水泵电机过滤网最高处的高度，电机不至于空吸易烧毁，P3探头放置于水池最高位置—顶端。P1连接直流控制电源+12V端，P2通过控制继电器J与电路输入端电阻R2连接，P3直接与电路输入端电阻R2连接。

水位区段控制：水池无水或水位在P3探头以下，电路输入端R2没有输入信号，V4截止，V5导通，信号继电器J吸合，中间继电器KA3吸合，其常闭触点KA3断开，接触器KM1断开，水泵停止状态；水位由低到高触及探头P3，+12V电信号经水体加到探头P3再连接到R2，V4导通，V5截止，继电器J停止工作，中间继电器KA3停止工作，其常闭触点接通接触器KM1线圈，水泵启动，自来水停止，电路自动转化为冷凝废水供水模式，水位下降，低于探头P2时，V4因基极失电停止工作，V5导通，继电器J吸合，中间继电器KA3得电，其常闭触点KA3断开，接触器KM1停止，水泵停止，电路自动转换到自来水供水模式。

水位自探头P3下降到探头P2处停止，之后再上升到探头P3处又因水泵启动工作而下降，始终在P2和P3之间变化，水泵电机按启动45秒停止5分钟的时间关系工作，不至于在某一位置因水位上下稍微波动而导致水泵电机频繁的启动与停止而烧毁，大幅延长了水泵的使用寿命。

如果冷凝废水量大，水位不会低于探头P2位置，公卫冲洗彻底不用自来水。关于冲水频次，由人对公卫冲洗效果的实际要求决定，冷凝废水系统以此为参考，循环时间模块T3控制进水的时间和频率。

冷凝废水优先使用原则：充分利用冷凝废水，水池无水时，自来水系统工作；水池有水时冷凝水系统工作，即使处于工作状态的自来水系统也立即无条件停止，自动转为冷凝废水系统工作。

冷凝废水供水系统的时间控制：循环时间模块T2管理冷凝废水工作的时间段即早8：00点～晚19:00为工作时间段，晚19：00～8：00水泵停止，T2的原理图如图1，循环时间模块T3管理冷凝废水注水时间和频次。原理图如图1。

工作原理(流程)当水池无水时，探头P1的电信号无法达到电路的输入端R2，三级管V4因无基极电压截止，三极管V5基极因高电位导通，信号继电器吸合，其常开触点闭合，中间继电器KA3得电工作，其常闭触点KA3断开，水泵控制接触器KM1失电，水泵电机停止工作，同时中间继电器KA3的常开触点闭合，接通电磁阀线圈回路，供水系统由冷凝废水无条件转化为自来水，也即冷凝水池无水自来水系统自动工作；随着冷凝废水陆续流进冷凝水池，当冷凝废水触及探头P1时，水体带+12V电信号，由于探头P2、P3处于电信号断开状态，电路维持原状态，即水泵电机停止工作、电磁阀得电工作，由自来水系统向冲水箱供水；随着水位的继续上升，当冷凝水池内冷凝废水的水位触及探头P2时，由于信号继电器处原工作状态，其常闭触点断开，探头P2、P3处于断开位置，电路监测不到水体传递来的电信号，电路维持原状，即水泵电机停止工作、电磁阀得电工作，还是自来水系统向冲水箱供水；当冷凝水池内冷凝废水的水位触及探头P3时，+12V直流信号经水体传递到探头P3，经过导线连接到电路的由R2、R3构成的电路输入端，R3上的分压VR3≈12×R3/(R2+R3)＝9.57V＞0.7V，三极管V4导通，V5因基极低电位截止，支路电流经R4流到V4再流到地，V5截止，信号继电器J停止工作，其常开触头J1断开，图1所示中间继电器KA3停止工作，其常闭触点KA3接通KM1线圈回路，接触器KM1吸合，水泵电机工作，冷凝废水系统工作，同时KA3的常开触点KA3断开，自来水系统停止工作，水泵往公卫冲水箱里面加水，在循环时间模块KT3控制下经过45秒(可调)完成了一次冲水，在循环时间模块KT3控制下等待5分钟(可调)开始往冲水箱加水，水位下降未脱离与P2接触前系统一直维持本工作状态；当水位继续下降离开探头P2时，电路输入端没有信号输入，R2、R3上无信号电压，三极管V4因基极低电位截止，V5的基极电压VR5≈12×R5/(R4+R5)＝8.25V＞0.7V，V5导通，继电器J工作，KA3得电，KM1停止工作，冷凝废水供水系统停止，转为自来水供水系统工作，如此循环，实现了有冷凝废水时冷凝废水系统优先工作、无冷凝废水时自动转化为自来水系统工作的模式。

水位自探头P3下降到探头P2处停止，之后再上升到探头P3处又因水泵启动工作而下降，始终在P2和P3之间变化，水泵电机按启动45秒停止5分钟的时间关系工作，不至于在某一位置因水位上下稍微移动而导致水泵电机频繁的启动与停止而烧毁，大幅延长了水泵的使用寿命。

如图3所示，当集水池内冷凝废水的水位淹没过电极探头2(传感器)达到电极探头3时，12V直流信号经由电极探头1传递到传感器探头3，经过导线输入到控制电路3(信号检测、放大、驱动)的由R2、R3构成的冷凝废水供水控制电路的输入端，R3上的分压VR3＞0.7V[VR3≈12×R3/(R2+R3)＝9.57V]，三极管V4导通，V5因基极低电位截止，电流经R4、V4、到地，信号继电器J停止工作，其常开触头J1断开，如图1，中继KA3停止工作，其常开触点KA3断开，自来水系统停止工作，其常闭触点KA3闭合接通KM1线圈回路，接触器KM1吸合，水泵电机工作，冷凝废水系统工作，水泵往公卫冲水箱里面加水，加水的时长、冲水的频次由循环时间模块KT2、KT3控制，KT2循环时间模块设定非工作时间中继KA2、模块KT3因断电不能工作，KM1也不能工作，水泵不能启动工作；KT3循环时间模块根据实际要求设定了水泵抽水的时长及停机的时长，即冲水的频率，KT3模块在KT2模块设定的冲水时间段才通过控制KA2控制KM1工作状态，，水泵才往冲水箱加水，反之，控制电路没有信号输入时，R2、R3上无电压，三极管V4的基极低电位，V4截止，V5的基极电压VR5＞0.7V[VR5≈12×R5/(R4+R5)＝8.25V]，V5导通，继电器J工作，KA3得电，KM1停止工作，冷凝废水供水系统停止，转为自来水供水系统工作，V5的基极电压由R4、R5串联电路中的R5分压，计算时I b忽略不计，R7为保险电阻，R6、R1为限流电阻。

1、科学、合理的应用冷凝废水

(1)采用智能化冷凝废水利用控制技术，没有因为是冷凝废水就无节制的使用，同样对冷凝废水进行了两个方面的控制，一方面，非工作时间段停止不用；另一方面，同样对冷凝废水的进水时长和和冲水频率实施控制，最大限度地减少了自来水用量，从实际应用的情况来看，冷凝废水可以减少80％左右的自来水用量，智能化技术管理的应用，消除了人的惰性，使用水受控。解决了冷凝废水向地表无节制地流放的问题，全部被用于公卫冲洗；充分利用冷凝废水，自来水用量大幅减少，达到降低生产成本的目的；采用区段控制法，消除了常烧水泵电机现象；项目的实施对保护生态环境有益。

(2)本申请充分利用智能化控制技术，把两个冲水系统管理起来，实现了对废水优先使用的智能化控制

当冷凝水池无水时，探头P1的电信号无法达到电路的输入端R2，三级管V4因无基极电压截止，三极管V5基极因高电位导通，信号继电器吸合，其常开触点闭合，中间继电器KA3得电工作，其常闭触点KA3断开，水泵控制接触器KM1失电，水泵电机停止工作，同时中间继电器KA3的常开触点闭合，接通电磁阀线圈回路，供水系统由冷凝废水无条件转化为自来水；当冷凝水池进水，其水位上升触及探头P1时，虽然水体带+12V电信号，但探头P2、P3处于电信号断开状态，电路维持由自来水系统向冲水箱供水；随着水位继续上升，当冷凝水池内冷凝废水的水位触及探头P2时，由于信号继电器处原工作状态，其常闭触点断开，探头P2、P3处于断开位置，电路监测不到水体传递来的电信号，电路维持原状，还是自来水系统向冲水箱供水；当冷凝水池内冷凝废水的水位触及探头P3时，+12V直流信号经水体传递到探头P3，经过导线连接到电路的由R2、R3构成的电路输入端，三极管V4导通、V5截止，信号继电器J停止工作，其常开触头J断开，中间继电器KA3停止工作，其常闭触点KA3接通KM1线圈回路，接触器KM1吸合，水泵电机工作，冷凝废水系统工作，同时KA3的常开触点KA3断开，自来水系统无条件停止工作，由水泵往公卫冲水箱里面加水；当水位陆续下降离开探头P2时，电路输入端没有信号输入，三极管V4截止，V5导通，继电器J工作，KA3得电，KM1停止工作，冷凝废水供水系统停止，转为自来水供水系统工作，实现了无冷凝废水时自动转化为自来水系统工作，有冷凝废水时冷凝废水系统优先工作的模式。

(3)本申请解决了过度使用自来水的问题

(A)智能化控制电路中在下水池有冷凝废水的情况下优先使用冷凝废水，只有在冷凝废水水位下降到下限位时，自动转化为自来水供水，自来水用量大幅下降。

(B)与之前相比，自来水供水系统也改为了冲水箱进水时长和冲洗频率可控。有别于冷凝废水系统的水泵流量不能任意调整，在自来水供水系统进水管上安装了水阀，调节开度即可调整冲水的频率，自来水用量进一步下降。

2、往冲水箱加水的时长和频率、装置的工作时间和非工作时间可根据应用的实际情况调整。

3、进一步降低了生产成本

充分利用冷凝废水，减少自来水用量，达到降低生产成本的目的。

4、解决了废水向地表无节制地流放的问题

5、采用区段控制法，消除了常烧水泵电机现象。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷凝废水回收利用控制装置，包括自来水系统，所述自来水系统用于控制自来水自动为公卫冲水箱供水；其特征在于：还包括废水系统以及切换控制模块，所述废水系统与公卫冲水箱连接，用于为公卫冲水箱供水；所述切换控制模块用于控制自来水系统和废水系统两者之一为公卫冲水箱供水。

2.如权利要求1所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述切换控制模块包括驱动电路和中间继电器KA3，所述驱动电路根据废水系统的储水量来控制中间继电器KA3的动作，所述中间继电器KA3的常闭触点和常开触点分别串接在废水系统控制回路和自来水系统控制回路中，用于通过中间继电器KA3的常开触点和常闭触点来控制自来水系统和废水系统两者之一且仅有其一为公卫冲水箱供水。

3.如权利要求2所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述驱动电路包括水位监测模块、开关控制电路、信号继电器J，所述水位监测模块根据废水系统中废水池的水位信息来控制开关控制电路的工作状态，所述开关控制电路输出端与信号继电器J的线圈串接后分别接电源的正负极；所述信号继电器J的常开触点与中间继电器KA3的线圈串接后分别连接控制电源两端。

4.如权利要求3所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述开关控制电路包括三极管V4、三极管V5，所述三极管V4的基极与水位监测模块连接，所述三极管V4的集电极与三极管V5的基极连接，所述三极管V4的集电极分别经过电阻R5接地、经过电阻R4接电源正极；所述三极管V5的发射极经限流保险电阻接地、集电极经信号继电器J的线圈与电源正极连接。

5.如权利要求4所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述开关控制电路还包括指示灯V2，所述指示灯V2与电阻R6串联后并联在信号继电器J的线圈两端。

6.如权利要求3所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述水位监测模块包括水位探头P1、P3，所述水位探头P1设置在废水池的底部，其与电源正极连接，所述水位探头P3设置在废水池上部，所述水位探头P3经电阻R2连接至三极管V4的基极；在电阻R2与三极管V4的基极之间引出接线端子经电阻R3接地。

7.如权利要求6所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述水位监测模块还包括水位探头P2，所述水位探头P2设置在废水池内且位置介于P1和P3位置之间；所述水位探头P3和电阻R2连接点之间引出端子经信号继电器J的常闭触点连接至所述水位探头P2。

8.如权利要求7所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述水位探头P2的设置在废水池中且高于水位探头P1的位置，其高度大于水泵过滤网的高度。

9.如权利要求1-8任一所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述废水系统包括设置在废水池中的水泵、水泵控制接触器KM1，所述水泵控制接触器KM1的线圈与中间继电器KA3的常闭触点串接形成水泵供电控制回路，水泵控制回路两端分别连接控制电源两端；所述水泵控制接触器KM1的常开触点串接设置在水泵的供电回路上，用于控制水泵的供电工作；所述自来水系统包括用于控制自来水向公卫冲水箱供水的电磁阀YV，所述电磁阀YV与中间继电器KA3的常开触点串联后形成自来水控制回路，所述自来水控制回路的两端分别连接控制电源两端。

10.如权利要求9所述的一种冷凝废水回收利用控制装置，其特征在于：所述废水系统还包括循环时间模块KT2、循环时间模块KT3、中间继电器KA2；所述自来水系统还包括循环时间模块KT1、中间继电器KA1；所述中间继电器KA2的常开触点串接在水泵供电控制回路中；所述中间继电器KA1的常闭触点串接在水泵供电控制回路中；所述循环时间模块KT2用于控制水泵的工作和关闭时间以控制废水系统的工作状态，其供电控制端分别连接控制电源两端，其根据设定的时间来循环控制触点的断开与闭合；所述循环时间模块KT3用于控制水泵工作的频次，其根据预设的工作频次控制其开关触点的动作；所述循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后再与循环时间模块KT2的常开触点串联形成的控制回路，两端分别连接控制电源的两端；所述循环时间模块KT3的常闭触点与中间继电器KA2的线圈串联后两端并联设置有循环时间模块KT3的线圈；所述循环时间模块KT1的供电两端分别连接至控制电源两端并由上电信号放大控制其供电；所述循环时间模块KT1的常开触点与中间继电器KA1线圈串联接后两端分别连接控制电源两端；所述中间继电器KA1的常开触点串接在自来水电磁阀控制回路中。

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