CN204370556U - 一种暖瓶水回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种暖瓶水回收利用装置，包括储水箱装置和电路控制装置，储水箱装置为长方体容器，长方体容器下半部分位于地面下，上半部分位于地面上，电路控制装置连接于储水箱装置的侧壁上，储水箱装置包括浮栓式保温水箱模块和集水模块，浮栓式保温水箱模块位于储水箱装置上半部分内，集水模块位于储水箱装置上半部分的外侧壁上。使用时，通过集水模块收集学生暖瓶里的剩余水，储水箱装置具备净水处理、水位检测等功能，电路控制装置，内有控制电路，具有时间控制等功能，能在设定时段控制电机运作，实现抽水。该装置实现暖水瓶里温水的回收，通过净化处理后加以利用，实现水资源的再循环使用，从一定程度上缓解当今水资源紧缺的难题。

Description

一种暖瓶水回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种暖瓶水回收利用装置。

背景技术

热水是人们生活所必须的资源。现今高校的热水房是为在校学生提供大量热水资源的场所，然而高校的热水房既是高校热水“供应基地”，也是水资源严重浪费的场所。每天都有大量的学生来热水房打取热水，在接取热水时许多同学将水瓶里剩余的热水直接倒掉，然后再接热水，这样的现象时时刻刻都在发生，由此造成了大量水资源和水热能的浪费。因此，对校园暖瓶水的回收利用是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种暖瓶水回收利用装置，该装置可以实现暖水瓶里温水的回收，通过净化处理后加以利用，实现水资源的再循环使用，从一定程度上缓解当今水资源紧缺的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种暖瓶水回收利用装置，包括储水箱装置和电路控制装置，所述储水箱装置为长方体容器，所述长方体容器下半部分位于地面下，上半部分位于地面上，减少了水箱的所占空间，所述电路控制装置连接于储水箱装置的侧壁上，所述储水箱装置包括浮栓式保温水箱模块和集水模块，所述浮栓式保温水箱模块位于储水箱装置上半部分内，所述集水模块位于储水箱装置上半部分的外侧壁上，所述电路控制装置内有控制电路，所述控制电路中含有电源模块、微处理器模块、显示界面、继电器控制模块对电机和水泵进行控制。电机与电路控制装置相连接，水泵位于储水箱模块内，可以定时抽取储水箱装置中的水向外输送。

所述集水模块由进水口，进水管道以及小型保温箱组成。进水口和进水管道相通，小型保温箱内充满软性保温材料包裹着进水管道。

所述浮栓式保温水箱模块的保温壁是两层聚苯乙烯泡沫板，所述浮栓式保温水箱模块内部设有浮栓，所述浮栓是一块由轻质保温材料制成的板，所述轻质保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料，浮栓浮在水面上能随水位升降，使箱中的水几乎完全失去了自由表面，因而能杜绝汽化，大大减少热能的损失。

所述储水箱装置内部设有过滤装置，所述过滤装置两侧开口，所述过滤装置包括挡板、盖板、筛板和过滤槽，所述筛板插入两挡板之间，且与盖板有一定间距，所述挡板与过滤槽壁焊接。如需洗刷，将法兰盖板打开，抽出筛板洗刷即可。洗刷换取，简便易行，此套装置的添加，将收集到的暖壶水中水垢进行过滤，同时并克服了因碳酸钙等物质因自身粘性堵塞筛孔的弊病。

所述电源模块采用开关电源对电机供电，经过输入滤波，整流与滤波，逆变以及二次整流向电机提供恒定直流电压。开关电源输出电压稳定，能提供较大电流且抗干扰能力强。利用7805并联电容向单片机提供恒定的5V直流电压，成本低且易于操作。

所述微处理模块采用SC15F2K61S2单片机，是STC生产的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的51单片机，超强抗干扰，高速，高可靠，低功耗，速度比平常单片机快8—12倍。该类单片机具有宽电压和宽温度范围(-40℃～85℃)的特点，适应恶劣环境。功耗极低，掉电模式可由外部中断唤醒,十分适用于电池供电系统，性价比突出。

所述显示界面采用LCD1602作为信息显示器件，可方便查看液位高度的实时信息以及当前时间，实现更好的人机交互功能。1602液晶满足全部需要的信息显示，能耗低且易于操作，性价比高。

所述继电器控制模块用直流继电器作为电力电子开关，可方便控制电机的通断，进而可以控制水泵的工作状态。所述单片机输出引脚与直流继电器之间通过ULN2003驱动芯片增加驱动能力。使用方便、灵活，并体现了低电压控制高电压的特点。

所述电路控制模块采用DS1302时钟芯片来实现定时功能。

在一优选实施例中，所述长方体容器的底部位于地平面以下0.6m处，并且使集水模块进水口高度为0.8m,使暖瓶水倾倒变得方便。

在一优选实施例中，所述集水模块设有两个圆锥形进水口，由不锈钢材料制成。进水管道为聚乙烯保温管道，具有良好的绝热性能。小型保温箱内充满聚苯乙烯泡沫塑料，该材料包裹着进水管道，起到进一步的保温效果。

使用时，通过集水模块收集学生暖瓶里的剩余水，并将回收的水通过保温管道引入储水箱，回收的水通过储水箱的入口直接进入内设的过滤装置，用以除去暖水瓶里的水垢等杂质；在储水箱上安装有检测水位的传感器，当水位到达一定高度会通过传感器给电路控制装置报警，从而使储水箱中的水泵工作抽取部分水，使水位维持在一定高度。电路控制装置，内有控制电路，具有时间控制等功能，能在设定时段控制电机运作，实现抽水，进入浴室热水系统等场所中进行余热利用和水资源再利用。

本实用新型的暖瓶水回收利用装置的储水设备采用浮栓式储水设计，能更大程度的起到保温效果，采用的材料普通，不需要大量的资金投入。同时储水箱中还附加了净水功能，将原本的储水器、净水器融于一身，节约空间的同时又提高了水处理效率。该装置能将这些浪费的热水净化再利用，一定程度上改善中国高校用水现状，尽可能减少水资源的浪费，实现水资源的循环利用，节水量丰富，为学校、居民区、企业减少用水支出，同时也能充分利用剩余热水的热能，减少加热所耗费的资源。采用模块化的设计，将过滤装置放入储水箱内，减少热量损失，同时此装置部分埋入地下，具有占地空间小、成本低、自动化程度高等特点。设计中多为机械装置，效率高且故障率低。

此外，本实用新型的装置可以应用到社会各个方面，例如寄宿制中小学、供应热水的居民区、员工集体居住的企业园，甚至旅馆、餐厅等服务行业，范围广阔，前景良好。

附图说明

图1为本实用新型暖瓶水回收利用装置的结构示意图；

图2为本实用新型集水模块的结构示意图；

图3为本实用新型浮栓式保温水箱模块的结构示意图；

图4是本实用新型过滤装置的结构示意图；

图5是本实用新型电源模块的电路原理图；

图6是本实用新型微处理器模块的电路原理图；

图7是本实用新型显示界面的电路原理图；

图8是本实用新型定时模块的电路原理图；

图9是本实用新型实现水位控制的流程图。

图中，1储水箱装置，2电路控制装置，3浮栓式保温水箱模块，4集水模块，5过滤装置，6浮栓，7保温壁，8挡板，9盖板，10筛板，11过滤槽，12进水口，13进水管道，14小型保温箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，暖瓶水回收利用装置，包括储水箱装置1和电路控制装置2，储水箱装置1为长1.8m,宽1.2m,高1.4m的长方体容器，长方体容器下半部分位于地面下，上半部分位于地面上，减少了水箱的所占空间，长方体容器的底部位于地平面以下0.6m处，并且使集水模块进水口高度为0.8m，使暖瓶水倾倒变得方便。电路控制装置2连接于储水箱装置1的侧壁上，储水箱装置1包括浮栓式保温水箱模块3和集水模块4，浮栓式保温水箱模块3位于储水箱装置1上半部分内，集水模块4位于储水箱装置1外侧壁上，电路控制装置2内有控制电路，控制电路中含有电源模块、微处理器模块、显示界面、继电器控制模块对电机和水泵进行控制。电机与电路控制装置相连接，水泵位于储水箱模块内，可以定时抽取储水箱装置中的水向外输送。

如图2所示，集水模块4由进水口12，进水管道13以及小型保温箱14组成。集水模块4设有两个圆锥形进水口12，由不锈钢材料制成。进水管道13为聚乙烯保温管道，具有良好的绝热性能。小型保温箱14内充满聚苯乙烯泡沫塑料，该材料包裹着进水管道13，起到进一步的保温效果。

如图3所示，浮栓式保温水箱模块3为长方体，其保温壁7是两层聚苯乙烯泡沫板，总厚度为0.05m。导热系数为0.03-0.04kcal﹒m^-1﹒h^-1﹒℃^-1。浮栓式保温水箱模块3内部设有浮栓6，所述浮栓6是一块由轻质保温材料(聚苯乙烯泡沫塑料)制成的板，浮栓6浮在水面上能随水位升降，使箱中的水几乎完全失去了自由表面，因而能杜绝汽化，大大减少热能的损失。

如图4所示，储水箱装置1内部焊接有过滤装置5，过滤装置5两侧开口，过滤装置5包括挡板8、盖板9、筛板10和过滤槽11，筛板开口率47％，开口直径5mm，筛板厚5mm所述筛板10插入两挡板8之间，且与盖板9间距为0.5mm，所述挡板8与过滤槽11壁焊接。如需洗刷，将法兰盖板9打开，抽出筛板10洗刷即可。洗刷换取，简便易行，此套装置的添加，将收集到的暖壶水中水垢进行过滤，同时并克服了因碳酸钙等物质因自身粘性堵塞筛孔的弊病。

如图5所示，电源模块采用开关电源对电机供电，经过输入滤波，整流与滤波，逆变以及二次整流向电机提供12V恒定直流电压。开关电源输出电压稳定，能提供较大电流且抗干扰能力强。利用7805并联电容向单片机提供恒定的5V直流电压，成本低且易于操作。

如图6所示，微处理模块采用SC15F2K61S2单片机，是STC生产的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的51单片机，超强抗干扰，高速，高可靠，低功耗，速度比平常单片机快8—12倍。该类单片机具有宽电压和宽温度范围(-40℃～85℃)的特点，适应恶劣环境。功耗极低，掉电模式可由外部中断唤醒,十分适用于电池供电系统，性价比突出。

如图7所示，显示界面采用LCD1602作为信息显示器件，可方便查看液位高度的实时信息以及当前时间，实现更好的人机交互功能。1602液晶满足全部需要的信息显示，能耗低且易于操作，性价比高。

继电器控制模块用直流继电器作为电力电子开关，可方便控制电机的通断，进而可以控制水泵的工作状态。所述单片机输出引脚与直流继电器之间通过ULN2003驱动芯片增加驱动能力。使用方便、灵活，并体现了低电压控制高电压的特点。

如图8所示，电路控制模块采用DS1302时钟芯片来实现定时功能。开水房关闭后，在固定时间点，传感器进行一次检测，检测到水箱中还有水剩余，通过输出电压控制则电机工作，进行抽水，直到检测到的水位低于下限值后停止工作，实现定时抽水功能。若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，采用DS1302能更好的解决这个问题。DS1302内含有一个实时时钟/日历和31个字节的静态RAM，可以通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。单片机通过读取时钟芯片各寄存器里面的数据，将精确的时间显示在1602液晶上，功耗低。

如图9所示，水位控制通过图中流程实现，蓄水池中的水是低导电率的液体，通过电容式液位传感器测量电路将液位高度变化转换成相应的电容变化，经过电容电压转换电路进而转换成电压变化，然后放大滤波得到合适大小范围的电压信号，经过单片机本身自带的模拟数字电压转换功能将实际电压采集好，进而可较精确获得蓄水池内液位高度。同时液晶会实时显示当前时间和蓄水池内水位，人机交互性能较好。每天开水房正常供水时间段内，若蓄水池内水位高度高于警戒水位，则电容式液位传感器输出信号大于原设定好的数值，单片机引脚输出信号发生翻转，继电器常开开关闭合，控制电机以大功率运转，带动水泵抽水，使蓄水池内液面高度保持在合理范围内。开水房关闭后，若蓄水池内仍有较多水，则电机继续工作，直到检测到的水位低于下限值后停止工作。

使用时，通过集水模块收集学生暖瓶里的剩余水，并将回收的水通过保温管道引入储水箱，回收的水通过储水箱的入口直接进入内设的过滤装置，用以除去暖水瓶里的水垢等杂质；在储水箱上安装有检测水位的传感器，当水位到达一定高度会通过传感器给电路控制装置报警，从而使储水箱中的水泵工作抽取部分水，使水位维持在一定高度。电路控制装置，内有控制电路，具有时间控制等功能，能在设定时段控制电机运作，实现抽水，进入浴室热水系统等场所中进行余热利用和水资源再利用。

以山东省山东大学兴隆山校区为例，经过一周的调查，平均每一天共有4621人打热水，经抽样调查得人均剩余热水为0.327L。

一天所倾倒的剩余暖壶水为：0.327×4621＝1511.067L＝1.511m³。

过滤装置需要位于顶部以下0.3m,且要保证一定的容量，减少水泵抽水次数。外形设计为1.8×1.2×1.4m^-3。

经测量统计，暖水瓶所倾倒的剩余热水平均温度为34.67℃。

夏季洗澡水的温度以35-40℃为宜，春秋二季以4O-45℃为宜，冬季以45-50℃为宜。

以冬季为例，仅需对收集的热水加热11.33-16.33℃。

设每日将1.551t自来水由6℃加热到34.67℃所需热Q的计算式为：

Q＝mc(t₂-t₁)，

式中，Q—每日将1.511t自来水由6℃加热到34.67℃所需热量；

m—每日收集的剩余热水量，为1511kg；

t₂—热水温度，为34.67℃。

由式上计算得，

Q＝0.11GJ。

电开水锅炉耗电量的计算式为：

$W=\frac{Q}{3600\mathrm{\η}},$

由此得，W＝32.655kW·h。

经计算兴隆山校区一天可回收1.511t水以及节约32.655kW·h的电。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种暖瓶水回收利用装置，其特征是，包括储水箱装置和电路控制装置，所述储水箱装置为长方体容器，所述长方体容器下半部分位于地面下，上半部分位于地面上，所述电路控制装置连接于储水箱装置的侧壁上，所述储水箱装置包括浮栓式保温水箱模块和集水模块，所述浮栓式保温水箱模块位于储水箱装置上半部分内，所述集水模块位于储水箱装置上半部分的外侧壁上，所述电路控制装置内有控制电路。

2.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述集水模块由进水口，进水管道以及小型保温箱组成，所述进水口和进水管道相通，所述小型保温箱内充满软性保温材料包裹着进水管道。

3.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述浮栓式保温水箱模块的保温壁是两层聚苯乙烯泡沫板，所述浮栓式保温水箱模块内部设有浮栓，所述浮栓是一块由轻质保温材料制成的板，所述轻质保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料。

4.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述储水箱装置内部设有过滤装置，所述过滤装置两侧开口，所述过滤装置包括挡板、盖板、筛板和过滤槽，所述筛板插入两挡板之间，且与盖板有间距，所述挡板与过滤槽壁焊接。

5.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述控制电路中含有电源模块、微处理器模块、显示界面、继电器控制模块对电机和水泵进行控制，所述电机与电路控制装置相连接，所述水泵位于储水箱模块内。

6.如权利要求5所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述电源模块采用开关电源对电机供电，经过输入滤波，整流与滤波，逆变以及二次整流向电机提供恒定直流电压；所述微处理模块采用SC15F2K61S2单片机；所述显示界面采用LCD1602作为信息显示器件；所述继电器控制模块用直流继电器作为电力电子开关，所述单片机的输出引脚与直流继电器之间通过ULN2003驱动芯片增加驱动能力。

7.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述电路控制装置采用DS1302时钟芯片来实现定时功能。

8.如权利要求1所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述储水箱装置的底部位于地平面以下0.6m处。

9.如权利要求2所述的暖瓶水回收利用装置，其特征是，所述进水口的形状为圆锥形，由不锈钢材料制成，并且进水口与地面距离为0.8m，所述进水管道为聚乙烯保温管道，所述小型保温箱内充满聚苯乙烯泡沫塑料。