CN217437953U - 净水系统及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种净水系统及设备，净水系统包括：水箱；第一检测器，用于检测净水系统进水的总溶解固体值，得到进水TDS；第一水泵，第一水泵连接在净水系统的水路上；电渗析膜堆和出水口；水路切换装置，水路切换装置分别与第一水泵、水箱、电渗析膜堆和出水口连接，用于切换净水系统的水路；控制器，用于根据进水TDS确定倒极时间，并根据倒极时间确定制水模式，以及在净水系统制水时，根据所确定的制水模式，对水路切换装置、电渗析膜堆的施加电压进行控制。该净水系统可根据净水系统的进水水质情况，及时切换净水系统的水路和制水模式，来延长电渗析膜堆内部的结垢时间，减少对电渗析膜堆的清洗次数，延长电渗析膜堆的使用寿命。

Description

净水系统及设备

技术领域

本实用新型涉及净水技术领域，特别是涉及到一种净水系统及设备。

背景技术

电渗析应用于家用净水机具有以下优势：淡水水质可调，回收率高，净水出水比例可达到90％。基于以上优势，电渗析在家用净水机领域具有较大的应用潜力。

对于电渗析膜堆，在频繁的净水过程中，膜堆的一端会吸附大量的离子，其中钙镁离子居多，长期使用过程中，会导致形成碳酸钙和碳酸镁等水垢，造成膜堆堵塞、承压，从而造成净水能力下降，甚至失去净水能力。因此，提供一种可有效延长电渗析膜堆使用寿命的净水系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种净水系统，以根据净水系统的进水水质情况，切换净水系统的水路和制水模式，具有可有效延长电渗析膜堆的使用寿命的优点。

本实用新型的第二个目的在于提出一种净水设备。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种净水系统，包括：水箱；第一检测器，用于检测所述净水系统进水的总溶解固体值，得到进水TDS；第一水泵，所述第一水泵连接在所述净水系统的水路上；电渗析膜堆和出水口；水路切换装置，所述水路切换装置分别与所述第一水泵、所述水箱、所述电渗析膜堆和所述出水口连接，用于切换所述净水系统的水路；控制器，所述控制器分别与所述第一检测器、所述水路切换装置、所述第一水泵连接，用于根据所述进水TDS确定倒极时间，并根据所述倒极时间确定制水模式，以及在所述净水系统制水时，根据所确定的制水模式，对所述第一水泵、所述水路切换装置、所述电渗析膜堆的施加电压进行控制。

根据本实用新型的净水系统，在第一水泵、水箱、电渗析膜堆和出水口之间设置水路切换装置，通过控制器根据净水系统的进水水质情况，及时切换净水系统的水路和制水模式，来延长电渗析膜堆内部的结垢时间，减少对电渗析膜堆的清洗次数，延长电渗析膜堆的使用寿命。

另外，根据本实用新型上述提出的净水系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述水箱包括原水箱和废水箱，所述电渗析膜堆包括第一水室和第二水室，所述水路切换装置包括：第一流量阀、第二流量阀和第三流量阀，所述第一流量阀的一端与所述第一水泵连接，所述第一流量阀的另一端与所述第二流量阀的一端连接，形成第一节点，所述第二流量阀的另一端与所述第一水室的进水端连接，所述第三流量阀的一端与所述第一节点连接，所述第三流量阀的另一端与所述第二水室的进水端连接；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀的一端与所述出水口连接，所述第二电磁阀的一端与所述废水箱连接，所述第三电磁阀的一端与所述第一电磁阀的另一端连接，形成第二节点，所述第四电磁阀的一端与所述原水箱连接，所述第二电磁阀的另一端与所述第四电磁阀的另一端连接，形成第三节点，所述第三电磁阀的另一端与所述第四电磁阀的另一端连接，形成第四节点，所述第四节点与所述第三节点连接；四通阀，所述四通阀的第一端与所述第一水室的出水端连接，所述四通阀的第二端与所述第二节点连接，所述四通阀的第三端与所述第三节点连接，所述四通阀的第四端与所述第二水室的出水端连接；其中，所述控制器分别与所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述第三流量阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀和所述四通阀连接。

在一些示例中，所述系统还包括：第二检测器，所述第二检测器用于检测所述净水系统出水的总溶解固体值，得到出水TDS；多个储水件，所述储水件用于储存不同TDS值的净水；其中，水路切换装置具体用于将经过所述净化组件净化后的净水输入所述储水件，所述控制器还用于确定目标TDS，根据所述目标TDS和所述出水TDS调节施加至所述电渗析模块的电压，并在所述出水TDS达到所述目标TDS时，控制所述水路切换装置将经过所述净化组件净化后的净水输入至相应的储水件。

在一些示例中，所述系统包括：前置滤芯，所述前置滤芯设置在所述电渗析膜堆的进水侧；后置滤芯，所述后置滤芯设置在所述电渗析膜堆的出水侧。

在一些示例中，所述前置滤芯采用活性炭滤芯，所述后置滤芯采用UV杀菌滤芯。

在一些示例中，所述第一检测器和第二检测器均采用TDS传感器。

在一些示例中，所述第二流量阀和所述第三流量阀的型号相同。

在一些示例中，所述第一流量阀的最大流量大于所述第二流量阀的最大流量，且大于所述第三流量阀的最大流量。

在一些示例中，所述出水口处设置有出水按钮，所述控制器还与所述出水按钮连接，用于在所述出水按钮被按下时，确认所述净水系统进入制水模式，并在所述出水按钮再次被按下时，确定所述净水系统进入待机模式。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种净水设备，包括如本实用新型第一方面实施例提出的净水系统。

本实用新型的净水设备，通过上述的净水系统，来延长电渗析膜堆内部的结垢时间，以减少对电渗析膜堆的清洗次数，延长电渗析膜堆的使用寿命。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的净水系统的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例的水路切换装置的安装结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的净水系统的制水流程图；

图4为本实用新型实施例的净水设备的结构示意图。

附图标号说明：

1、水箱；2、第一检测器；3、第一水泵；4、电渗析膜堆；5、出水口；6、水路切换装置；7、控制器；8、第二检测器；9、前置滤芯；10、后置滤芯；11、供电电源；101、原水箱；102、废水箱；401、第一水室；402、第二水室；601、第一流量阀；602、第二流量阀；603、第三电磁阀；604、第一电磁阀；605、第二电磁阀；606、第三电磁阀；607、第四电磁阀；608、四通阀；100、净水系统；200、净水设备。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例提供一种净水系统，旨在解决电渗析膜堆在频繁的净水过程中，膜堆的一端会吸附大量的离子，其中钙镁离子居多，长期使用过程中，会导致形成碳酸钙和碳酸镁等水垢，造成膜堆堵塞、承压，从而造成净水能力下降，甚至失去净水能力的问题。因此，本实用新型实施例提供的净水系统可有效延长电渗析膜堆使用寿命。

下面将结合说明书附图1-4以及具体的实施方式对本实用新型实施例的净水系统及设备进行详细的说明。

图1为本实用新型一个实施例的净水系统的结构示意图。如图1所示，净水系统100，包括：水箱1、第一检测器2、第一水泵3、电渗析膜堆4、出水口5、水路切换装置6和控制器7。

具体地，参见图1，水箱1可包括原水箱101和废水箱102。原水箱101用于存储原水，其中，原水可为市政自来水，但不限于市政自来水。废水箱102可用于接收制水时从电渗析膜堆4流出来的废水，或者，清洗电渗析膜堆4时产生的清洗废水。其中，原水箱101 和废水箱102可以为分别设置的两个独立不相连到的箱体，也可以是一个箱体中通过设置隔板形成的两个腔室。优选的，原水箱101的容积可大于废水箱102的容积，以保证用户的用水需求。

第一检测器2，用于检测净水系统100进水的总溶解固体值(简称TDS)，得到进水TDS (TotalDissolved Solids，总溶解固体值)，其单位可为毫克/升，表示每升水中溶有多少毫克溶解性固体。通常意义上，TDS可反映水质的状况，TDS的值越大，即每升水中溶有的溶解性固体越多，表示水质越差。

作为一种可行的实施方式，可在原水箱101的出水口一侧设置一个第一检测器2，以检测从原水箱101中流出的原水的TDS，以得到净水系统100进水的TDS，即进水TDS。根据得到的进水TDS的值，可获知每升原水中溶有多少毫克溶解性固体，以及原水的水质状况，即检测净水系统100进水的水质情况。其中，第一检测器2可采用TDS传感器。

第一水泵3连接在净水系统100的水路上，为净水系统100提供供水动力。在本实用新型的实施例中，第一水泵3可设置在原水箱101与电渗析膜堆4之间，用于将原水箱101 中的原水送到电渗析膜堆4内。其中，第一水泵3的泵水流量最大可为1000mL/min。

电渗析膜堆4用于接收净水系统100的进水，并对净水系统100的进水进行净化，得到净水。电渗析膜堆4能够通过电渗析技术对水体进行净化处理，可制备可调TDS(总溶解固体)的净水，且具有淡水水质可调、回收率高、净水出水比例可达到90％等优点。

在本实用新型的实施例中，电渗析优选为频繁倒极电渗析，频繁倒极电渗析的工作原理如下：电渗析膜堆是一种由离子交换膜、流道及电极组成的电化学水净化模块，离子受到电场驱动发生定向移动，受到离子交换膜的选择性透过影响，产生浓淡水分离。在电场作用下，阴阳离子交换膜的有序排列将频繁倒极电渗析膜堆分为有序的净化水室和浓缩水室。EDR膜堆的水净化能力受到外接电压的影响，可以通过调节外接电压来控制目标水质。在运行过程中，每隔一定的时间，电渗析膜堆的正负电极极性相互倒换一次，能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，确保离子交换膜效率的长期稳定性及淡水的水质和水量。倒极时，电极极性互换，浓、淡室和浓、淡水路也发生互换。这里需要理解的是，“倒极”是指正负电极极性相互倒换一次，例如电渗析膜堆设有第一电极和第二电极，当前第一电极为正极、第二电极为负极，在倒极后则第一电极为负极、第二电极为正极。

其中，电渗析膜堆4可包括第一水室401和第二水室402，每个水室均可具有进口和出口。

水路切换装置6分别与第一水泵3、水箱1、电渗析膜堆4和出水口5连接，用于切换净水系统100的水路。通过设置水路切换装置6，并将水路切换装置6与第一水泵3、水箱1、电渗析膜堆4和出水口5连接在一起，以根据净水系统100制水模式，来切换净水系统 100的水路。

控制器7分别与第一检测器2、水路切换装置6、水泵3连接，用于根据进水TDS确定倒极时间，并根据倒极时间确定制水模式，以及在净水系统制水时，根据所确定的制水模式，对水泵3、水路切换装置6、电渗析膜堆4的施加电压进行控制。

在本发明的实施例中，控制器7可以是单片机或者PC端，其与第一检测器2、水路切换装置6、水泵3分别电性连接，用于接收第一检测器2检测到的进水TDS，可通过查表根据进水TDS确定倒极时间，并根据倒极时间确定制水模式，以及在净水系统100制水时，根据所确定的制水模式，根据需要控制水路切换装置6切换净水系统100的水路，开启并控制水泵3供水以及控制向电渗析膜堆施加的电压大小。

由此，本发明实施例的净水系统，可根据净水系统的进水水质情况，及时切换水路和制水模式，来延长电渗析膜堆内部的结垢时间，减少对电渗析膜堆的清洗次数，延长电渗析膜堆的使用寿命。

作为一个可行的实施方式，参见图2，水路切换装置6可包括三个流量阀，四个电磁阀和一个四通阀608。其中，三个流量阀分别记为第一流量阀601、第二流量阀602和第三流量阀603，四个电磁阀分别记为第一电磁阀604、第二电磁阀605、第三电磁阀606和第四电磁阀607，四通阀608有两个进水端和两个出水端，两个进水端分别为第一端和第四端，两个出水端分别为第二端和第三端。

如图2所示，第一流量阀601的一端与第一水泵3连接，第一流量阀601的另一端与第二流量阀602的一端连接，形成第一节点，第二流量阀602的另一端与第一水室401的进水端连接，第三流量阀603的一端与第一节点连接，第三流量阀603的另一端与第二水室402的进水端连接。

在该实施例中，第一流量阀601、第二流量阀602和第三流量阀603均可以为一种电磁流量阀，其流量可控，也便于控制器7控制。电磁阀是通过电磁控制的阀体，其工作原理是：电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置，因此控制电磁铁的电流通断就可以控制机械运动。

其中，第二流量阀602和第三流量阀603优选型号相同的电磁流量阀，第一流量阀601 的最大流量大于第二流量阀602的最大流量，且大于第三流量阀603的最大流量，如第一流量阀601的最大流量为1500，第二流量阀602和第三流量阀603的最大流量均为300。

在该实施方式中，参见图2，第二流量阀602一端与电渗析膜堆4第一水室401的进水端连接，第三流量阀603一端与电渗析膜堆4第二水室402的进水端连接；而第二流量阀602 和第三流量阀603的另一端均通过第一流量阀601与第一水泵3一端连接。因此，在开启第一水泵3和第一流量阀601的情况下，控制第二流量阀602和第三流量阀603可控制原水的流入方向，即开启第二流量阀602，关闭第三流量阀603，原水进入电渗析膜堆4的第一水室401，开启第三流量阀603，关闭第二流量阀602，原水进入电渗析膜堆4的第二水室402。

参见图2，第一电磁阀604、第二电磁阀605、第三电磁阀606和第四电磁阀607，第一电磁阀604的一端与出水口连接，第二电磁阀605的一端与废水箱连接，第三电磁阀606 的一端与第一电磁阀604的另一端连接，形成第二节点，第四电磁阀607的一端与原水箱连接，第二电磁阀605的另一端与第四电磁阀607的另一端连接，形成第三节点，第三电磁阀606的另一端与第四电磁阀607的另一端连接，形成第四节点，第四节点与第三节点连接。四通阀608的第一端与第一水室401的出水端连接，四通阀608的第二端与第二节点连接，四通阀608的第三端与第三节点连接，四通阀608的第四端与第二水室402的出水端连接。

在该实施方式中，参见图2，四通阀608的第一端与电渗析膜堆4的第一水室401的出水端连接，四通阀608的第四端电渗析膜堆4的第二水室402的出水端连接，四通阀608的第二端通过第三电磁阀606和第四电磁阀与原水箱101连接，四通阀608的第三端通过第二电磁阀605与废水箱连接，四通阀608的第二端还通过第一电磁阀604与出水口5连接。

其中，调节四通阀608，使四通阀608的第一端与四通阀608的第二端连通，四通阀608的第三端与四通阀608的第四端连通时，从电渗析膜堆4第一水室401出水端流出的水可先后流向四通阀608的第一端、四通阀608的第二端和第一节点。进一步地，调节第一电磁阀604、第三电磁阀606、第四电磁阀607可进一步地控制水流方向。从电渗析膜堆4第二水室402出水端流出的水可先后流向四通阀608的第四端、四通阀608的第三端、第二电磁阀605和废水箱。

其中，调节四通阀608，使四通阀608的第一端与四通阀608的第三端连通，四通阀608的第二端与四通阀608的第四端连通时，从电渗析膜堆4第一水室401出水端流出的水先后流向四通阀608的第一端、四通阀608的第三端、第二电磁阀605和废水箱，从电渗析膜堆4第二水室402出水端流出的水先后流向四通阀608的第二端、四通阀608的第四端和第三节点。进一步地，调节第二电磁阀605、第三电磁阀606、第四电磁阀607可进一步地控制水流方向。

由此，可以通过调整水路切换装置6各个阀的状态，实现对净水系统100水路的控制，使电渗析膜堆4在倒极前和倒极后的制水过程中，均能够确保出水口5只流出净化后的水，废水箱102只流进浓缩的废水水，保证出水水质不受电渗析膜堆4倒极的影响。

在该实施方式中，控制器7分别与第一流量阀601、第二流量阀602、第三流量阀603、第一电磁阀604、第二电磁阀605、第三电磁阀606、第四电磁阀607和四通阀608连接。

控制器7以根据制水模式，控制第一流量阀601、第二流量阀602和第三流量阀603的开度，控制第一电磁阀604、第二电磁阀605、第三电磁阀606和第四电磁阀607的开闭，以及四通阀608内部各个端口的连通状态，实现切换净水系统100的水路的目的。

在本实用新型的一个实施例中，净水系统100的制水模式可包括正电制水和反电制水。

在本发明的实施例中，出水口5用于排出净水系统100净化后的净水。出水口5处可设置有出水按钮，控制器7还与出水按钮连接，用于在出水按钮被按下时，接收出水按钮发出的电信号，从而确认净水系统100进入制水模式，并在出水按钮再次被按下时，确定净水系统100进入待机模式。

在本实用新型的一个实施例中，参见图1，净水系统100还可包括第二检测器8、多个储水件和供电模块11。

第二检测器8用于检测净水系统100出水的总溶解固体值，得到出水TDS，储水件用于储存不同TDS值的净水，供电模块11用于向电渗析膜堆供电。其中，水路切换装置6具体用于将经过净化组件净化后的净水输入储水件，控制器7还用于确定目标TDS，根据目标TDS和出水TDS调节施加至电渗析模块4的电压，并在出水TDS达到目标TDS时，控制水路切换装置6将经过净化组件净化后的净水输入至相应的储水件。

在该实施例中，参见图1，可在后置滤芯10与出水口5之间设置第二检测器8，以检测净水系统100出水的TDS，得到出水TDS。根据得到得出水TDS的值，可获知每升电渗析膜堆4净化后的净水中溶有多少毫克溶解性固体，以及净水系统100出水的水质状况。其中，第二检测器8可采用TDS传感器。

在该实施例中，设置多个储水件储存不同TDS值的净水，以供制备不同TDS值的净水。具体地，在净水系统100制水时，选择某一储水件，系统会将该储水件中的TDS值作为目标TDS，控制器7根据目标TDS和出水TDS调节施加至电渗析模块4的电压，并在出水TDS达到目标TDS时，控制水路切换装置6将经过净化组件净化后的净水输入至相应的储水件。

相关实验表明，125TDS的净水，该水质适合用于泡茶和泡咖啡，该水质泡出来的茶和咖啡，口感更香醇。30-50TDS的净水，更适合直接饮用，富含微量的矿物质，更健康。作为一个示例，当一个储水件存储125TDS的净水，一个储水件存储30-50TDS的净水时，用户可以根据自身需求选择，任一储水件中的TDS值作为目标TDS，净水系统100则可以制备相应TDS值的净水。满足用户在不同场合下的用水场景。

供电模块11可与电渗析膜堆4电连接，用于向电渗析膜堆供电；其中，控制器7还与供电模块11连接，用于根据制水模式调节供电模块11施加至电渗析膜堆4的电压极性。

为了得到更好的净水效果，参见图1，可在电渗析膜堆4的进水侧设置前置滤芯9，可在所述电渗析膜堆的出水侧设置后置滤芯10。

作为一个可行的实施方式，可将前置滤芯9设置在水泵3与第一流量阀601之间，即原水进入电渗析膜堆4之前的位置，这样设置前置滤芯9可以保证原水管网中产生的泥沙、铁锈等大颗粒杂质不会进入到后续的管路中，避免后续管路和设备发生堵塞或损坏，对后续管路和设备起到保护作用。

作为一个可行的实施方式，可将后置滤芯10设置在第一电磁阀604与出水口5之间，进一步提高出水的纯净度。其中，前置滤芯9可采用活性炭滤芯，用于去除原水中的杂质和余氯，后置滤芯10可采用UV杀菌滤芯，用于对电渗析膜堆4净化后的净水进一步进行杀菌。

具体地，如上所述，净水系统100的制水模式包括正电制水和反电制水。根据第二检测器2检测的进水TDS可确定倒极时间，进水TDS的值不同，倒极时间也不同，其中，进水TDS可与倒极时间呈负相关关系。即进水TDS越大，水质越差，电渗析膜堆4在净水时，电渗析膜堆4内部一侧越容易堆积污垢，为防止电渗析膜堆4一侧堆积更多的污垢，造成堵塞、承压，电渗析膜堆4需要尽快进行倒极，因此倒极时间越短。作为一个示例，进水TDS与倒极时间的关系可如下表1所示。

表1

进水TDS/ppm	倒极时间N/min
		小于150	60
大于150小于300	30
		大于300	10

在净水系统100初始制水时，记录净水系统100以当前制水模式制水的用水时间，比较用水时间与倒极时间的大小，当用水时间小于等于倒极时间时，说明在当前的进水水质情况下，电渗析膜堆4浓水室内堆积的污垢还不足以造成危害，因此不需要切换制水模式，即无需倒极，不改变当前制水模式；当用水时间大于倒极时间时，说明电渗析膜堆4浓水室内堆积的污垢可能造成电渗析膜堆4一侧堵塞或者承压，因此需要切换制水模式，即进行倒极，改变当前制水模式。

需要说明的是，当前制水模式不改变，即净水系统100当前的制水模式是正电制水，则继续正电制水，净水系统100当前的制水模式是反电制水，则继续反电制水。改变当前制水模式，即净水系统100当前的制水模式是正电制水，则变为反电制水，净水系统100 当前的制水模式是反电制水，则变为正电制水。其中，可通过改变供电电源11的电压极性来改变净水系统100的制水模式。传统的膜分离过程主要是压力驱动膜过程，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透，微滤和超滤一般具有较大的通量，但它们对小分子溶质的截留率较低；而纳滤和反渗透虽然对小分子溶质具有较高的截留率，但面临着能耗较高和膜污染严重等问题。相比于传统的压力驱动膜过程，通过改变供电电源11的电压极性来改变电渗析膜堆4的正负电极使膜表面的污染物脱附，可以降低膜污染，便于除去电渗析膜堆4内的水垢，提高电渗析膜堆4的工作可靠性和稳定性，延长电渗析膜堆4使用寿命。

制水模式不同，电渗析膜堆内部的正负离子流向不同，其第一水室401和第二水室402 对应的进水浓淡也不同，因此就需要改变水路切换装置6的各个阀的状态。

具体而言，正电制水时，水路切换装置6的各个阀的状态为：第三流量阀603关闭，第一流量阀601、第二流量阀602打开，第一电磁阀604、第二电磁阀605打开，四通阀 608的第一端与第二端连通，第三端与第四端连通，第三电磁阀606和第四电磁阀606关闭，如下表2所示。同时，可根据出水TDS设置供电电源11施加至电渗析膜堆4的电流、第一水泵3的泵水流量，可如下表2所示。

表2

即在正电制水的模式下，第一水室401为淡水室，第二水室402为浓水室，电渗析膜堆4在净水时，原水箱101内的原水，在第一水泵3的作用下，从第一水室401的进水端进入，电渗析膜堆4对原水进行净化后，从第一水室401的出水端流经四通阀608的第一端、第二端、第一电磁阀604，然后从出水口5流出，第二水室402内的废水从四通阀608的第四端、第三端、第二电磁阀605流入废水箱102。

反电制水时，水路切换装置6的各个阀的状态为：第二流量阀602关闭，第一流量阀601、第三流量阀603打开，第一电磁阀604、第二电磁阀打开605，四通阀608的第一端与第三端连通，第二端与第四端连通，第三电磁阀606和第四电磁阀607关闭，如下表3所示。同时，可根据出水TDS设置供电电源11施加至电渗析膜堆4的电流、第一水泵3的泵水流量，可如下表3所示。

表3

即在反电制水的模式下，第一水室401为浓水室，第二水室402为淡水室，电渗析膜堆4在净水时，原水箱101内的原水，在第一水泵3的作用下，从第二水室402的进水端进入，电渗析膜堆4对原水进行净化后，从第二水室402的出水端流经四通阀608的第四端、第二端、第一电磁阀604，然后从出水口5流出，第一水室401内的废水从四通阀608的第一端、第三端、第二电磁阀605流入废水箱102。

作为一个示例，还可根据出水TDS确定第一水泵3的出水流量，即可预先建立出水TDS 与第一水泵3的出水流量之间的对应关系，进而在制水时，可根据出水TDS确定第一水泵 3的出水流量。

需要说明的是，出水流量V_流速、向电渗析膜堆4施加的电流I_电流、出水TDS、进水TDS以及第一水泵3的电压V_泵电压之间的关系可为：

V_流速＝40.543*V_泵电压-102.636。

在进行制水控制时，可根据上式计算得到V_泵电压，进而向第一水泵3施加相应的电压，即可实现根据泵水流量对第一水泵3进行控制；还可根据上式计算得到出水TDS，并可根据计算出的出水TDS和检测到的出水TDS确定净水效果。

综上所述，本发明实施例提供的净水系统100，在第一水泵3、水箱1、电渗析膜堆4和出水口5之间设置水路切换装置6，进而根据净水系统100的进水情况，及时切换净水系统100的水路和制水模式，来延长电渗析膜堆4内部的结垢时间，减少对电渗析膜堆4的清洗次数，延长电渗析膜堆4的使用寿命。

基于上述实施例的净水系统100，本发明提出了一种净水系统的控制方法。

图3为本发明一个实施例的净水系统的控制方法流程图，如图3所示，净水系统的控制方法包括以下步骤：

步骤S11，获取进水TDS，其中，进水TDS为净水系统进水的总溶解固体值(TDS)。

具体地，净水系统100进水的TDS可以通过TDS传感器采集，获取TDS传感器采集的数据即可获得进水TDS。

步骤S12，根据进水TDS确定倒极时间。

具体地，电渗析膜堆4在运行过程中，每隔一定的时间，电渗析膜堆4的正负电极极性相互倒换一次，本发明中的倒极时间为电渗析膜堆4的正负电极极性相互倒换一次的间隔时间。由于TDS可反映水质的状况，TDS的值越大，即每升水中溶有的溶解性固体越多，表示水质越差。因此，进水TDS越大，表明水质越差，电渗析膜堆4在净水时，电渗析膜堆4 内部一侧越容易堆积污垢，为防止电渗析膜堆4一侧堆积更多的污垢，造成堵塞、承压，电渗析膜堆4需要尽快进行倒极，因此倒极时间越短。

进一步具体地，根据进水TDS确定倒极时间可包括：检测到进水TDS小于第一预设值，确定倒极时间为第一时间；检测到进水TDS大于或等于第一预设值且小于第二预设值，确定倒极时间为第二时间，其中，第二时间小于第一时间；检测到进水TDS大于或等于第二预设值，确定倒极时间为第三时间，其中，第三时间小于第二时间。

其中，第一预设值可为100～200ppm，如为150ppm；第二预设值可为250～350ppm，如为 300ppm；第一时间可为45～75min，如为60min；第二时间可为15～45min，如为20min；第三时间可为5～15min，如为10min。

步骤S13，根据倒极时间确定制水模式。

具体地，净水系统100采用正电制水模式或反电制水一段时间后，由于离子的定向移动，会导致电渗析膜堆4一侧水室内的浓度变高，为防止堆积更多的污垢，净水系统100在某一种制水模式下运行一定时间(倒极时间)后，就需要改变制水模式，即改变电渗析膜堆4内部离子的定向移动，从而改变电渗析膜堆4的正负电极使膜表面的污染物脱附，以可以降低膜污染，提高电渗析膜堆4的工作可靠性和稳定性，延长电渗析膜堆4使用寿命。

进一步具体地，根据倒极时间确定制水模式可包括：当净水系统100制水时，记录净水系统100以当前制水模式制水的用水时间；比较用水时间与倒极时间。即判断用水时间与倒极时间的大小；当用水时间小于等于倒极时间时，不切换制水模式；当用水时间大于倒极时间时，切换制水模式。需要说明的是，不改变当前制水模式，即净水系统100当前的制水模式是正电制水，则继续正电制水，净水系统100当前的制水模式是反电制水，则继续反电制水。改变当前制水模式，即净水系统100当前的制水模式是正电制水，则变为反电制水，净水系统100当前的制水模式是反电制水，则变为正电制水。

其中，当用水时间大于倒极时间时，切换制水模式可包括：控制第一流量阀601、第二流量阀602、第三流量阀603、第一电磁阀604、第二电磁阀605、第三电磁阀606、第四电磁阀607和四通阀608全关，并将用水时间清零。清零用水时间是为了计算净水系统100 以改变后的制水模式运行的时间，以便下次改变制水模式。

在本发明的一个实施例中，净水系统100的制水模式可包括正电制水模式和反电制水模式。

步骤S14，在净水系统制水时，根据所确定的制水模式，对第一水泵、水路切换装置、电渗析膜堆的施加电压进行控制。

具体地，参见图2，根据所确定的制水模式，对第一水泵3、水路切换装置6、电渗析膜堆4的施加电压进行控制可包括：控制第三流量阀603关闭，控制第一流量阀601、第二流量阀打开602，控制第一电磁阀604、第二电磁阀605打开，控制四通阀608的第一端与第二端连通，第三端与第四端连通，控制第三电磁阀606和第四电磁阀607关闭，控制第一水泵3启动。即正电制水模式，电渗析膜堆4的第一水室401为淡水室，第二水室401为浓水室的情况下，使第一流量阀601、第二流量阀602、电渗析膜堆4的第一水室401、四通阀608的第一端及第二端、第一电磁阀604之间连通，形成一条淡水水路。电渗析膜堆4 的第二水室401、四通阀608的第四端及第三端、第二电磁阀605之间形成一条浓水水路。

或，控制第二流量阀602关闭，控制第一流量阀601、第三流量阀603打开，控制第一电磁阀604、第二电磁阀605打开，控制四通阀608的第一端与第三端连通，第二端与第四端连通，控制第三电磁阀606和第四电磁阀607关闭，控制第一水泵3启动。即反电制水模式，电渗析膜堆4的第一水室401为浓水室，第二水室401为淡水室的情况下，使第一流量阀601、第三流量阀603、电渗析膜堆4的第二水室401、四通阀608的第四端及第二端、第一电磁阀604之间连通，形成一条淡水水路。电渗析膜堆4的第一水室401、四通阀608的第一端及第三端、第二电磁阀605之间形成一条浓水水路。

可以看出来，无论是正电制水模式还是反电制水模式，四通阀608第二端流出的均是净水，第三端流出的均是浓水，浓水水路与淡水水路不交叉，可以保证净水系统100的净水质量。

在本发明的一个实施例中，净水系统的控制方法还可包括：获取出水TDS，根据出水 TDS确定施加至电渗析膜堆4的电流和第一水泵3的泵水流量，其中，出水TDS为净水系统100出水的总溶解固体值；根据电流、制水模式对电渗析膜堆4的供电电源11进行控制，根据泵水流量对第一水泵3进行控制，并对水路切换装置6进行控制，以进行制水。

其中，净水系统100出水的TDS也可以通过TDS传感器采集，获取TDS传感器采集的数据即可获得出水TDS。

下面结合图1、图2、图3，通过一个具体的实施例对本实用新型实施例的净水系统的工作流程进行介绍：

在该具体实施方式中，参见图3，获取进水TDS，根据获取的进水TDS确定倒极时间，当用户制水时，根据当前的制水模式，进行制水，若当前制水模式为正点制水，则控制第三流量阀603关闭，第一流量阀601、第二流量阀602打开，第一电磁阀604、第二电磁阀 605打开，四通阀608的第一端与第二端连通，第三端与第四端连通，一定时间如20s后，启动第一水泵3，设置相应流速功率，同时根据出水TDS，向电渗析膜堆4施加相应的电流 A1，记录用水时间，根据记录的用水时间，比较用水时间与倒极时间的大小，判断用水时间是否大于倒极时间。

若用水时间小于等于倒极时间，则不切换净水系统100的制水模式，电渗析膜堆4继续制水。

若用水时间大于倒极时间，则切换净水系统100的制水模式，即对电渗析膜堆4进行倒极。

具体地，关闭水路切换装置6的所有阀，并将用水时间清零，切换制水模式，将正电制水模式切换为反电制水模式，控制第二流量阀602关闭，第一流量阀601、第三流量阀 603打开，第一电磁阀604、第二电磁阀605打开，四通阀608的第一端与第三端连通，第二端与第四端连通，第三电磁阀606和第四电磁阀607关闭，一定时间如20s后，启动第一水泵3，设置相应流速功率，同时根据出水TDS，向电渗析膜堆4施加相应的电流A1，以使电渗析膜堆4持续制水，同时还需要记录用水时间，以便于下一次的切换制水模式。

净水系统100制水结束，控制打开第三电磁阀606和第四电磁阀607，关闭第一电磁阀 604和第二电磁阀605，关闭第一水泵3，关闭供电电源11，净水系统100进入待机模式。在净水系统100制水结束是，开启第三电磁阀606和第四电磁阀607，以便于净水出水水路内的净水回流到原水箱102内。

为说明本实用新型净水系统100对电渗析膜堆4内部结垢状况的控制效果，进行了相关的实验。实现表明，在没有切换制水模式的情况下，电渗析膜堆4工作180小时就开始结垢，在根据水质状况来切换净水系统100的水路和制水模式的情况下，电渗析膜堆4结垢时间大幅度提升到了700小时。

综上所述，本实用新型实施例提供的净水系统100，在第一水泵3、水箱1、电渗析膜堆4和出水口5之间设置水路切换装置6，根据净水系统100的水质情况，及时切换净水系统100的水路和制水模式，来延长电渗析膜堆4内部的结垢时间，减少对电渗析膜堆4 的清洗次数，延长电渗析膜堆4的使用寿命。

本实用新型提供了一种净水设备。

图4为本实用新型实施例的净水设备的结构示意图。如图4所示，净水设备200包括如本实用新型第一方面实施例提出的净水系统100。

本实用新型实施例的净水设备200，通过上述的净水系统100，来延长电渗析膜堆4内部的结垢时间，以减少对电渗析膜堆4的清洗次数，延长电渗析膜堆4的使用寿命。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质地更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器 (RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种净水系统，其特征在于，包括：

第一检测器，用于检测所述净水系统进水的总溶解固体值，得到进水TDS；

净化组件，包括电渗析膜堆；

水路切换装置，用于切换所述净水系统的水路；

控制器，所述控制器分别与所述第一检测器、所述水路切换装置、所述净化组件连接，用于根据所述进水TDS确定倒极时间，并根据所述倒极时间确定制水模式，以及在所述净水系统制水时，根据所确定的制水模式，对所述水路切换装置、所述电渗析膜堆的施加电压进行控制。

2.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于，所述系统还包括水箱和第一水泵，所述水箱包括原水箱和废水箱，所述电渗析膜堆包括第一水室和第二水室，所述水路切换装置包括：

第一流量阀、第二流量阀和第三流量阀，所述第一流量阀的一端与所述第一水泵连接，所述第一流量阀的另一端与所述第二流量阀的一端连接，形成第一节点，所述第二流量阀的另一端与所述第一水室的进水端连接，所述第三流量阀的一端与所述第一节点连接，所述第三流量阀的另一端与所述第二水室的进水端连接；

第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀的一端与出水口连接，所述第二电磁阀的一端与所述废水箱连接，所述第三电磁阀的一端与所述第一电磁阀的另一端连接，形成第二节点，所述第四电磁阀的一端与所述原水箱连接，所述第二电磁阀的另一端与所述第四电磁阀的另一端连接，形成第三节点，所述第三电磁阀的另一端与所述第四电磁阀的另一端连接，形成第四节点，所述第四节点与所述第三节点连接；

四通阀，所述四通阀的第一端与所述第一水室的出水端连接，所述四通阀的第二端与所述第二节点连接，所述四通阀的第三端与所述第三节点连接，所述四通阀的第四端与所述第二水室的出水端连接；

其中，所述控制器分别与所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述第三流量阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀和所述四通阀连接。

3.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二检测器，所述第二检测器用于检测所述净水系统出水的总溶解固体值，得到出水TDS；

多个储水件，所述储水件用于储存不同TDS值的净水；

其中，水路切换装置具体用于将经过所述净化组件净化后的净水输入所述储水件，所述控制器还用于确定目标TDS，根据所述目标TDS和所述出水TDS调节施加至所述电渗析模块的电压，并在所述出水TDS达到所述目标TDS时，控制所述水路切换装置将经过所述净化组件净化后的净水输入至相应的储水件。

4.根据权利要求1所述的净水系统，其特征在于，所述系统包括：

前置滤芯，所述前置滤芯设置在所述电渗析膜堆的进水侧；

后置滤芯，所述后置滤芯设置在所述电渗析膜堆的出水侧。

5.根据权利要求4所述的净水系统，其特征在于，所述前置滤芯采用活性炭滤芯，所述后置滤芯采用UV杀菌滤芯。

6.根据权利要求3所述的净水系统，其特征在于，所述第一检测器和第二检测器均采用TDS传感器。

7.根据权利要求2所述的净水系统，其特征在于，所述第二流量阀和所述第三流量阀的型号相同。

8.根据权利要求7所述的净水系统，其特征在于，所述第一流量阀的最大流量大于所述第二流量阀的最大流量，且大于所述第三流量阀的最大流量。

9.根据权利要求2所述的净水系统，其特征在于，所述出水口处设置有出水按钮，所述控制器还与所述出水按钮连接，用于在所述出水按钮被按下时，确认所述净水系统进入制水模式，并在所述出水按钮再次被按下时，确定所述净水系统进入待机模式。

10.一种净水设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的净水系统。

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