CN220555874U - 一种低能耗雨水分级回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗雨水分级回收利用系统，包括：框架；集水结构，所述集水结构设置在框架的顶端；悬吊管，所述悬吊管的顶端与集水结构的出水端连接；水轮机，所述水轮机设置在框架上，且进水口与悬吊管的出水口连通；连接管，所述连接管的进水端连通在水轮机的出水端；净水蓄水结构，所述净水蓄水结构设置在框架上，且与连接管的出水端连接；供电结构。该装置涉及雨水回收技术领域，该装置利用降水能量发电，太阳能发电并将其存储于电池中，供给系统用电，实现系统能耗无需外加电源，由集水、发电、净水蓄水、余量监测和利用等模块构成，本装置中的雨水经虹吸雨水斗进入水轮机内，提高屋面排水效率，加大雨水流速。

Description

一种低能耗雨水分级回收利用系统

技术领域

本实用新型涉及雨水回收技术领域，具体为一种低能耗雨水分级回收利用系统。

背景技术

现有的雨水回收利用技术都注意到雨水在非饮用水方面的巨大价值，但在回收利用过程中并未实现分级处理的方法，现有技术中采用沉淀过滤，化学消毒等净水工艺得到一种水质的水并排入清水池中，例如申请号为202121713362.7的专利中，将雨水经处理后直接进入清水池中。

现有的雨水回收利用技术都注意到雨水在非饮用水方面的巨大价值，尽管有着不同的净水工艺处理，其大致方案都是利用沉淀、过滤和消毒等方式得到单一水质的水，即便能够实现多用途的用水需求，但加大了系统回收利用的负担，在处理系统中，往往对水质的处理方案单一，工序完善度不足，分级回收和利用改善的仍具有一定空间；因此亟需一种低能耗的雨水分级回收利用装置以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低能耗雨水分级回收利用系统，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低能耗雨水分级回收利用系统，包括：框架；集水结构，所述集水结构设置在框架的顶端；悬吊管，所述悬吊管的顶端与集水结构的出水端连接；水轮机，所述水轮机设置在框架上，且进水口与悬吊管的出水口连通；连接管，所述连接管的进水端连通在水轮机的出水端；净水蓄水结构，所述净水蓄水结构设置在框架上，且与连接管的出水端连接；供电结构，所述供电结构安装在框架上，且与水轮机连接。

在一种可行的实施方式中，所述集水结构包括：集水槽，所述集水槽设置在框架的顶端，且底部设置为倾斜状，用于雨水流入；虹吸雨水斗，所述虹吸雨水斗设置在集水槽的中间部位，且出水端与悬吊管连接。

在一种可行的实施方式中，所述净水蓄水结构包括：弃流水箱，所述弃流水箱设置在框架上，且位于连接管的出水端，所述弃流水箱的内部还设置有浮球阀组件；一级水箱，所述一级水箱通过管路连接在弃流水箱的一端；过滤组件，所述过滤组件设置在框架上，且位于一级水箱的出水口；二级水箱，所述二级水箱设置在框架上，且位于过滤组件的底端；三级水箱，所述三级水箱安装在框架上，且位于二级水箱的一侧。

在一种可行的实施方式中，所述过滤组件包括：缓冲水箱，所述缓冲水箱设置在框架上，且位于一级水箱的出水口的底端；过滤水箱，所述过滤水箱设置在缓冲水箱的底端，其进水端与缓冲水箱的出水端连通。

在一种可行的实施方式中，所述供电结构包括：太阳能板，所述太阳能板设置在集水槽上端；蓄电池，所述蓄电池分别通过电缆连接在太阳能板和水轮机上，所述蓄电池的输出端还连接有逆变器；集热棒，所述集热棒通过电缆与逆变器连接，且分别设置在三级水箱中。

在一种可行的实施方式中，一级水箱、二级水箱、三级水箱、缓冲水箱以及过滤水箱的内部均设置有用于对水量实时监测的余量检测传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置利用降水能量发电，太阳能发电并将其存储于电池中，供给系统用电，实现系统能耗无需外加电源，由集水、发电、净水蓄水、余量监测和利用等模块构成，本装置中的雨水经虹吸雨水斗进入水轮机内，提高屋面排水效率，加大雨水流速，雨水经三次回收利用(自动弃流、过滤消毒、蒸发净化)得到三种水质的余水供给用户使用，设置余量检测传感器，实现用户对三种水质余水的动态监测，系统中存储电能可供给蒸发净化和余量监测；

系统实现了对雨水的多次利用，不仅能够缓解屋面排水压力，减小城市内涝风险，进行雨污分流，也能实现雨水的回收利用，满足非饮用用水的多种用水场景。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的供电结构框图；

图3为本实用新型的二级水箱剖面结构示意图；

图4为本实用新型弃流水箱剖面结构示意图；

图5为本实用新型的流程结构示意图。

图中：1、框架，2、悬吊管，3、水轮机，4、连接管，5、集水槽，6、虹吸雨水斗，7、弃流水箱，8、一级水箱，9、二级水箱，10、三级水箱，11、缓冲水箱，12、过滤水箱，13、太阳能板，14、蓄电池，15、集热棒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图5，本实用新型提供一种技术方案：一种低能耗雨水分级回收利用系统，包括：框架1、集水结构、悬吊管2、水轮机3、连接管4、净水蓄水结构以及供电结构，集水结构设置在框架1的顶端；悬吊管2的顶端与集水结构的出水端连接；水轮机3设置在框架1上，且进水口与悬吊管2的出水口连通；连接管4的进水端连通在水轮机3的出水端；净水蓄水结构设置在框架1上，且与连接管4的出水端连接；供电结构安装在框架1上，且与水轮机3连接。

在具体实施过程中，需要说明的是，集水结构是系统的初始部分，它位于框架1的顶端，其主要职责是收集雨水，当下雨时，雨水会被集水结构接收并集中，一旦集水结构接收到雨水，雨水就会通过悬吊管2的引导流向下一部分，即水轮机3，同时悬吊管2的设计，以便利用雨水的重力增加流动的动力，水轮机3的进水口与悬吊管2的出水口直接相连，在雨水的重力作用下，雨水流经水轮机3，使的水轮机3内部的扇叶转动可将雨水的重力势能或者动能转换为电能，水轮机3产生的电能可存储在供电结构中的蓄电池14中，用于为用电器件供电，雨水从水轮机3排出后进入到连接管4内，并经由连接管4进入到净水蓄水结构的内部，净水蓄水结构将雨水进行过滤净化后，使得排放到各种用水场景中，例如灌溉、冲厕、清洗，本装置使雨水得到了最大程度的利用：集水、发电和储水，循环利用，节能且环保。

在一些示例中，更进一步的，集水结构包括：集水槽5以及虹吸雨水斗6，集水槽5设置在框架1的顶端，且底部设置为倾斜状，用于雨水流入；虹吸雨水斗6设置在集水槽5的中间部位，且出水端与悬吊管2连接。

在具体实施过程中，需要说明的是，集水槽5的底部设计成倾斜状，这样可以方便雨水流入，增加收集雨水的速度和效率，同时，倾斜设计也可以避免雨水在集水槽5中积水，确保雨水可以快速流入下一步，虹吸雨水斗6的设计利用了虹吸原理，可以有效地将集水槽5中的雨水引入悬吊管2，虹吸原理指的是流体由高处流向低处时，可以将低处的流体带动一起向更低处流动，因此可更加高效得吸收集水槽5内的水。

工作流程如下：当降雨时，集水槽5在框架1顶端接收雨水，由于集水槽5底部的倾斜设计，雨水会沿着斜角流向集水槽5的中间部位，即虹吸雨水斗6的位置，当集水槽5收集到足够的雨水，雨水会借助虹吸原理进入虹吸雨水斗6，然后流入与虹吸雨水斗6相连的悬吊管2，通过这种方式，雨水可以快速有效地从集水槽5转移到悬吊管2，进入下一步的处理环节，即后续的发电和过滤。

在一些示例中，更进一步的，净水蓄水结构包括：弃流水箱7、一级水箱8、过滤组件、二级水箱9以及三级水箱10，弃流水箱7设置在框架1上，且位于连接管4的出水端，弃流水箱7的内部还设置有浮球阀组件；一级水箱8通过管路连接在弃流水箱7的一端；过滤组件设置在框架1上，且位于一级水箱8的出水口；二级水箱9设置在框架1上，且位于过滤组件的底端；三级水箱10安装在框架1上，且位于二级水箱9的一侧。

在具体实施过程中，需要说明的是，弃流水箱7将前期将浑浊程度较大，含沙量较大的雨水被舍弃掉，保留中后期较为干净的雨水，以便减少分离的难度，降低分离的成本，弃流后一级水箱8所收集的雨水注满之后会顺势进入到过滤组件，过滤组件设置在一级水箱8的出水口，可对一级水箱8流出的水进行过滤处理，去除水中的部分杂质，过滤后的水则流入到二级水箱9的内部，经过二级水箱9的水则进入三级水箱10，为后续使用做准备，弃流水箱7的内部设置有浮球阀组件，浮球阀组件包括浮球阀和限制浮球阀移动的轨道，当雨水较大时，且水位达到预定水位时，浮球阀上升顶住进水口，由于浮球阀中有内置通道，泥沙含量少的雨水经由阀中管道流至一级水箱8，可在一级水箱8的顶端连接排水管网(图中未示出)，使得一级水箱8内的雨水可通过排水管网直接用于景观用水，家庭冲洗等对水质要求不高的用水场景。

在一些示例中，更进一步的，过滤组件包括：缓冲水箱11以及过滤水箱12，缓冲水箱11设置在框架1上，且位于一级水箱8的出水口的底端；过滤水箱12设置在缓冲水箱11的底端，其进水端与缓冲水箱11的出水端连通。

在具体实施过程中，需要说明的是，缓冲水箱11设置在框架1上，位于一级水箱8出水口的底端，其主要作用是暂存从一级水箱8流出的水，并将其缓慢地输送到过滤水箱12，降低水流的速度，防止过滤水箱12由于水流过大而产生的冲击，同时使得过渡水箱用以匹配过滤水箱12对雨水的处理速度。当降水量较大时，即过滤速度小于管网中流速时，雨水可由一级水箱8上部的排水口(图中未示出)，进入排水管网，经过渡水箱下层的过滤水箱12进行三级处理，过滤水箱12内含有细砂石层、活性炭层、化学消毒层，最后使得雨水达到一定的清洁度，过滤后的雨水流至二级水箱9，二级水箱9中的雨水可通过排水管网直接用于家庭冲洗，家庭清洁等用水场景。

工作流程如下：首先，经过三级处理的水流先流入缓冲水箱11，缓冲水箱11起到阻挡和减缓水流，防止水流速度过快直接冲击过滤水箱12，然后，水从缓冲水箱11的出水端流入过滤水箱12。在过滤水箱12中，水经过一系列过滤操作，将其中的杂质和颗粒过滤出，从而得到较为清洁的水。通过缓冲水箱11和过滤水箱12的配合，将水进行了进一步的处理，使水质得到提升。

在一些示例中，更进一步的，供电结构包括：太阳能板13、蓄电池14以及集热棒15，太阳能板13设置在集水槽5上端；蓄电池14分别通过电缆连接在太阳能板13和水轮机3上，蓄电池14的输出端还连接有逆变器；集热棒15通过电缆与逆变器连接，且分别设置在三级水箱10中。

在具体实施过程中，需要说明的是，太阳能板13主要用于利用日照产生电力，将太阳能转变为电能，产生的电能则存储在蓄电池14的内部，蓄电池14主要作用是储存太阳能板13产生的电能，以及由水轮机3转换得到的电能，当系统需要电力时，可以从蓄电池14中取得，蓄电池14的输出端连接有逆变器，可以将直流电转换为交流电，以供系统使用，三级水箱10内部的顶端设置有水槽，二级水箱9中的水进入到水槽内，而后集热棒15用于对三级水箱10中水槽内的水进行加热，使得雨水蒸发后冷凝至箱壁，通过三级水箱10顶端倾斜的侧壁流到三级水箱10内的底端，并进行存储，同时，三级水箱10的侧壁设置有溢流口，当水过多时，可经过溢流口流出，此时三级水箱10中水质较高，可满足家庭果蔬清洗，厨房用水，洗浴用水等非饮用的较高水质用水场景，也可以使用电能加热二级水箱9中的水，在需要热水的情况下，逆变器会将电能传输给集热棒15，集热棒15工作，利用电能加热三级水箱10中的水，这样，系统既可以利用太阳能和水轮机3产生的电能，也可以通过集热棒15提供热水，实现了能源的高效利用。

在一些示例中，更进一步的，一级水箱8、二级水箱9、三级水箱10、缓冲水箱11以及过滤水箱12的内部均设置有用于对水量实时监测的余量检测传感器，余量检测传感器的可实时监控一级水箱8、二级水箱9、三级水箱10、缓冲水箱11以及过滤水箱12的水位和水量，以保证对雨水的利用情况。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“两端”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；同时除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”、“固定安装”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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于，包括：

框架(1)；

集水结构，所述集水结构设置在框架(1)的顶端；

悬吊管(2)，所述悬吊管(2)的顶端与集水结构的出水端连接；

水轮机(3)，所述水轮机(3)设置在框架(1)上，且进水口与悬吊管(2)的出水口连通；

连接管(4)，所述连接管(4)的进水端连通在水轮机(3)的出水端；

净水蓄水结构，所述净水蓄水结构设置在框架(1)上，且与连接管(4)的出水端连接；

供电结构，所述供电结构安装在框架(1)上，且与水轮机(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于：所述集水结构包括：

集水槽(5)，所述集水槽(5)设置在框架(1)的顶端，且底部设置为倾斜状，用于雨水流入；

虹吸雨水斗(6)，所述虹吸雨水斗(6)设置在集水槽(5)的中间部位，且出水端与悬吊管(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于：所述净水蓄水结构包括：

弃流水箱(7)，所述弃流水箱(7)设置在框架(1)上，且位于连接管(4)的出水端，所述弃流水箱(7)的内部还设置有浮球阀组件；

一级水箱(8)，所述一级水箱(8)通过管路连接在弃流水箱(7)的一端；

过滤组件，所述过滤组件设置在框架(1)上，且位于一级水箱(8)的出水口；

二级水箱(9)，所述二级水箱(9)设置在框架(1)上，且位于过滤组件的底端；

三级水箱(10)，所述三级水箱(10)安装在框架(1)上，且位于二级水箱(9)的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于：所述过滤组件包括：

缓冲水箱(11)，所述缓冲水箱(11)设置在框架(1)上，且位于一级水箱(8)的出水口的底端；

过滤水箱(12)，所述过滤水箱(12)设置在缓冲水箱(11)的底端，其进水端与缓冲水箱(11)的出水端连通。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于：所述供电结构包括：

太阳能板(13)，所述太阳能板(13)设置在集水槽(5)上端；

蓄电池(14)，所述蓄电池(14)分别通过电缆连接在太阳能板(13)和水轮机(3)上，所述蓄电池(14)的输出端还连接有逆变器；

集热棒(15)，所述集热棒(15)通过电缆与逆变器连接，且分别设置在三级水箱(10)中。

6.根据权利要求4所述的一种低能耗雨水分级回收利用系统，其特征在于一级水箱(8)、二级水箱(9)、三级水箱(10)、缓冲水箱(11)以及过滤水箱(12)的内部均设置有用于对水量实时监测的余量检测传感器。