一种基于脏污指数动态调度的多桶洗衣机梯级用水控制方法及洗衣机与流程

本发明属于洗衣机节水控制，尤其涉及一种多桶洗衣机的用水控制技术，具体涉及一种基于脏污指数动态调度的多桶洗衣机梯级用水控制方法及洗衣机。

背景技术：

1、多桶洗衣机通常设置有两个或两个以上相互独立或部分独立的洗涤桶，各洗涤桶能够根据不同衣物的材质、颜色及脏污程度分别执行洗涤、漂洗及脱水等操作，相较于单桶洗衣机能够减少不同衣物之间的交叉污染，并提高衣物分类处理的便利性，目前多桶洗衣机的供排水系统通常采用各桶分别进水、分别排水的结构，部分设备通过公共供水管路向不同洗涤桶供水，并通过独立排水管路将各桶使用后的洗涤水或漂洗水排出。

2、现有多桶洗衣机在实际运行过程中，不同洗涤桶所产生的排水水质存在明显差异，例如洗涤初期排出的水通常含有较多洗涤剂、纤维及污物，而经过漂洗后的水中所含的可见污物及洗涤剂浓度相对较低，对于部分漂洗程度较高的排水，其水质仍具有一定的再次利用价值，但现有多桶洗衣机的各桶通常按照预设程序分别完成进水、洗涤、漂洗及排水操作，各桶之间缺乏有效的水资源回收和再分配机制，即使某一洗涤桶排出的水仍具有较好的水质，也通常直接进入排水系统而无法供其他洗涤桶再次使用，从而造成具有再利用价值的水资源被直接排放。

3、为提高衣物处理设备的用水效率，现有技术中已经出现了一些水资源循环利用及洗涤水回收方案，通过设置储水箱、回收水箱或中水储存结构，对洗涤过程中产生的部分排水进行暂存，并在后续洗涤程序中将储存水作为补充水源重新利用，部分方案还根据洗涤程序的先后顺序对不同阶段产生的水进行分类储存，使相对洁净的漂洗水能够用于后续洗涤或预洗过程，还有部分方案通过控制阀门、切换管路或设置水泵改变水流路径，使不同水源能够在不同洗涤阶段进入对应的洗涤桶，从而在一定程度上减少干净水源的使用量。

4、然而，现有水循环利用方案通常主要依据预先设定的程序顺序、用水阶段或固定的水质等级对排水进行处理，缺少对实际排水水质的实时识别能力，在不同衣物负载、衣物脏污程度及洗涤剂使用量发生变化时，同一洗涤阶段产生的排水水质可能存在较大差异，采用固定程序判断是否回收容易出现水质较差的排水被重复利用而影响后续洗涤效果，或者水质较好的排水被直接排放而造成水资源浪费的问题，同时，现有部分设备主要通过浊度等单一参数对水质进行判断，难以全面反映排水中悬浮颗粒、溶解性物质及酸碱状态等不同水质特征，导致水质判定精度受到限制。

5、此外，在多桶洗衣机中实现不同洗涤桶之间的水资源循环利用，需要对多个进水口、排水口以及相互连接的管路进行协调控制，现有技术中的管路切换结构通常采用单个电磁阀、多个独立阀门或者按照固定程序工作的阀组实现水流路径切换，当多个洗涤桶同时运行或者不同洗涤桶处于不同洗涤阶段时，单纯依靠固定时序控制阀门难以根据实际用水需求进行动态调整，容易出现水源与受水桶之间匹配不合理的问题，并且当多个阀门同时动作或管路中仍存在残余水流时，可能产生水流路径相互干扰、供排水时序冲突等情况，影响水循环系统的正常运行。

6、对于设置水质检测装置的水循环系统而言，传感器从接触待检测水体到输出稳定检测结果通常需要一定响应时间，尤其是在洗涤桶排水过程中，排水水质会随着排水阶段发生连续变化，若在检测结果尚未稳定时立即进行管路切换，可能导致实际进入后续洗涤桶的水质与控制系统预期的水质等级不一致，同时，不同管路中的水流具有一定惯性和滞留量，在阀门切换过程中还可能存在前一水源残留水与后一水源混合的情况，管路直接排放容易造成水流控制不准确，严重情况下还可能出现排水不畅、进排水冲突甚至溢水等运行风险。

7、另一方面，多桶洗衣机中不同洗涤桶的衣物脏污程度、洗涤阶段以及剩余用水需求并不完全相同，传统水循环方案通常以单一洗涤程序或固定回收顺序进行水资源调度，难以根据各洗涤桶的实际用水需求对可回收水进行动态分配，当多个洗涤桶同时存在用水需求时，有限的回收水可能无法按照实际需求进行合理分配，而部分洗涤桶在当前阶段并不需要回收水时，仍可能占用既有水资源调度路径，因此现有技术在多桶之间进行水资源协同利用方面仍具有一定局限性。

8、随着居民家庭用水成本逐步提升，全社会节水环保的需求持续提高，市场对于多桶洗衣机的水资源利用水平、自动化运行能力也提出更高要求，因此，亟需开发一种能够实现水质实时感知、水流智能调度，同时规避管路冲突风险的多桶洗衣机用水系统，尤其是在不同洗涤桶具有不同脏污程度和不同用水需求的情况下，如何提高可回收水的有效识别和合理利用程度，并降低水流切换过程中的运行风险，仍是多桶洗衣机节水技术中有待进一步解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有多桶洗衣机各洗涤桶独立运行时，洗涤水和漂洗水通常按照固定程序直接排放，无法依据实际水质和不同洗涤桶的用水需求进行协同利用，导致具有复用价值的排水被浪费的问题，本技术公开一种基于脏污指数动态调度的多桶洗衣机梯级用水控制方法及洗衣机，通过水质参数计算脏污指数di，根据不同洗涤桶的排水水质等级和受水水质等级建立排水与受水桶之间的动态匹配关系，并通过水阀组件实现定向输水，在暂时无法匹配时通过缓存装置进行暂存和再次匹配，从而提高多桶洗衣机内部排水的重复利用程度。

2、本发明的技术方案如下：

3、本技术公开了一种基于脏污指数动态调度的多桶洗衣机梯级用水控制方法，包括：

4、获取多个洗涤桶排出的排水的水质参数，并基于所述水质参数确定对应排水的脏污指数di，根据排水的脏污指数di范围划分排水水质等级；

5、根据各所述洗涤桶在用水时允许接收排水的脏污指数di范围，以形成对应的受水水质等级；

6、根据所述排水水质等级与所述受水水质等级，对产生满足复用条件排水的洗涤桶与具有受水水质等级用水需求的洗涤桶进行动态匹配，以确定水源洗涤桶和受水洗涤桶；

7、根据所述动态匹配结果，控制设置于多个所述洗涤桶之间水路上的水阀组件，建立对应的水流路径，使所述水源洗涤桶的排水沿所述水流路径输送至所述受水洗涤桶；

8、其中，所述排水水质等级用于表征所述水源洗涤桶排水的脏污指数di范围，所述受水水质等级用于表征所述受水洗涤桶当前用水所允许接收排水的脏污指数di范围，并根据所述排水水质等级与所述受水水质等级之间的对应关系确定所述排水与所述受水洗涤桶之间的梯级复用关系。

9、进一步地，当满足复用条件的排水暂时不存在匹配的受水洗涤桶时，控制所述水阀组件将所述排水输送至缓存装置进行暂存，并在检测到存在满足对应复用条件的受水洗涤桶时，控制所述缓存装置和所述水阀组件建立对应的水流路径，将所述缓存装置内的缓存水输送至所述受水洗涤桶。

10、进一步地，所述水质参数包括浊度、总溶解固体tds值和ph值中的至少一种，所述水质参数分别在对应洗涤桶的进水管路、排水管路以及多个洗涤桶之间的连接管路中的至少一处进行采集。

11、进一步地，在洗涤程序开始阶段向各所述洗涤桶注入预定量的水并执行预冲洗，根据所述预冲洗产生的排水对应的水质参数确定各洗涤桶的脏污指数di，并根据所述脏污指数di确定对应洗涤桶的排水水质等级；并根据各所述洗涤桶当前的用水需求，确定对应洗涤桶在作为受水洗涤桶时允许接收排水的脏污指数di范围，并根据所述脏污指数di范围确定对应的受水水质等级。

12、进一步地，所述排水水质等级与所述受水水质等级的梯级复用关系为：

13、当所述水源洗涤桶排水的脏污指数di≤30时，将其排水水质等级确定为低脏污等级，并将允许接收脏污指数di≤10排水的洗涤桶对应的受水水质等级确定为与所述低脏污等级相匹配的受水水质等级；

14、当所述水源洗涤桶排水的脏污指数30＜di≤60时，将其排水水质等级确定为中等脏污等级，并将允许接收脏污指数di≤20排水的洗涤桶对应的受水水质等级确定为与所述中等脏污等级相匹配的受水水质等级；

15、当所述水源洗涤桶排水的脏污指数60＜di≤80时，将其排水水质等级确定为较高脏污等级，并将允许接收脏污指数di≤40排水的洗涤桶对应的受水水质等级确定为与所述较高脏污等级相匹配的受水水质等级；

16、当所述水源洗涤桶排水的脏污指数di＞80时，将其排水水质等级确定为高脏污等级，并限制其仅使用洁净水源。

17、进一步地，对洗涤桶的排水进行水质检测，并根据所述排水的脏污指数di判断所述排水是否满足预设的复用条件；当所述排水不满足所述复用条件时，控制所述水阀组件使所述排水进入排水通路；当所述排水满足所述复用条件时，根据所述洗涤桶的排水水质等级与具有用水需求的洗涤桶对应的受水水质等级进行匹配，并在所述排水的脏污指数di处于所述受水水质等级对应的允许接收排水脏污指数di范围内时，将对应洗涤桶确定为受水洗涤桶，并控制所述水阀组件建立所述水源洗涤桶与所述受水洗涤桶之间的水流路径。

18、进一步地，所述水阀组件包括多个相互配合的多位多通电磁阀，多个所述多位多通电磁阀分别与多个所述洗涤桶的排水管路、进水管路以及洗涤桶之间的连接管路连通，并根据所述动态匹配结果控制对应的多位多通电磁阀导通或关断，通过不同所述多位多通电磁阀的通断组合建立对应的水流路径。

19、进一步地，所述缓存装置包括至少一个缓存水箱，所述缓存水箱与多个所述洗涤桶的水路连通，当满足复用条件的排水不存在当前匹配的受水洗涤桶时，控制所述排水进入所述缓存水箱，并对所述缓存水箱内的缓存水进行持续或周期性水质检测，在检测到存在满足对应复用关系的受水洗涤桶时，控制所述缓存水箱内的缓存水输送至所述受水洗涤桶。

20、进一步地，所述缓存水箱设置有储水上限和/或储存时限，当所述缓存水箱内的排水达到所述储水上限，或者所述排水在所述缓存水箱内的储存时间达到所述储存时限时，控制所述缓存水箱将所述排水排出。

21、本技术还公开了一种洗衣机，包括：

22、多个洗涤桶，分别用于容纳待洗涤衣物并执行洗涤和/或漂洗操作；

23、水路组件，包括分别与多个所述洗涤桶连通的进水管路、排水管路以及连接多个所述洗涤桶的连接管路；

24、水质检测组件，设置于对应洗涤桶的所述进水管路、所述排水管路和所述连接管路中的至少一处，用于采集对应水路中的水质参数；

25、水阀组件，设置于所述水路组件上，用于根据洗涤桶的排水水质等级以及多个所述洗涤桶用水时的受水水质等级切换水流路径，以建立水源洗涤桶与受水洗涤桶之间的水流通路；

26、缓存装置，与所述水路组件连通，用于在满足复用条件的排水暂时不存在匹配的受水洗涤桶时暂存所述排水；

27、主控单元，分别与所述水质检测组件、所述水阀组件以及所述缓存装置通信连接，用于根据所述水质参数计算对应排水的脏污指数di，并根据所述排水的脏污指数di所属的预设di范围确定所述排水对应的排水水质等级；根据各洗涤桶当前用水时允许接收排水的脏污指数di范围，并根据所述允许接收排水的脏污指数di范围确定对应洗涤桶的受水水质等级；将所述排水水质等级与具有用水需求的洗涤桶对应的受水水质等级进行匹配，并根据所述排水的脏污指数di与所述受水水质等级对应的允许接收排水脏污指数di范围之间的对应关系，确定产生所述排水的洗涤桶为水源洗涤桶以及与所述排水满足梯级复用关系的洗涤桶为受水洗涤桶；控制所述水阀组件建立所述水源洗涤桶与所述受水洗涤桶之间的水流路径，以将所述水源洗涤桶排出的排水输送至所述受水洗涤桶，并在不存在满足所述梯级复用关系的受水洗涤桶时，控制所述缓存装置暂存所述排水。

28、相对于现有技术，本发明所述基于脏污指数动态调度的多桶洗衣机梯级用水控制方法及洗衣机，具有以下优势：

29、1.本发明在多个洗涤桶的进水管路、排水管路及洗涤桶之间的连接管路上设置水质检测组件，通过浊度、总溶解固体tds值和ph值中的至少一种水质参数对各洗涤桶及对应水路中的水质状态进行检测，并基于所获取的水质参数确定排水的脏污指数di以及对应的排水水质等级，从而构建覆盖多个洗涤桶及其连接水路的水质感知网络，使主控单元能够根据实际排水水质判断排水是否具有复用价值，为后续水资源调度提供可靠的数据基础，降低仅依据固定洗涤程序或固定洗涤阶段判断排水水质所造成的误判，从而在进行排水复用时兼顾节水效果与洗涤效果。

30、2.本发明设置水阀组件，所述水阀组件包括多个相互配合的多位多通电磁阀，并分别与多个洗涤桶的进水管路、排水管路以及洗涤桶之间的连接管路连通，主控单元根据排水水质等级与各洗涤桶用水时的受水水质等级控制不同多位多通电磁阀的通断组合，以建立对应的水流路径，使满足复用条件的排水能够由水源洗涤桶定向输送至与其受水水质等级相适配的受水洗涤桶，由此替代传统多桶洗衣机中各洗涤桶相互独立进排水的方式，实现多个洗涤桶之间水资源的自动调配，减少人工参与，并提高水资源分配的灵活性和准确性。

31、3.本发明基于排水的脏污指数di建立动态用水调度机制，根据各洗涤桶排水对应的排水水质等级以及各洗涤桶当前用水的受水水质等级确定水源洗涤桶与受水洗涤桶之间的匹配关系，并按照预设的梯级复用关系将不同排水水质等级的排水分配至相适配的受水洗涤桶，使脏污程度较高的洗涤桶优先接收满足其受水水质等级要求的相应水质排水，脏污程度较低的洗涤桶则接收洁净程度要求相对较高的排水，并限制不满足对应复用条件的排水进入受水洗涤桶，从而形成基于实际排水水质和实际用水需求的动态梯级复用过程，在满足不同洗涤阶段用水要求的同时，提高具有复用价值的排水的再次利用程度，实现“按需配水、梯级复用”，在保证洗涤效果的前提下，使节水率达到50%~70%。

32、4、本发明设置与水路组件连通的缓存装置，所述缓存装置包括1~2个约2.5l的缓存水箱，用于在可复用水产生时暂时不存在匹配的受水洗涤桶，或者水质检测及水路切换尚未完成时，对可复用水进行暂存，并通过对缓存水箱内的缓存水进行持续或周期性水质检测，在后续检测到存在满足复用条件的受水洗涤桶时，将缓存水箱内的缓存水输送至对应的受水洗涤桶，从而解决可复用水产生时间与洗涤桶用水需求产生时间不一致的问题，使暂时无法直接利用的可复用水能够等待后续适配的用水需求，同时通过设置缓存水箱的储水上限和/或储存时限，在缓存水量达到储水上限或者排水达到储存时限时控制缓存水箱排出缓存水，避免缓存装置持续储水而影响后续水路调度，由此提高多桶洗衣机水资源动态调度过程的连续性、稳定性和可靠性。