具有废水循环利用功能的净水设备及其控制方法与流程

1.本发明涉及净水器技术领域，具体提供一种具有废水循环利用功能的净水设备及其控制方法。


背景技术：

2.净水器被广泛地应用在家庭、办公场所或者其他服务场所，然而现在市场上的净水器在净水过程中会产生大量的废水，虽然目前存在将净水器优化到纯水与废水比例为1：1的状态，但还是会造成水资源的浪费。
3.为了解决净水器在净水过程中造成水资源浪费的问题，有采用将废水进行回收的处理方式，如专利号为zl201620457500.2的实用新型专利公开了一种净水器废水回收利用装置，该装置能够使净水器排出的废水回收，再将回收的废水用来洗手、洗菜、洗碗、拖地、冲马桶、浇花、浇菜等。不过，该文献中提到的上述处理方式仅限于将回收的废水进行其他用途的简单利用，装置的性能有待进一步提升。
4.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少一定程度地解决上述技术问题，即，解决现有技术中的净水器在净水过程中废水利用率低、造成水资源浪费的问题。
6.为此目的，本发明的一方面提供了一种具有废水循环利用功能的净水设备，所述净水设备包括：净水单元，其上游通过进水管道与水源相连，下游分别连接纯水管道和废水总管，所述净水单元用于对原水进行净化处理，所述进水管道上设置有进水阀；储水器皿，其下游通过供水管道与所述进水管道相连且连接点位于所述进水阀的下游，所述储水器皿的上游通过废水回收管道与所述废水总管相连，所述供水管道上设置有供水阀，所述废水回收管道上设置有废水回收阀；废水排放管道，其与所述废水总管相连，所述废水排放管道上设置有废水排放阀。
7.在采用上述技术方案的情况下，将储水器皿与供水管道、供水阀、进水管道、净水单元、废水回收管道和废水回收阀形成废水循环利用回路，该废水循环利用回路可以使净水单元在净水过程中产生的废水回收至储水器皿中，并由净水单元对回收到储水器皿中的废水再次净化。因此，本发明利用所述废水循环利用回路实现了对净水单元产生的废水进行回收和再净化，使净水设备将原水净化为纯水的比例大幅度的提升。
8.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述净水设备还包括设置在所述储水器皿中的水位传感器和/或水质传感器。
9.在采用上述技术方案的情况下，储水器皿中的水位传感器和/或水质传感器用于监测储水器皿中的水体的水位高度和/或水质的品质参数，避免因储水器皿中的水体的水位过高而溢出储水器皿的情况发生和避免因储水器皿中的水体的水位过低而导致无法为净水单元供水的情况发生，和/或避免因储水器皿中的水质过低而对净水单元的使用寿命
造成影响的情况发生。
10.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述水质传感器是tds传感器。
11.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述净水单元包括依次串接在所述进水管道与所述纯水管道之间的ppc滤芯模块、ro膜模块和矿化滤芯模块，所述废水总管连接到所述ro膜模块。
12.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述净水设备还包括设置在所述ppc滤芯模块与所述ro膜模块之间的增压泵。
13.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述进水阀、所述供水阀、所述废水回收阀和所述废水排放阀均为球阀。
14.本发明的另一方面还提供了一种具有废水循环利用功能的净水设备的控制方法，所述控制方法包括下列步骤：通过所述水位传感器检测所述储水器皿中的水位值；当所述水位值大于设备的高位阈值时，关闭所述进水阀和所述废水排放阀，并打开所述供水阀和所述废水回收阀；并且/或者当所述水位值小于设定的低位阈值时，打开所述进水阀、所述供水阀和所述废水回收阀，并关闭所述废水排放阀。
15.在采用上述技术方案的情况下，通过设置在储水器皿中的水位传感器检测储水器皿中的水体的水位值，在水位值大于高位阈值时，关闭进水阀和废水排放阀，并打开供水阀和废水回收阀，在对储水器皿进行补水的同时使净水单元对储水器皿提供的废水进行二次净化，同时还避免因水位大于高位阈值而导致水体溢出储水器皿的情况发生，从而使本发明的净水设备可以持续不断地对水体进行循环利用。在水位值小于低位阈值时，打开进水阀、供水阀和废水回收阀，并关闭废水排放阀，实现通过进水管道为净水单元供水的同时为储水器皿补水，避免因水位值小于低位阈值而导致无法为净水单元供水的情况发生，保证了净水单元可以持续不断地对水体进行净化。
16.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的控制方法的具体实施方式中，所述控制方法还包括：通过所述水质传感器检测所述储水器皿中的水质；当检测出的水质低于设定的水质阈值时，关闭所述废水回收阀，并打开所述废水排放阀。
17.在采用上述技术方案的情况下，通过设置在储水器皿中的水质传感器检测储水器皿中的水体的水质，当检测出的水质高于设定的水质阈值时，打开废水回收阀和供水阀，此时，储水器皿向净水单元提供废水。相反，当检测出的水质低于设定的水质阈值时，关闭所述废水回收阀，并打开所述废水排放阀，使废水经过净水单元净化后通过废水排放管道直接排出。通过此种控制方法，可以使储水器皿中的水体的水质始终高于预设值，从而避免净水单元中的ro膜模块加速损耗的情况发生。
18.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的另一种控制方法的具体实施方式中，所述控制方法包括下列步骤：通过所述水位传感器检测所述储水器皿中的水位值，当所述水位值大于设定的高位阈值时，关闭所述进水阀和所述废水排放阀，并打开所述供水阀和所述废水回收阀；并且/或者当所述水位值小于设定的低位阈值时，打开所述进水阀和所述废水回收阀，并关闭所述供水阀和所述废水排放阀。
19.在采用上述技术方案的情况下，通过设置在储水器皿中的水位传感器检测储水器皿中的水体的水位值，在水位值大于高位阈值时，关闭进水阀和废水排放阀，并打开供水阀
和废水回收阀，在对储水器皿进行补水的同时使净水单元对储水器皿提供的废水进行二次净化，同时还避免因水位大于高位阈值而导致水体溢出储水器皿的情况发生，从而使本发明的净水设备可以持续不断地对水体进行循环利用。在水位值小于低位阈值时，打开进水阀和废水回收阀，并关闭供水阀和废水排放阀，净水单元通过进水管道从水源接收原水，原水先被净水单元净化，再由净水单元将产生的废水排入至储水器皿中，此时，储水器皿不向净水单元提供水体，那么，储水器皿中的水体会随着净水单元产生的废水的流入而升高，当储水器皿中的水体的水位值大于高位阈值时，关闭进水阀和废水排放阀，并打开供水阀和废水回收阀，此时，储水器皿中的水体的水位值会随着净水单元的净水过程而减小，当储水器皿中的水体的水位值小于低位阈值时，再重复上述循环，重新由净水单元向储水器皿中补充废水。
20.在上述具有废水循环利用功能的净水设备的具体实施方式中，所述控制方法还包括：通过所述水质传感器检测所述储水器皿中的水质；当检测出的水质低于设定的水质阈值时，关闭所述废水回收阀，并打开所述废水排放阀。
21.在采用上述技术方案的情况下，通过设置在储水器皿中的水质传感器检测储水器皿中的水体的水质，当储水器皿中的水体的水质低于设定的水质阈值时，关闭废水回收阀，打开废水排放阀，使储水器皿中的水体在经过净水单元净化后，通过废水排放管道直接排出。通过此种控制方法，可以使储水器皿中的水体的水质始终高于水质预设值，从而避免净水单元中的ro膜模加速损耗的情况发生。
附图说明
22.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
23.图1示出本发明一种实施例的具有废水循环利用功能的净水设备的结构示意图；
24.图2示出本发明一种实施例的具有废水循环利用功能的净水设备的控制方法的主要步骤流程图；
25.图3示出本发明另一种实施例的具有废水循环利用功能的净水设备的控制方法的主要步骤流程图。
26.附图标记列表：
27.1、净水设备；11、水源；12、进水管道；121、进水阀；13、供水管道；131、供水阀；14、废水总管；141、废水回收管道；1411、废水收回阀；142、废水排放管道；1421、废水排放阀；15、净水单元；151、ppc滤芯模块；152、ro膜模块；153、矿化滤芯模块；16、纯水管道；17、增压泵；18、储水器皿；181、水质传感器；182、水位传感器；1821、第一水位传感器；1822、第二水位传感器。
具体实施方式
28.下面参阅附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管说明书中是结合包括ppc滤芯、ro膜和矿化滤芯的净水单元来描述的，但是，本发明显然可以采用其他各种形式的水净化单元，只要其具备所需的净水功能即可。
29.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。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。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。
30.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。例如，在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的球阀、液位开关等的原理等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
32.首先参阅图1，该图显示了本发明的具有废水循环利用功能的净水设备的一种实施例的结构。该净水设备1包括净水单元15，该净水单元15包括从上游侧至下游侧依次串连的ppc滤芯模块151、ro膜模块152和矿化滤芯模块153。ppc滤芯模块151的上游侧通过进水管道12与水源11相连，该进水管道12上安装有进水阀121，ro膜模块152的下游有两个分支，一个分支与矿化滤芯模块153相连，另一个分支与废水总管14相连，废水总管14通过废水回收管道141与储水器皿18的上游侧相连，该废水回收管道141上安装有废水回收阀1411，废水总管14上还设置有与净水设备1的外部连通的废水排放管道142，该废水排放管道142上安装有废水排放阀1421。矿化滤芯模块153的下游侧与纯水管道16相连。
33.在本发明的具体实施方式中，进水阀121、供水阀131、废水回收阀1411和废水排放阀1421均采用球阀。需要说明的是，尽管在该实施方式中将进水阀121、供水阀131、废水回收阀1411和废水排放阀1421描述为均采用为球阀，但是这并不是限制性的，本领域技术人员也可以采用其他各种形式的电磁控制元器件，如电磁阀，只要该电磁控制元器件能够在控制模块(未图示)的控制下实现管道(进水管道、供水管道、废水回收管道或废水排放管道)的通断即可。
34.继续参阅图1，在本发明的具体实施方式中，ppc滤芯模块151与ro膜模块152之间设置有增压泵17，通过增压泵17为净水单元15提供从储水器皿18中抽取水体的动力和使水体透过ro膜模块152产生纯水和废水的动力，从而可以根据增压泵17的开启和关闭使净水单元15对储水器皿18提供的水体进行净化。
35.继续参阅图1，储水器皿18的内部设置有水质传感器181，其用于检测储水器皿18中的水体的水质。具体地，本发明中的水质传感器181为tds传感器，其用于检测储水器皿18中的水体的tds值，当储水器皿18中的水体的tds值大于一定值时，则表明水体的水质小于设定的水质阈值。
36.本领域技术人员能够理解的是，尽管结合图1描述的水质传感器181选取的是tds传感器，但是这并不是限制性的，本领域技术人员也可以根据水体中包含的其他物质选取其他类型的水质传感器181，例如，用于检测水体中含有的余氯(氯气)物质的浓度的余氯传
感器，这种调整并不偏离本发明的原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。
37.继续参阅图1，储水器皿18的内部还设置有水位传感器182，其用于检测储水器皿18中的水体的水位值。在本发明的具体实施方式中，该水位传感器182包括第一水位传感器1821和第二水位传感器1822，该第一水位传感器1821用于检测水位的低位阈值，该第二传感器1822用于检测水位的高位阈值。在更具体的实施方式中，该第一水位传感器1821和第二水位传感器1822均可采用水位开关，当水体的液面到达该第一水位传感器1821的位置时，表明水体的水位值等于低位阈值，当水体的液面到达该第二水位传感器1822的位置时，表明水体的水位值等于高位阈值。
38.本领域技术人员能够理解的是，尽管上面结合图1描述的水位传感器采用的是第一水位传感器1821和第二水位传感器1822，但是这并不是限制性的，本领域技术人员也可以根据需要仅在储水器皿18中设置一个或两个以上用于测量水体的液面高度的传感器，这种调整并不偏离本发明的原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。
39.参阅图2，图2示出本发明的一种实施例的具有废水循环利用功能的净水设备1的控制方法的主要步骤流程图，该控制方法主要包括如下步骤：
40.s201、在净水期间，通过水位传感器182检测储水器皿18中的水位值。
41.具体地，在净水期间，分别通过第一水位传感器1821和第二水位传感器1822来判断储水器皿18中的水体的水位值是否达到高位上限和低位下限。
42.需要说明的是，本发明的净水设备还包括与水位传感器182电连接的控制模块(未图示)，该控制模块用于接收水位传感器182的水位值信号，并根据水位值信号控制进水阀121、供水阀131、废水回收阀1411和废水排放阀1421的打开或关闭。本领域技术人员应该理解的是，由于控制模块的设定仅仅是为了说明对应于本发明的净水设备1中的功能单元，因此控制模块对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。因此，控制模块的数量为一个仅仅是示意性的。本领域技术人员能够理解的是，可以根据实际情况，对控制模块进行适应性地拆分。对控制模块的具体拆分形式并不会导致技术方案偏离本发明的原理，因此，拆分之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。
43.s202、当检测到的水位值大于设定的高位阈值时，关闭进水阀121和废水排放阀1421，并打开供水阀131和废水回收阀1411。
44.s203、当检测到的水位值小于设定的低位阈值时，打开进水阀121、供水阀131和废水回收阀1411，并关闭废水排放阀1421。
45.具体地，当储水器皿18中的水体的水位值小于或等于低位阈值时，即当第一水位传感器1821的信号被触发时，打开进水阀121、供水阀131和废水回收阀1411，关闭废水排放阀1421，储水器皿18同时通过进水管和废水回收管补水，且补水的同时，净水单元15保持净水过程。直到水位值等于高位阈值时，即当第二水位传感器1822的信号被触发时，关闭进水阀121和废水排放阀1421，打开供水阀131和废水回收阀1411，此时储水器皿18仅通过废水回收管补水，补水的同时净水单元15也保持净水过程。
46.需要说明的是，高位阈值对应于需要水源11停止对储水器皿18进行补水的水位值。当储水器皿18中的水体的水位值等于高位阈值时，则需要关闭进水阀121和废水排放阀1421，停止对储水器皿18进行补水，避免因水位值大于高位阈值，而导致水体溢出储水器皿
18的情况发生。低位阈值对应于需要水源11对储水器皿18补水的水位值。当储水器皿18中的水体的水位值等于低位阈值时，则需要打开进水阀121，并关闭废水排放阀1421，使水源11通过进水管道12对储水器皿18进行补水，避免因水位值小于低位阈值，而导致储水器皿18无法为净水单元15供水并因此无法进行废水循环利用的情况发生。
47.s204、通过水质传感器181检测储水器皿18中的水质。
48.作为示例，在净水期间，通过tds传感器获取储水器皿18中的水体的tds值。
49.需要说明的是，本发明的水质传感器181与控制模块(未图示)电连接，该控制模块用于接收水质传感器181的水质信号，并根据水质信号控制进水阀121、供水阀131、废水回收阀1411和废水排放阀1421的连接或关闭。
50.s205、当检测出的水质低于设定的水质阈值时，关闭废水回收阀1411，并打开废水排放阀1421。
51.具体地，当检测出储水器皿中水体的水质小于水质阈值时，表明水体中的余氯、盐或重金属离子等物质的浓度过高，那么在净水单元15净水时，会加速ro膜模块152的损耗，因此，为了避免该情况的发生，关闭废水回收阀1411，并打开废水排放阀1421，使废水通过废水排放管道142排出。
52.需要说明的是，在本发明中，净水单元15所产生的废水中的盐和余氯和重金属离子的浓度要比原水中的高。由此可知，当净水单元15产生的废水被回收到储水器皿18中后，储水器皿18中的水体的盐和余氯等物质的浓度会高于自来水中的盐和余氯等物质的浓度。且储水器皿18中的水体的盐、余氯(溶于水中的氯气)和重金属离子等物质的浓度会随着废水循环利用的次数的增加而增高，那么，当废水中的余氯的浓度高于一定值时，则会对净水单元15中的ro膜模块152造成明显的损耗，这会在一定程度上影响净水单元15的ro膜模块152的使用寿命。
53.需要注意的是，水质阈值的大小可以根据实际需求进行设置，例如，当储水器皿18中的水体的余氯的浓度达到0.01mg/l时，水体中的余氯加快净水单元15中的ro膜模块152的损耗速度，那么，为了避免此种情况的发生，可以将水质阈值设置为：0.008mg/l，那么，当储水器皿18中的水体的余氯的浓度大于或等于0.008mg/l(浓度值大小可以根据自来水的水质情况设定)时，则表示储水器皿18中的水体的水质低于设定的水质阈值，当检测出的水质低于设定的水质阈值时，则将储水器皿18中的废水排出，通过此手段保护净水单元15中的ro膜模块152不会因为废水的循环利用而被加速损耗。在本发明的描述中，余氯只是净水单元155所产生的废水中包含的物质的一种，除此之外还可以包括其它经滤芯过滤后剩余的物质，例如，金属离子或其它非金属离子等。
54.还需要说明的是，虽然上面结合图2描述的是步骤s204和s205在步骤s201-s203之后执行，但是这仅仅是一个示例，实际上，在优选的实施方式中，步骤s204和s205与步骤s201-s203之间并没有先后顺序。在最优选的实施方式中，步骤s204与步骤s201同时进行，并且当步骤s205的操作与步骤s202和s203的操作发生冲突时，优先执行步骤s205，以便最大限度地保证水质以及避免净水设备受到损坏。
55.下面参阅图3，图3示出本发明的另一种实施例的具有废水循环利用功能的净水设备1的控制方法的主要步骤流程图，该控制方法主要包括如下步骤：
56.s301、通过水位传感器182检测储水器皿18中的水位值。
57.与图2类似，在净水期间，分别通过第一水位传感器1821和第二水位传感器1822来判断储水器皿18中的水体的水位值是否达到高位上限和低位下限。
58.s302、当检测到的水位值大于设定的高位阈值时，关闭进水阀121和废水排放阀1421，并打开供水阀131和废水回收阀1411。
59.具体地，当储水器皿18中的水体的水位值大于设定的高位阈值时，关闭进水阀121和废水排放阀1421，并打开供水阀131和废水回收阀1411，使水源11停止对储水器皿18补水，此时，由储水器皿18通过供水管路向净水单元15输送水体，使净水单元15产生纯水和废水，纯水通过纯水管道16提供给用户端或下游容器，废水通过废水回收管道141循环回流到储水器皿18中。
60.s303、当检测到的水位值小于设定的低位阈值时，打开进水阀121和废水回收阀1411，并关闭供水阀131和废水排放阀1421。
61.具体地，当储水器皿18中的水体的水位值小于设定的低位阈值时，关闭供水阀131和废水排放阀1421，并打开进水阀121和废水回收阀1411，使水源11中的原水先被净水单元15净化，再使净水单元15产生的废水回流到储水器皿18中，以实现对储水器皿18补水。
62.s304、通过水质传感器181检测储水器皿18中的水质。作为示例，在净水期间，通过tds传感器获取储水器皿18中的水体的tds值。
63.s305、当检测出的水质低于设定的水质阈值时，关闭废水回收阀1411，并打开废水排放阀1421。
64.具体地，当储水器皿18中的水体的水质低于设定的水质阈值时，关闭废水回收阀1411，打开废水排放阀1421，通过废水排放管道142将净水单元15产生的废水直接排出。
65.同样与图2类似，虽然上面结合图3描述的是步骤s304和s305在步骤s301-s303之后执行，但是这仅仅是一个示例，实际上，在优选的实施方式中，步骤s304和s305与步骤s301-s303之间并没有先后顺序。在最优选的实施方式中，步骤s304与步骤s301同时进行，并且当步骤s305的操作与步骤s302和s303的操作发生冲突时，优先执行步骤s305，以便最大限度地保证水质以及避免净水设备受到损坏。
66.需要说明的是，尽管以上述具体方式所构成的废水循环利用装置的控制方法作为示例进行了介绍，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。