净水系统的控制方法与流程

1.本发明涉及净水制备装置技术领域，尤其涉及一种净水系统的控制方法。


背景技术：

2.气泡水是由水和空气混合构成，水中气泡的直径通常在1微米-100微米之间。气泡水加工系统主要包括进水组件、进气组件、混气罐和起泡器四个部分，其中，进水组件能将自来水送入混气罐，进气组件能将空气送入混气罐，空气和水在混气罐内混合后形成气液混合物，气液混合物通过起泡器后得到气泡水。
3.现有部分净水系统兼具制备净水和气泡水的功能，即，将传统净水系统和气泡水加工系统整合在一起。该净水系统通常包括进水管、气泡水出水管、净水出水管、浓缩水管和补气组件，补气组件位于进水管上，进水通断阀设置在进水管上且位于进气组件之前。
4.当进水管中持续有水流时，补气组件难以向进水管中充气。为了解决这一问题，该净水系统通过切断进水通断阀使增压泵前形成负压来实现进气，然后再打开进水通断阀实现进水，依次交替。因为进气和进水在时间上是分开的，所以混气罐需要等待一段时间才能获得足够的水和空气用于形成混合物，起泡器相应地也需要间隔一段时间才能得到水气混合物来制备气泡水，导致出气泡水不连续，用户体验太差。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种净水系统的控制方法，气泡水供应稳定。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.净水系统的控制方法，所述净水系统包括：进水管，其上设置有减压阀，所述减压阀被配置为能降低其下游所述进水管中的水压；气泡水管，其上设置有气泡水制备装置，所述气泡水管连接至所述进水管的出水口；净水管，其上设置有净水滤芯，所述净水管连接至所述进水管的出水口；浓缩水管，连接至所述净水滤芯的浓缩水出口端；回流管，一端连接在所述浓缩水管上，另一端连接在所述进水管上且位于所述减压阀的下游；以及，进气组件，连接至所述回流管；所述控制方法为：所述减压阀降低其下游的所述进水管中的水压直至低于所述回流管中的水压，所述进气组件每间隔第一设定时间持续启动第二设定时间，以向所述回流管中充入空气。
8.其中一个优选实施例中，所述进气组件关闭期间，所述浓缩水管中的浓缩水流入所述回流管。
9.其中一个优选实施例中，所述第一设定时间与所述第二设定时间的时长比在2.5:1至3.5:1的区间内。
10.其中一个优选实施例中，所述进气组件包括第一单向阀和气泵，所述第一单向阀连接在所述浓缩水管和所述回流管的连接交点上。
11.其中一个优选实施例中，所述回流管上设置有回流通断阀和第二单向阀，所述浓缩水管上沿水流方向依次设置有浓水控制阀和浓水通断阀。
12.其中一个优选实施例中，所述净水管上还设置有净水通断阀，所述净水通断阀位于所述净水滤芯的上游。
13.其中一个优选实施例中，所述进水管上还设置有增压泵，所述增压泵位于所述减压阀的下游，所述回流管连接在所述减压阀和所述增压泵之间的所述进水管上。
14.其中一个优选实施例中，所述回流管中的空气或水气混合物与所述进水管中的水混合后进入所述净水管中，以冲洗所述净水滤芯。
15.其中一个优选实施例中，开启所述增压泵、所述气泵、所述净水通断阀、所述浓水控制阀和所述回流通断阀，关闭所述浓水通断阀。
16.其中一个优选实施例中，冲洗设定时间后开启所述浓水通断阀，所述净水滤芯中的冲洗物经所述浓缩水管排出。
17.其中一个优选实施例中，采用所述普通制水模式制备净水时，开启所述增压泵、所述净水通断阀和所述浓水通断阀，关闭所述气泵、所述浓水控制阀和所述回流通断阀，所述净水滤芯制得的所述浓缩水经过所述浓水通断阀排出。
18.其中一个优选实施例中，采用所述回流制水模式制备净水时，开启所述增压泵、所述净水通断阀和所述回流通断阀，关闭所述气泵、所述浓水控制阀和所述浓水通断阀，所述净水滤芯制得的所述浓缩水经过所述回流通断阀流回所述进水管中。
19.其中一个优选实施例中，所述控制方法为交替采用所述普通制水模式和所述回流制水模式。
20.其中一个优选实施例中，所述气泡水管上还设置有气泡水开关，所述气泡水开关至少包括高流量档位；当所述气泡水开关处于高流量档位时，开启所述增压泵、所述气泵和所述回流通断阀，关闭所述净水通断阀、所述浓水控制阀和所述浓水通断阀，所述气泵向所述回流管中送入空气，所述空气与所述浓缩水管中的浓缩水混合后形成初步混合物，所述初步混合物在所述进水管中的水混合形成水气混合物，所述水气混合物全部被送入所述混气罐中。
21.其中一个优选实施例中，所述气泡水开关还包括低流量档位；当所述气泡水开关处于低流量档位时，开启所述增压泵、所述气泵、所述净水通断阀和所述回流通断阀，关闭所述浓水控制阀和所述浓水通断阀，所述水气混合物的一部分被送入所述混气罐中，另一部分被送入所述净水管中。
22.其中一个优选实施例中，制备气泡水时，水和空气的体积比处于设定范围内。
23.其中一个优选实施例中，所述气泵的负载压力p＝所述减压阀的后压力p1 所述第一单向阀的开启压力p2 所述第二单向阀的开启压力p3 所述回流通断阀的开启压力p4。
24.其中一个优选实施例中，所述第一单向阀和所述第二单向阀的开启压力范围(0.29-0.73)psi，所述回流通断阀开启压力范围(0.15-0.29)psi，和/或所述减压阀后压力p1范围(5.27～11.05)psi。
25.本发明公开的净水系统的控制方法充入空气时无需截断进水管中的水流，利用减压阀降低其下游的进水管中的水压即可容许空气通过回流管充入进水管中，所以持续有水流进入混气罐中，气泡水供应更连续、更稳定，气泡水流量大。空气断续地进入回流管中，实现了空气和浓缩水的初步混合，有利于提高混气罐中的水气混合质量，提高了气泡水的质量，气泡水出水稳定。
附图说明
26.图1是本发明具体实施方式提供的净水系统的结构示意图；
27.图2是本发明具体实施方式提供的气泵的压力-流量曲线图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
29.在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
30.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。在本发明的描述中，“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。
31.在本发明中，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发明中的具体含义。
32.在本发明中，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。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.本实施方式公开的净水系统的控制方法基于如图1所示的净水系统，该净水系统包括进水管、气泡水管、净水管、浓缩水管、回流管和进气组件。其中，进水管的进口连通至原水水源，进水管上沿水流方向依次设置有减压阀和增压泵，减压阀能降低其下游进水管中的水压，以容许空气进入该净水系统中；增压泵能增大其上游进水管中的负压。
35.气泡水管的头端连接至进水管的出水口，在气泡水管的末端设置有气泡水龙头，用于向用户供应气泡水；气泡水管上设置有混气罐和起泡器，混气罐用于将水和空气混合
均匀，起泡器用于生成气泡水。
36.净水管的头端连接至进水管的出水口，末端设置有净水龙头，用于向用户供应净水；净水管上沿水流方向依次设置有净水通断阀和净水滤芯，净水通断阀用于控制净水管的通断，净水滤芯优选为ro膜滤芯，产品成熟，水净化效果好。
37.浓缩水管连接至净水滤芯的浓缩水出口端，用于排放净水滤芯产生的浓缩水。浓缩水管上沿水流方向依次设置有浓水控制阀和浓水通断阀，浓水控制阀用于控制浓缩水流量的大小，浓水通断阀用于控制浓缩水管的通断。
38.回流管的一端连接在浓缩水管上且连接点位于浓水控制阀和浓水通断阀之间，回流管的另一端连接在进水管上且位于减压阀和增压泵之间。回流管上设置有回流通断阀和第二单向阀，回流通断阀用于控制回流管的通断，第二单向阀用于阻止回流管中的水倒流。回流通断阀能在进水管堵塞或进水压力过低时防止增压泵将浓缩水吸入进水管中，起到保护作用，如果能杜绝进水管堵塞或进水压力过低等情况，可以不用设置回流通断阀。
39.进气组件连接至回流管，用于向回流管中充入空气。进气组件可以包括但不限于包括第一单向阀和气泵，第一单向阀优选连接在浓缩水管和回流管的连接交点上，即进气组件相当于同时连接在回流管上和浓缩水管上。
40.该控制方法为：减压阀降低其下游的进水管中的水压直至低于回流管中的水压，进气组件每间隔第一设定时间持续启动第二设定时间，以向回流管中充入空气。优选地，进气组件关闭期间，浓缩水管中的浓缩水流入回流管。
41.该净水系统既能制备净水，也能制备气泡水，可以满足用户的多种用水需求，适用范围广。充入空气时无需截断进水管中的水流，利用减压阀降低其下游的进水管中的水压即可容许空气通过回流管充入进水管中，所以持续有水流进入混气罐中，气泡水供应更连续、更稳定，气泡水流量大。空气断续地进入回流管中，即，空气和浓缩水交替进入回流管中，实现了空气和浓缩水的初步混合，有利于提高混气罐中的水气混合质量，提高气泡水的质量(水中溶解的气泡的数量和直径等参数更佳)，气泡水出水稳定。
42.为了达到较好的气泡水效果，水和空气的体积比a需在一合适范围(10≤a≤200，优选地18≤a≤100)。设气泵的负载压力为p，减压阀的后压力为p1，第一单向阀的开启压力p2，第二单向阀的开启压力p3，回流通断阀的开启压力p4，得到关系式：气泵的负载压力p＝减压阀的后压力p1 第一单向阀的开启压力p2 第二单向阀的开启压力p3 回流通断阀的开启压力p4。
43.通过选择合适的减压阀、第一单向阀、第二单向阀以及回流通断阀的型号，即可将气泵负载压力控制在某一范围，以保证水和空气的体积比a在所需范围。例如，微气泡水流量稳定在(2.8～3.4)l/min，若18≤a≤100，则进气流量需控制在(34～156)ml/min。进气流量范围太窄，气泵负载压力难以控制，采用间断式进气来扩大进气流量范围，进而扩大气泵负载压力范围。
44.图2所示为某款气泵的压力-流量曲线，其它气泵的压力-流量在具体数值上与此稍有差异，但曲线走势上基本相同，可以以此为例对全部气泵进行说明。
45.考虑气泵上下限，不同通断电时间比例对应的气泵打气压力值见下表。
[0046][0047]
气泵负载压力范围太窄(δp过小)则难以控制；负载压力过低则会导致泵前压力过低，影响气泡水流量和净水流量。综合考虑以上两个因素，第一设定时间与第二设定时间的时长比优选在2.5:1至3.5:1的区间内，更优选为3:1。即，气泵通断电时间比例优选为1:3。
[0048]
第一单向阀和回流通断阀选择开启压力较小的型号，如第一单向阀和第二单向阀的开启压力范围(0.29-0.73)psi，回流通断阀的开启压力范围(0.15-0.29)psi。减压阀选型：根据公式p＝p1 p2 p3 p4可得，减压阀的后压力p1范围(5.27～11.05)psi。
[0049]
在上述结构的基础上，净水系统还包括控制装置，需要根据使用需求开启和关闭的各个阀门和装置分别连接至控制装置，由控制装置统一控制其开启和关闭，整机能协调工作，使用更方便。
[0050]
在高硬度或高胶体等恶劣水质地区，净水滤芯制备净水时容易在其膜表面上堆积污染物。为了解决这一问题，控制装置开启增压泵、气泵、净水通断阀、浓水控制阀和回流通断阀，关闭浓水通断阀。回流管中的水气混合物与进水管中的水混合后进入净水管中，以循环冲洗净水滤芯，能冲洗掉净水滤芯的膜表面上的污染物，延长净水滤芯的使用寿命，净水效果更好。冲洗设定时间后开启浓水通断阀，净水滤芯中的冲洗物经浓缩水管排出。
[0051]
因为在浓缩水管和进水管之间连接有回流管，则该净水系统在制备净水时包括了普通制水模式和回流制水模式，通过控制两种制水模式的不同时间比例可以调节回收率。具体地，采用普通制水模式时，控制装置开启增压泵、净水通断阀和浓水通断阀，关闭气泵、浓水控制阀和回流通断阀。原水经过增压泵后进入净水管，净水滤芯制得的净水经过净水龙头供给用户，净水滤芯制得的浓缩水经过浓水控制阀和浓水通断阀排出。普通制水模式又称为低回收率模式，设回收率为k0。
[0052]
采用回流制水模式时，控制装置开启增压泵、净水通断阀和回流通断阀，关闭气泵、浓水控制阀和浓水通断阀。原水经过增压泵后进入净水管，净水滤芯制得的净水经过净水龙头供给用户，净水滤芯制得的浓缩水经过回流通断阀流回进水管中。此时无浓水排出，所以回流制水模式又称为100％回收率模式。
[0053]
可以根据自来水的水质情况选择使用普通制水模式还是回流制水模式，也可以交替采用普通制水模式和回流制水模式。通过控制普通制水模式和回流制水模式的不同时间比例，即可实现整体回收率在k0～100％之间调节。
[0054]
在上述结构的基础上，气泡水管上还设置有气泡水开关，用于检测用户是否取用气泡水。气泡水开关的具体结构不限，现有技术中能用于检测管道中水流是否流出的装置
均可。优选地，气泡水开关至少包括高流量档位和低流量档位。
[0055]
当气泡水开关处于高流量档位时，控制装置开启增压泵、气泵和回流通断阀，关闭净水通断阀、浓水控制阀和浓水通断阀。自来水经减压阀减压后进入增压泵，气泵经过第一单向阀向回流管中送入空气，空气与浓缩水管中的浓缩水混合后形成初步混合物。初步混合物经过回流通断阀和第二单向阀后进入进水管，初步混合物在进水管中的水混合形成水气混合物后进入增压泵，经过增压泵后水气混合物全部被送入混气罐中。水气混合物在混气罐中均匀混合，经起泡器释放压力生成气泡水。
[0056]
当气泡水开关处于低流量档位时，控制装置开启增压泵、气泵、净水通断阀和回流通断阀，关闭浓水控制阀和浓水通断阀。自来水经减压阀减压后进入增压泵，气泵经过第一单向阀向回流管中送入空气，空气与浓缩水管中的浓缩水混合后形成初步混合物。初步混合物经过回流通断阀和第二单向阀后进入进水管，初步混合物在进水管中的水混合形成水气混合物后进入增压泵。一部分水气混合物被送入混气罐中均匀混合，经起泡器释放压力生成气泡水；另一部分水气混合物被送入净水管中，经过净水通断阀和净水滤芯后再次进入回流管中。
[0057]
在上述结构的基础上，净水系统还包括pcb复合滤芯，pcb复合滤芯包括水路上相互独立的预处理滤芯和后处理滤芯，预处理滤芯设置在进水管上，用于对自来水进水粗过滤；后处理滤芯设置在净水管上且位于净水滤芯的下游，用于吸附异色异味物质、改善口感。
[0058]
注意，上述仅为本发明的较佳实施方式及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施方式，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施方式对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施方式，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施方式，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。