一種用于住宅生活用水的超流量報(bào)警和節(jié)流裝置的探討

徐　欣

（北京中建建筑設(shè)計(jì)院有限公司，北京　100161）

一種用于住宅生活用水的超流量報(bào)警和節(jié)流裝置的探討

徐欣

（北京中建建筑設(shè)計(jì)院有限公司，北京100161）

住宅生活用水雖然采用節(jié)水型的衛(wèi)生器具，但是在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)大流量和超流量使用的現(xiàn)象。在住宅的末端用水器具、洗臉盆、洗滌盆的水流支管上增加該裝置，報(bào)警控制器通過(guò)流量計(jì)采集數(shù)據(jù)并在超流量時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，通過(guò)流量計(jì)設(shè)定流量，當(dāng)用戶用水量達(dá)到設(shè)定的流量時(shí)用，報(bào)警控制器的顯示屏可顯示超流量報(bào)警圖案，同時(shí)語(yǔ)音報(bào)警提示用戶關(guān)小水龍頭，節(jié)約該報(bào)警限流裝置，不但能滿足正常的住宅生活用水，又能通過(guò)流量監(jiān)控報(bào)警和電控閥門關(guān)閉進(jìn)行限流，從而起到節(jié)水的目的。

住宅生活用水超流量報(bào)警節(jié)流裝置 電控閥門 報(bào)警控制器

1　研究背景

中國(guó)水資源總量不高，人均占有量更低，約為世界人均占有量的1/4，中國(guó)目前有16個(gè)?。▍^(qū)、市）人均水資源量（不包括過(guò)境水）低于嚴(yán)重缺水線，有6個(gè)省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）人均水資源量低于500立方米，為極度缺水地區(qū)。所以節(jié)約用水顯得越發(fā)重要。而居民的生活用水占了很大的比例，雖然住宅建筑生活給水要求采用節(jié)水型衛(wèi)生器具，但是在實(shí)際使用中用水龍頭經(jīng)常大流量和超流量使用，造成很大程度的水資源的浪費(fèi)。

綜上所述，居住建筑的節(jié)約用水顯的日益重要，通過(guò)對(duì)住宅用水的現(xiàn)狀的調(diào)查和研究，結(jié)合生活給水系統(tǒng)的技術(shù)特征，設(shè)計(jì)了一種用在住宅項(xiàng)目中的超流量報(bào)警和限流裝置。主要目的是提高人們的節(jié)水意識(shí)和限制超流量用水的現(xiàn)象。

2　研究思路與方法

2.1研究思路

住宅生活用水的終端主要衛(wèi)生器具是用水龍頭（包括洗臉盆龍頭和洗滌龍頭）和淋浴噴頭，而這些用水終端經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大水流和超流量使用顯象，所以通過(guò)限制終端用水狀態(tài)可以很好的解決這種浪費(fèi)水資源的狀況。

住宅中臉盆的水龍頭的額定流量為0.15L/S，所需要的最低工作壓力為0.05MPa。就是說(shuō)當(dāng)滿足水龍頭額定流量時(shí)，所需要的最低工作壓力為0.05MPa，然而在住宅設(shè)計(jì)中，水龍頭處的工作壓力往往大于0.05MPa，所以普遍存在水龍頭的實(shí)際流量超過(guò)額定流量的現(xiàn)象，經(jīng)實(shí)測(cè)一個(gè)普通水嘴在壓力為0.24MPa和0.5MPa時(shí)，流量分別為0.42L/S和0.72L/S，而現(xiàn)水嘴的額定流量為0.15L/S，以現(xiàn)有建筑60%的水龍頭超壓，流量超過(guò)0.15L/S計(jì)，全國(guó)城市每天將浪費(fèi)1944萬(wàn)噸的水，由此可見(jiàn)控制水嘴出流量對(duì)節(jié)水起著舉足輕重的作用。通過(guò)對(duì)居民用水習(xí)慣和用水舒適性的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，洗臉盆的舒適流量為0.14L/S，手洗衣物的舒適流量為0.175L/S，洗發(fā)的舒適流量為0.133L/S，淋浴噴頭的舒適流量為0.14L/S。由此可見(jiàn)住宅中的水嘴流量控制在0.133L/S～0.175L/S的范圍內(nèi)既能保證居民用水的舒適性，又能很好的節(jié)水。通過(guò)上述的分析和研究在生活用水末端既水嘴的上游管道上設(shè)置一套超流量報(bào)警和節(jié)流裝置。

圖1　給水原理圖

圖2　電氣原理圖

2.2研究方法

超流量報(bào)警和節(jié)流裝置由3部分組成：電控閥門，可設(shè)定流量的流量計(jì)及報(bào)警控制器。三者之間的連接關(guān)系和工作原理為：電控閥門、可設(shè)定流量的流量計(jì)連接報(bào)警控制器，由報(bào)警控制器采集流量計(jì)的流量數(shù)據(jù)，并在當(dāng)前水的流量超過(guò)設(shè)定的流量值時(shí)通過(guò)報(bào)警器報(bào)警提示以及報(bào)警提示一段時(shí)間后啟動(dòng)電控閥門關(guān)閉限流，不但能滿足正常的住宅生活用水，又能通過(guò)流量監(jiān)控報(bào)警和電控閥門關(guān)閉進(jìn)行限流，同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警大大的題高了人們的節(jié)水意識(shí)，起到真正意義上的節(jié)約用水。其中流量計(jì)的設(shè)定流量值為0.175L/S。

該研究采用了如下的技術(shù)方案：

住宅生活用水的超流量報(bào)警和節(jié)流裝置，包括電控閥門、報(bào)警控制器和可設(shè)定流量的流量計(jì)，電控閥門設(shè)置在生活用水終端的上游，可設(shè)定流量的流量計(jì)設(shè)置在電控閥門的上游，報(bào)警控制器與電控閥門和流量計(jì)電連接。

報(bào)警控制器具有用于顯示流量大小的流量顯示屏。同時(shí)具有復(fù)位按鈕，用于在電控閥門關(guān)閉限流后使電控閥門打開(kāi)。報(bào)警器控制器為語(yǔ)音報(bào)警器。包括用于打開(kāi)或關(guān)閉流量計(jì)的流量計(jì)開(kāi)關(guān)。生活用水終端為選自浴室水龍頭、花灑出水口以及廚房水龍頭中的任一種。 通過(guò)設(shè)在生活用水末端支水管上的電控閥門、可設(shè)定流量的流量計(jì)連接報(bào)警控制器；由報(bào)警控制器采集流量計(jì)的流量數(shù)據(jù)，并在當(dāng)前水的流量超過(guò)設(shè)定的流量值時(shí)通過(guò)報(bào)警器報(bào)警提示，當(dāng)用戶關(guān)小水龍頭后，報(bào)警解除，當(dāng)繼續(xù)超流量使用，電動(dòng)閥關(guān)閉。同時(shí)如用戶需要大流量用水時(shí)，可以按解除報(bào)警鍵，實(shí)現(xiàn)大流量用水。該報(bào)警限流裝置，不但能滿足正常的住宅生活用水，又能通過(guò)流量監(jiān)控報(bào)警和電控閥門關(guān)閉進(jìn)行限流，從而起到節(jié)水的目的。

3　具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，一種用于住宅生活用水的超流量報(bào)警和節(jié)流裝置，包括電控閥門3、報(bào)警控制器1和可設(shè)定流量的流量計(jì)2，電控閥門3設(shè)置在生活用水管路4的下游以及生活用水終端水龍頭5的上游位置，可設(shè)定流量的流量計(jì)2設(shè)置在電控閥門3的上游和水龍頭5的上游，并且電動(dòng)閥門3位于可設(shè)定流量的流量計(jì)2與所述水龍頭5之間，報(bào)警控制器1與電控閥門3和流量計(jì)2電連接，報(bào)警控制器1用于采集所述流量計(jì)2的流量數(shù)據(jù)，并在當(dāng)前水的流量超過(guò)設(shè)定的流量值時(shí)通過(guò)報(bào)警器HR報(bào)警提示，以及報(bào)警提示一段時(shí)間后啟動(dòng)所述電控閥門關(guān)閉限流，使水龍頭5出水關(guān)閉限流。同時(shí)為了更為直觀顯示生活用水末端支水管中的水的流量，報(bào)警控制器具有流量顯示屏，可以通過(guò)相應(yīng)的不同的圖案指示不同流量的大小。

此外，報(bào)警控制器具有復(fù)位按鈕SR，用于在電控閥門關(guān)閉后，使電控閥門打開(kāi)。這樣，當(dāng)人們需要超流量用水時(shí)，如果報(bào)警控制器根據(jù)流量設(shè)定情況將電控閥門關(guān)閉，人們還可以通過(guò)復(fù)位按鈕將電控閥門打開(kāi)繼續(xù)用水。電控閥門1可以是使用電動(dòng)閥，也可以是使用圖2中所示的電磁閥YV。

如圖2所示，報(bào)警器優(yōu)選為語(yǔ)音報(bào)警器，可以通過(guò)預(yù)存一段提示語(yǔ)音在用水超流量進(jìn)行語(yǔ)音提示報(bào)警，也可以其它報(bào)警器，如光電報(bào)警器。為了使人們方便掌握所述報(bào)警控制器是否通電正常工作，設(shè)置了電源信號(hào)燈HG，用于指示所述報(bào)警控制器是否通電。報(bào)警控制器包括有時(shí)間繼電器KT，報(bào)警控制器通過(guò)時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)電控閥門在報(bào)警一段時(shí)間后關(guān)閉以及控制報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警控制器采用交流電源作為工作電源，并經(jīng)控制變壓器TC的二次側(cè)轉(zhuǎn)換為安全電壓。其安全電壓輸送至所述超流量報(bào)警指示信號(hào)燈（或訊響器）HR、電控閥門YV（3）、時(shí)間繼電器KT。此外，報(bào)警控制器還包括有流量計(jì)開(kāi)關(guān)KF，用于打開(kāi)或關(guān)閉所述的流量計(jì)，當(dāng)用戶用水時(shí)，如果流量超過(guò)預(yù)先設(shè)置的流量，則流量開(kāi)關(guān)KF（2）閉合，超流量報(bào)警指示信號(hào)燈（或訊響器）HR即刻報(bào)警；在KT設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，用戶減小流量后，流量開(kāi)關(guān)KF（2）恢復(fù)常態(tài)，解除超流量報(bào)警；如果用戶不減小流量，KT延時(shí)數(shù)秒后，關(guān)斷電控閥門YV（3），停止供水；這時(shí)用戶需按下按鈕SR1才能恢復(fù)供水。此外，為了防止報(bào)警控制器電壓過(guò)高時(shí)損壞，控制變壓器的輸入側(cè)接設(shè)有熔斷器FU或保險(xiǎn)裝置，當(dāng)用戶需連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間大流量供水時(shí)，旋轉(zhuǎn)旋鈕SR2即能滿足用戶需求。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障短路時(shí)，F(xiàn)U熔絲熔斷，切斷電源，保證人生安全。

具體使用時(shí)，可以在住宅的末端用水器具、洗臉盆、洗滌盆的水流支管上增加該裝置，報(bào)警控制器通過(guò)流量計(jì)采集數(shù)據(jù)并在超流量時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，通過(guò)流量計(jì)設(shè)定流量，當(dāng)用戶用水量達(dá)到設(shè)定的流量0.175L/S時(shí)，報(bào)警控制器的顯示屏可顯示超流量報(bào)警圖案，同時(shí)語(yǔ)音報(bào)警提示用戶關(guān)小水龍頭，節(jié)約用水，當(dāng)語(yǔ)音報(bào)警提一段預(yù)設(shè)時(shí)間后，如10秒鐘內(nèi)持續(xù)超流量使用，安裝在流量計(jì)后的電控閥門在報(bào)警控制器控制下關(guān)閉水龍頭；同時(shí)報(bào)警控制器上設(shè)置復(fù)位按鈕，用戶可以按該復(fù)位按鈕鍵解除限流，電控閥門打開(kāi)，恢復(fù)用水。

4　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段住宅生活用水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在很多的不足，用水點(diǎn)壓力過(guò)大等現(xiàn)象也造成用水器具超流量出水的現(xiàn)象，該技術(shù)如果應(yīng)用在住宅項(xiàng)目上能很好地解決用水終端水資源浪費(fèi)的現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)于極度缺水的低區(qū)也有很好的效果，該技術(shù)不僅能讓人們?cè)鰪?qiáng)節(jié)水意識(shí)，自覺(jué)的節(jié)約用水，養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣，還能讓人們通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)來(lái)推廣和研究未來(lái)的節(jié)水新產(chǎn)品。總之，中國(guó)是個(gè)極度缺水的國(guó)家，人均水資源是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一，據(jù)監(jiān)測(cè)，目前全國(guó)多數(shù)城市的地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢(shì)。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，而且還威脅到了居民的飲水安全和身體健康，綜上所述居民生活用水養(yǎng)成良好的節(jié)水習(xí)慣對(duì)節(jié)約水資源起到了很大的貢獻(xiàn)，同時(shí)為國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展也有重要的意義。

［1］GB/T 50378-2014綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

［2］GB50015-2003（2009版）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

［3］GB50368-2005住宅建筑規(guī)范.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.［4］GB50555-2010民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

［5］GB50336-2002建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.