熱水器用冷熱水閥的設(shè)計(jì)與推廣應(yīng)用研究

姜錦華 曾悅紅 秦德順 周欣 馮紀(jì)祥

摘要：隨著科技的發(fā)展，熱水器在生活中應(yīng)用廣泛，但每次在使用熱水器之前都需要將水管內(nèi)殘存的冷水先排出，而大部分的使用者都不會(huì)去使用和收集這些冷水，任其流失，這一定程度上造成水資源的浪費(fèi)。近年來(lái)有不少人提出了多種解決方案，但是大多數(shù)方案都存在成本過(guò)高、操作復(fù)雜或者效果不佳等問(wèn)題。為解決以上不足，本項(xiàng)目基于單片機(jī)開(kāi)發(fā)了一套可以冷熱水分離的系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)仿真和實(shí)物測(cè)試，系統(tǒng)擁有低成本、易操作和高效率等特點(diǎn)。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)運(yùn)用線上線下結(jié)合的策略以及綠色營(yíng)銷(xiāo)等來(lái)推廣該智能水閥，由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)便、體積小，便于熱水器新老用戶(hù)進(jìn)行安裝，適用范圍廣，當(dāng)大量用戶(hù)使用本產(chǎn)品時(shí)，就可以達(dá)到節(jié)約用水的效果，綠色環(huán)保。

關(guān)鍵詞：冷熱分流;創(chuàng)新;市場(chǎng)化;商業(yè)效益;社會(huì)效益

中圖分類(lèi)號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.01.062

0引言

在中國(guó)，由于國(guó)家的大力支持，使用熱水器的家庭越來(lái)越多，范圍也從局部擴(kuò)大到了全國(guó)。然而隨著熱水器的逐漸推廣，大量用戶(hù)在使用的過(guò)程中，也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。其中一個(gè)比較普遍的問(wèn)題就是在使用完熱水器后管道中會(huì)殘留部分熱水，管道越長(zhǎng)，殘留熱水越多。由于自身冷卻，管道中的熱水會(huì)變?yōu)槔渌Ｒ虼?，在下一次使用熱水器的時(shí)候，會(huì)先放出管道中的冷水，這就會(huì)造成用戶(hù)使用不便。

管道中冷水的直接排放，尤其是對(duì)于安裝在室外的太陽(yáng)能熱水器來(lái)說(shuō)，由于水管較長(zhǎng)，殘留的水比較多，在一定程度上造成了淡水資源的浪費(fèi)。而又因?yàn)橹袊?guó)人口基數(shù)大，所以一年當(dāng)中所浪費(fèi)的淡水資源還是比較巨大的。因此，若想要解決這一段淡水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，就必須解決熱水管中冷水的分離及應(yīng)用的問(wèn)題。

1熱水器用電子智能冷熱分離水閥的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原理

1.1構(gòu)成

一種熱水器用電子智能冷熱分離水閥，包括安裝在水管外部的外殼，殼外的指示燈，殼內(nèi)的單片機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)，安裝在三通水管轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部的活塞，固定在活塞內(nèi)部的防水型溫度感應(yīng)器、水滴傳感器。

1.2附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種熱水器回水控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中101、單片機(jī)控制器;102、水滴感應(yīng)器;103、防水型溫度感應(yīng)器;104、活塞;105、三通水閥轉(zhuǎn)接頭;106、步進(jìn)電機(jī);107、外殼;108、LED指示燈。

1.3具體實(shí)施方式

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種熱水器用電子智能冷熱分離水閥，該熱水器用電子智能冷熱分離水閥的工作方法，步驟如下：

（1）水滴感應(yīng)器102檢測(cè)到用戶(hù)啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)水滴感應(yīng)器102感應(yīng)到水流后，殼外LED指示燈108亮起，防水型溫度感應(yīng)器103開(kāi)始工作，檢測(cè)水管內(nèi)水流的溫度。

（2）防水型溫度傳感器103反復(fù)檢測(cè)出水溫并向單片機(jī)控制器101發(fā)送信號(hào)。

（3）單片機(jī)控制器101接收防水型溫度感應(yīng)器103的信號(hào)。

（4）單片機(jī)控制器101持續(xù)判斷防水型溫度感應(yīng)器103發(fā)來(lái)的信號(hào)，若水溫低于預(yù)設(shè)值，則單片機(jī)控制器101控制步進(jìn)電機(jī)106帶動(dòng)活塞104旋轉(zhuǎn)至開(kāi)口面面向A端。當(dāng)水溫低于預(yù)設(shè)值，單片機(jī)控制器101控制步進(jìn)電機(jī)106帶動(dòng)活塞104旋轉(zhuǎn)至開(kāi)口面面向B端。

（5）單片機(jī)控制器101檢測(cè)到用戶(hù)停止信號(hào)。

（6）單片機(jī)控制器101控制步進(jìn)電機(jī)106轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞104處于面向B端，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。

2水閥的創(chuàng)新之處

（1）冷熱分離水閥采用螺紋推動(dòng)的方式間接推動(dòng)活塞移動(dòng)，既能控制水閥，又不與水接觸，保證了水的衛(wèi)生，同時(shí)也避免了水與電機(jī)接觸導(dǎo)致電機(jī)漏電的情況。

（2）通過(guò)嵌入式系統(tǒng)采集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，判斷分析后控制活塞移動(dòng)，以及進(jìn)行相關(guān)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

（3）具有比傳統(tǒng)回水系統(tǒng)更高的性?xún)r(jià)比。傳統(tǒng)回水系統(tǒng)是將水管內(nèi)儲(chǔ)存的水由水泵抽回?zé)崴髟俅渭訜崾褂?，成本較高。而本項(xiàng)目的產(chǎn)品則是直接將冷水與熱水分離開(kāi)，將冷水用于其他地方，節(jié)省了因安裝回水系統(tǒng)而產(chǎn)生的高額費(fèi)用，這樣使得產(chǎn)品的制作成本及能耗大大降低。

3市場(chǎng)應(yīng)用前景分析

3.1產(chǎn)品背景及定位

近些年，隨著熱水器的逐漸推廣，大量用戶(hù)在使用的過(guò)程中，逐漸發(fā)現(xiàn)無(wú)論是太陽(yáng)能熱水器、空氣熱水器、煤氣熱水器還是電熱水器，在我們使用完熱水器中的熱水后，管道中都會(huì)留有剩余的熱水，而隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，熱水自身冷卻，管道中的熱水會(huì)變?yōu)槔渌Ｒ虼?，在我們下一次使用熱水器的時(shí)候，總會(huì)先放出部分冷水，尤其是使用太陽(yáng)能熱水器的某些高層建筑的低層用戶(hù)，水管從樓頂?shù)奶?yáng)能熱水器到住宅距離很遠(yuǎn)，每次使用完熱水后水管內(nèi)剩余的熱水會(huì)更多，這在一定程度上造成了淡水資源的浪費(fèi)。

就目前市場(chǎng)上相關(guān)產(chǎn)品來(lái)看，有一種回水系統(tǒng)可以解決管道中冷水浪費(fèi)問(wèn)題。它的原理是在使用熱水之前提供信號(hào)給系統(tǒng)，把管道內(nèi)的冷水抽回，再輸送到太陽(yáng)能熱水器內(nèi)加熱。但是這種設(shè)備的價(jià)格卻與這段水的價(jià)格不成正比，因此，很多居民就放棄了安裝回水系統(tǒng)的想法。本項(xiàng)目的智能冷熱分離水閥相比于目前市場(chǎng)上已有的回水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，功耗更低、成本更低，更適合于普通家庭的安裝及使用。產(chǎn)品目前主要面向于普通家庭、學(xué)校以及工廠等公共設(shè)施中需要使用熱水器的地方，客戶(hù)群體大，潛在客戶(hù)多。

此產(chǎn)品安裝在熱水管中部，通過(guò)活塞上的防水型溫度感應(yīng)器對(duì)水流溫度進(jìn)行測(cè)定和判斷，以活塞的移動(dòng)作為開(kāi)關(guān)，讓冷水和熱水進(jìn)行分流，可以選擇將冷水引流至廁所沖水箱或指定的蓄水箱內(nèi)，供用戶(hù)沖廁所或者澆花洗衣服使用，而熱水則供用戶(hù)直接使用，使用便捷，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格優(yōu)廉。此產(chǎn)品從基礎(chǔ)設(shè)施出發(fā)，致力于為使用熱水器的客戶(hù)解決熱水器熱水冷卻而導(dǎo)致使用不便的問(wèn)題，增強(qiáng)了客戶(hù)的使用感，并同時(shí)節(jié)約了淡水資源，使淡水資源的保護(hù)得到了有效舉措。

3.2產(chǎn)品推廣策略及渠道

3.2.1創(chuàng)新市場(chǎng)推廣手段，線上線下結(jié)合

（1）線上宣傳。

通過(guò)微博或短視頻等渠道介紹智能水閥核心技術(shù)基本信息，并植入產(chǎn)品研發(fā)時(shí)的性能實(shí)驗(yàn)檢測(cè)視頻，展示我們?cè)O(shè)計(jì)的水閥的優(yōu)良性能。當(dāng)產(chǎn)品在各大電商商城上架后，提供解決售前售后問(wèn)題的渠道，提升口碑。并且定期在網(wǎng)上征集用戶(hù)意見(jiàn)，改善產(chǎn)品提高用戶(hù)體驗(yàn)度。

（2）線下宣傳。

①完善市場(chǎng)供應(yīng)鏈的銷(xiāo)售和服務(wù)階段，有意識(shí)的和客戶(hù)多接觸，主動(dòng)走出去，把與客戶(hù)的接觸看作是一種心與心的交流，通過(guò)交流建立起一種朋友式的“雙贏”。通過(guò)這種接觸，可以了解客戶(hù)當(dāng)前的需求，以便于制訂更有針對(duì)性的措施，更好地為客戶(hù)服務(wù)，打造售前、銷(xiāo)售、售后三階段的良好服務(wù)口碑。

②定期開(kāi)展智能水閥線下的促銷(xiāo)，保證穩(wěn)步提升的市場(chǎng)占有率和客戶(hù)信賴(lài)度，讓客戶(hù)的選擇成為習(xí)慣。

③建立全國(guó)聯(lián)網(wǎng)售后服務(wù)系統(tǒng)，提高客戶(hù)的體驗(yàn)感。

3.2.2品牌營(yíng)銷(xiāo)

項(xiàng)目面向各大水閥設(shè)備生產(chǎn)商以及水利系統(tǒng)集團(tuán)提供優(yōu)質(zhì)的水閥產(chǎn)品。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)秉承著客戶(hù)至上的理念，全心全意為客戶(hù)服務(wù)，滿(mǎn)足客戶(hù)要求。力求保證每一個(gè)產(chǎn)品的合格，提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。調(diào)動(dòng)起團(tuán)隊(duì)的積極性，與客戶(hù)企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作，形成良好的品牌形象 。

3.2.3綠色營(yíng)銷(xiāo)

保護(hù)環(huán)境是一項(xiàng)關(guān)系到公眾切身利益和事業(yè)，本項(xiàng)目的水閥系列產(chǎn)品其生產(chǎn)過(guò)程程序比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品本身有利于節(jié)水節(jié)能，順應(yīng)政府綠色環(huán)保的號(hào)召，符合時(shí)代發(fā)展潮流。此營(yíng)銷(xiāo)策略，既能突出項(xiàng)目環(huán)保的理念，也有利于塑造綠色團(tuán)隊(duì)的良好品牌形象。

3.2.4銷(xiāo)售推廣計(jì)劃

（1）現(xiàn)面向大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的政策扶助很多，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將基于現(xiàn)有的創(chuàng)業(yè)優(yōu)惠政策，積極尋找投資，進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。本項(xiàng)目將充分的利用政策幫扶，將繼續(xù)積極參與創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，提高品牌實(shí)力;主動(dòng)聯(lián)系政府，以獲取更多政治幫扶，樹(shù)立大學(xué)生積極創(chuàng)業(yè)、勇于創(chuàng)新的積極形象。

（2）充分利用校友資源，介紹本項(xiàng)目的專(zhuān)利技術(shù)支持，推廣智能水閥的先進(jìn)性，并最終建立起長(zhǎng)期合作關(guān)系 。

3.3產(chǎn)品市場(chǎng)化前景

3.3.1定價(jià)導(dǎo)向

薄利多銷(xiāo)。智能水閥初步定價(jià)為：帶可充電電池，39元左右;不帶可充電電池，29元左右。和買(mǎi)方公司達(dá)成合作并協(xié)商后，使帶可充電電池，最終售價(jià)控制在30元以?xún)?nèi);不帶可充電電池，最終售價(jià)控制在20元以?xún)?nèi)。用低利低價(jià)來(lái)賣(mài)出產(chǎn)品，增加銷(xiāo)量，從而達(dá)到盈利的效果。

目前市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品普遍價(jià)格偏高，價(jià)格從80-2000元不等，我們的產(chǎn)品能夠利用成本低、價(jià)格低這一優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)。

3.3.2價(jià)值鏈

生產(chǎn)（原料提供）——組裝（我們團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)）——企業(yè)或商家（采購(gòu)、批發(fā)、零售）——終端市場(chǎng)（顧客）。

3.3.3定價(jià)考慮

本項(xiàng)目主要是通過(guò)和熱水器生產(chǎn)商或供應(yīng)商、水閥設(shè)備生產(chǎn)商、裝修公司、物業(yè)管理公司展開(kāi)合作，達(dá)成合作后，他們主要負(fù)責(zé)推廣和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，所以我們把成本分析重點(diǎn)放在生產(chǎn)、組裝以及運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

智能水閥元件材料成本預(yù)計(jì)24元左右，再結(jié)合組裝成本費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)等其他費(fèi)用整合后大致將產(chǎn)品定價(jià)定為：39元左右。通過(guò)和生產(chǎn)方達(dá)成合作，進(jìn)行批量生產(chǎn)，盡量將生產(chǎn)成本降低。最終成本大概在15-30元之間。我國(guó)關(guān)于實(shí)用新型專(zhuān)利、外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利的保護(hù)期限為10年，這有利于本項(xiàng)目享有專(zhuān)利的福利更好地推出本產(chǎn)品。

4水閥的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

在寒冷的冬天，為了使用熱水，我們需要等待放出熱水管內(nèi)的冷水的時(shí)間在1分鐘左右，在別墅里，甚至?xí)?分鐘。而且，在全國(guó)，由于節(jié)水意識(shí)并沒(méi)有全面的普及，還是會(huì)有很多人直接將冷水排進(jìn)下水道。我們依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電熱淋浴噴頭每分鐘噴水量約為6升來(lái)計(jì)算，這樣每個(gè)人等待熱水的過(guò)程就會(huì)有6-18升水左右的水資源被浪費(fèi)，從目前全國(guó)人口基數(shù)和熱水器的使用次數(shù)來(lái)說(shuō)，被浪費(fèi)的淡水資源將是個(gè)龐大的數(shù)字。

就目前項(xiàng)目的調(diào)研結(jié)果以及生活使用情況而言，在熱水器正常工作時(shí)，擰開(kāi)水龍頭，流出的冷水實(shí)際上并不是很多。傳統(tǒng)回水系統(tǒng)將這部分水通過(guò)止回閥流入回水管，再利用水泵將這部分水抽至加熱水箱內(nèi)，再進(jìn)行加熱，以此達(dá)到冷水二次使用的目的。但由于水量不是很多，這樣做雖然解決了熱水管內(nèi)冷水的問(wèn)題，節(jié)約了水資源，但是卻大大地加重了產(chǎn)品成本。據(jù)我們調(diào)查，網(wǎng)上家用回水系統(tǒng)的價(jià)格平均在 500 元左右，而我國(guó)自來(lái)水的價(jià)格在 2.8 元/立方米，并且我們一次放出的冷水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 1 立方米，所以很多居民不愿意花很多錢(qián)去解決這個(gè)問(wèn)題。

而本團(tuán)隊(duì)研制的冷熱分離水閥將熱水管內(nèi)的冷水分離出來(lái)，通過(guò)出冷水的這個(gè)端口將冷水收集起來(lái)，用來(lái)澆花、清洗衣物或者沖洗廁所等，這樣可以大大節(jié)約成本，從而降低民眾的購(gòu)買(mǎi)成本。同時(shí)經(jīng)過(guò)對(duì)大眾進(jìn)行樣本調(diào)研顯示，有83.75%的人明確地表示了購(gòu)買(mǎi)意愿，因此相比于回水系統(tǒng)，冷熱水分離水閥更能從大眾心理上為民眾提供節(jié)約淡水資源的途徑，從而達(dá)到節(jié)約淡水資源的目的，為社會(huì)淡水資源的保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

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