王立新

[摘 要]:本文以節(jié)約水資源為根本出發(fā)點,通過對家用衛(wèi)生系統(tǒng)耗水量的調(diào)查,利用動車組中先進技術(shù),提出了一套家用真空節(jié)水衛(wèi)生系統(tǒng)方案,詳細介紹了如何采用負壓風(fēng)機對排污管路抽真空,將污物快速排出便器,減少沖洗耗水量;并論證了方案的可行性;最后,對方案的前景,以及后期的推廣做了簡短的分析。

[關(guān)鍵詞]:節(jié)約水資源 家用衛(wèi)生系統(tǒng) 負壓

一、研究背景

水是人類賴以生存的基本資源,而地球上適于人類飲用的水量不到地球總水量的1%,隨著人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展,淡水資源的需求量不斷增加,在世界范圍內(nèi),缺水問題日益嚴重,已成為社會和經(jīng)濟發(fā)展的主要制約因素。中國是世界上嚴重缺水的國家之一,而青島又是全國60個嚴重缺水的城市之一!

動車組廁所的給排水系統(tǒng)非常先進,沖廁用水量很少,是靠負壓將便器中的污物從便器中吸出,將其應(yīng)用于家庭中是個很好的創(chuàng)意。

二、設(shè)計方案

在家用沖廁過程中,引入真空系統(tǒng),在便器出口至集污井的管路中產(chǎn)生一定的真空度,利用真空將污物排到集污井中。系統(tǒng)的使用條件如下。

1.水源:自來水,沖洗水壓力: 0.3MPa,一次沖洗耗水量:2~3L (科由程序設(shè)定沖洗水量)。氣源:來自于廁所中的排氣風(fēng)機進口,因此家用的排風(fēng)扇需要更換為小型負壓風(fēng)機。

2.電源:DC24V(控制);采用小型的逆變電源。輸入:AC220V,輸出:DC24V。負壓風(fēng)機電源:AC220V。在廁所的墻壁上安裝一個小型的控制單元。

3.系統(tǒng)組成及原理圖

4.系統(tǒng)工作流程

按下沖洗按鈕12,真空閥4打開,電動排風(fēng)機進風(fēng)閥9關(guān)閉,便器出口閥11及排污管出口閥門6關(guān)閉,負壓風(fēng)機開始工作,并在排污管5內(nèi)產(chǎn)生真空。

沖洗用水由出水管路電磁閥2激活,便器被沖洗。

當(dāng)管內(nèi)真空度達到約為-35kPa時,由電磁閥打開便器出口閥11,當(dāng)污水通過時,真空閥4被與之相連的浮球閥關(guān)閉,防止污物進入負壓風(fēng)機進氣管道;此時,風(fēng)機進風(fēng)閥9打開,風(fēng)機進風(fēng)口與廁所室內(nèi)相通,為廁所排風(fēng)換氣。

排污管出口閥在污物流動過程中,由于具有一定的沖量,排污管出口單向閥被打開,便器內(nèi)污物被傳送至集污井。因此,要求排污單向閥6到集污井7之間的水平管段盡可能短,減少流動阻力。

便器出口閥11關(guān)閉,排污管出口閥6在兩邊的壓差作用下關(guān)閉。

在便器內(nèi)存少量水,起到水封的作用,防止反味等。之后沖洗出水電磁閥關(guān)閉。系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。

真空開關(guān)安裝在便器出口,感受排污管中的真空度,當(dāng)真空度達到要求值時,控制排污管兩端的閥門打開。

負壓風(fēng)機的流量應(yīng)由便器出口到排污管出口之間的排污管的容積確定。真空度的大小取決于排污管的長度,及負壓風(fēng)機所能達到的最大真空度。

該方案中負壓風(fēng)機的體積較大,適合于家庭使用的負壓風(fēng)機需要進一步調(diào)研,而且不能準(zhǔn)確地控制沖洗用水量。

三、家用真空節(jié)水衛(wèi)生系統(tǒng)前景分析

家用真空節(jié)水衛(wèi)生系統(tǒng)的應(yīng)用研究,還有一些需要解決的問題,由于需要在傳統(tǒng)便器的基礎(chǔ)上做一些改造,因此,成本比現(xiàn)有的便器會有所提高。但通過各方比較分析,雖然在造價上比傳統(tǒng)的排水方式高20%~30%。但節(jié)能與運行維護,尤其在節(jié)水及環(huán)境保護方面,具有非常明顯的優(yōu)勢。以9L的便器為例,如果每次使用約可節(jié)約6L水,每戶每年可節(jié)約20噸水,因此此套系統(tǒng)有理想的發(fā)展前景。

因此,隨著國家在節(jié)水方面進一步加大投入,真空節(jié)水衛(wèi)生系統(tǒng)必然會成為今后家庭給排水系統(tǒng)的主流。

參考文獻:

[1]全國節(jié)約用水辦公室.全國節(jié)水規(guī)劃綱要(2001-2010年).

[2]United states patent.Patent No.US7,207,073,B1.

[3]CRH1型動車組.中國鐵道出版社.

[4]住宅用節(jié)水器具簡介.中國建筑設(shè)計研究院.