一种自供能管道冷水回收装置的制作方法

本实用新型涉及热水器管道中的冷水回收装置，具体为一种自供能管道冷水回收装置。

背景技术：

家用热水器的使用十分广泛，但连接热水器和出水端的热水管道普遍存在距离长、热水排不尽的问题，每次使用热水时，先流出的都是管道内残余的冷水，而这部分冷水将被浪费。针对上述问题，现有的解决方案中，许多当前市面销售的冷水回收装置多依靠水泵进行冷水回收，该种装置价格高，耗能多，且使用场合受局限。还有一些节水装置只能回收燃气热水器从开启到加热至所需水温这段时间的冷水，然而，在管道内的冷水送进热水器加热的同时，热水器中又会有热水流入管道中逐渐冷却，这部分残留的水容易被浪费掉。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种自供能管道冷水回收装置，所述装置位于热水器出水口和冷水管之间，与用户使用端相连，实现了用户热水使用端“零冷水”的功能；整体回收装置无需外加能量。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种自供能管道冷水回收装置，包括液压动力缸、前置管道冷水储藏缸、后置管道冷水储藏缸、温度检测及控制模块、九条管道、四个单向阀和六个电磁阀，六个电磁阀均与温度检测及控制模块电连接，液压动力缸内的活塞通过连杆与前置管道冷水储藏缸和后置管道冷水储藏缸内的活塞联动，液压动力缸为双向液压缸，第一管道的两端分别为连接热水器出水口的第一进水端a和连接用户热水使用端的第一出水端b，第一管道上设有第一电磁阀，第五管道的一端连接冷水出水口、另一端为连接用户冷水使用端的第二出水端d，第二管道的一端和第一管道连接，连接处位于第一进水端a和第一电磁阀之间，另一端连接前置管道冷水储藏缸，第二管道上设有第二电磁阀，第七管道的一端和第一管道连接，连接处位于第一电磁阀和第一出水端b之间，另一端连接后置管道冷水储藏缸，第七管道上设有第三单向阀，第三管道的一端连接前置管道冷水储藏缸、中部间隔设有第一单向阀和第二单向阀、另一端连接后置管道冷水储藏缸，液压动力缸活塞一侧的工作腔连接第五管道的中部，液压动力缸活塞另一侧的工作腔连接第六管道的一端和第八管道的一端，第六管道的另一端连接冷水出水口，第六管道上设有第四电磁阀，第八管道的另一端连接后置管道冷水储藏缸，第八管道上设有第五电磁阀，第九管道的一端连接液压动力缸的中部、另一端连接第五管道，第四管道的一端连接第三管道，连接处位于第一单向阀和第二单向阀之间，另一端连接第五管道中部，第五管道上沿着水流方向依次设有第三电磁阀、液压动力缸和第五管道的连接处、第四管道和第五管道的连接处、第九管道和第五管道的连接处、第六电磁阀。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述装置还包括自供能装置，自供能装置包括第一分布式发电模块和与其电连接的蓄能装置，第一分布式发电模块设于第一管道上，第一分布式发电模块包括落差发电装置和/或温差发电装置。

第一分布式发电模块设于第一管道的第一进水端a和第一电磁阀之间，第一管道和第二管道的连接处位于第一分布式发电模块和第一电磁阀之间。

第一分布式发电模块包括落差发电装置和温差发电装置，落差发电装置和温差发电装置分别独立连接蓄能装置。

自供能装置还包括第二分布式发电模块，第二分布式发电模块的结构和第一分布式发电模块相同，第二分布式发电模块和蓄能装置电连接，第二分布式发电模块设于第六管道上。

第二分布式发电模块设于第六管道的第二进水端c和第四电磁阀之间。

第五管道通过第六管道连接第二进水端c，第五管道和第六管道的连接处位于第二分布式发电模块和第四电磁阀之间。

温度检测及控制模块包括温度传感器、控制器和六路继电器，温度传感器、六路继电器均与控制器电连接，六路继电器还分别和第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀电连接，温度检测及控制模块设于第一管道上。

温度检测及控制模块位于第一分布式发电模块与第一管道和第二管道的连接处之间。

第九管道上设有第四单向阀。

所述装置还包括混水阀，第一出水端b和第二出水端d连接至混水阀，混水阀连接用户用水端。

本实用新型的有益效果是：

1)所述装置位于热水器出水口和冷水管之间，与用户使用端相连，利用管道水压带动装置中的活塞工作，对热水出水口与用户使用端之间的管道冷水进行回收，实现了用户热水使用端“零冷水”的功能；

2)设有分布式发电模块，利用管道水流落差势能及温差热能发电，并储蓄能量，用于温度传感器、控制器、六路继电器、电磁阀的供电，整体回收装置无需外加能量；

3)所述装置为h型连接装置，设有螺纹连接口，放置位置不受限制，使用方便、适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的电力控制流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

一种自供能管道冷水回收装置，如图1～3所示，包括管道部分、缸体部分、电磁阀部分、单向阀部分、自供能装置和温度检测及控制模块21。

管道部分包括九条管道：第一管道1、第二管道2、第三管道3、第四管道4、第五管道5、第六管道6、第七管道7、第八管道8和第九管道9。

缸体部分包括：液压动力缸24、前置管道冷水储藏缸23和后置管道冷水储藏缸25。前置管道冷水储藏缸23、后置管道冷水储藏缸25和液压动力缸24内部均设置活塞，其中，液压动力缸24为双向液压缸，前置管道冷水储藏缸23和后置管道冷水储藏缸25为单向液压缸。液压动力缸24内的活塞通过连杆与前置管道冷水储藏缸23和后置管道冷水储藏缸25内的活塞联动，三个缸内的活塞推程相同。

电磁阀部分包括六个电磁阀：第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第五电磁阀14和第六电磁阀15。其中，第二电磁阀11、第三电磁阀12和第五电磁阀14为常闭电磁阀，第一电磁阀10、第四电磁阀13和第六电磁阀15为常开电磁阀。

单向阀部分包括四个单向阀：第一单向阀16、第二单向阀17、第三单向阀18、第四单向阀19。

自供能装置包括：第一分布式发电模块20、第二分布式发电模块22和蓄能装置26。

第一管道1的两端分别为第一进水端a和第一出水端b，第一进水端a连接热水器出水口，即从热水器出水口流出的水通过第一进水端a流入所述冷水回收装置，水流方向如图中箭头所示；第一出水端b连接用户热水使用端，即用户端的热水从第一出水端b流出。第一管道1上设有第一电磁阀10。第一管道1两端设有螺纹接口，分别用于连接热水器出水口和用户热水使用端的管道。

前置管道冷水储藏缸23和第一管道1的连接关系：前置管道冷水储藏缸23和第一管道1通过第二管道2连接，即第二管道2的两端分别连接第一管道1和前置管道冷水储藏缸23，第二管道2和第一管道1的连接处位于第一进水端a和第一电磁阀10之间，第二管道2上设有第二电磁阀11。

后置管道冷水储藏缸25和第一管道1的连接关系：后置管道冷水储藏缸25和第一管道1通过第七管道7连接，第一管道1和第七管道7的连接处位于第一电磁阀10和第一出水端b之间，第七管道7上设有第三单向阀18。第三单向阀18的方向设置为允许水流由第一管道1通过第三单向阀18流入后置管道冷水储藏缸25，不允许水流由后置管道冷水储藏缸25通过第三单向阀18流入第一管道1。

前置管道冷水储藏缸23和后置管道冷水储藏缸25的连接关系：前置管道冷水储藏缸23和后置管道冷水储藏缸25通过第三管道3连接，第三管道3上间隔设有第一单向阀16和第二单向阀17，第一单向阀16较第二单向阀17更靠近前置管道冷水储藏缸23。第一单向阀16的方向设置为允许水流由前置管道冷水储藏缸23通过第一单向阀16流出，不允许水流通过第一单向阀16流入前置管道冷水储藏缸23。第二单向阀17的方向设置为允许水流由后置管道冷水储藏缸25通过第二单向阀17流出，不允许水流通过第二单向阀17流入后置管道冷水储藏缸25。

第五管道5的一端连接第二进水端c、另一端为第二出水端d，第二进水端c连接冷水出水口，第二出水端d连接用户冷水使用端，即用户端的冷水从第二出水端d流出。第五管道5上沿水流方向依次设有第三电磁阀12和第六电磁阀15。第二出水端d设有螺纹接口，用于连接用户冷水使用端的管道。

液压动力缸24和其它部件之间的关系：液压动力缸24活塞一侧的工作腔连接第五管道5，连接处位于第三电磁阀12和第六电磁阀15之间。液压动力缸24活塞另一侧的工作腔连接第六管道6的一端和第八管道8的一端，第六管道6的另一端为第二进水端c，第六管道6上设有第四电磁阀13，第八管道8的另一端连接后置管道冷水储藏缸25，第八管道8上设有第五电磁阀14。

第四管道4的两端分别连接第三管道3和第五管道5，第四管道4和第三管道3的连接处位于第一单向阀16和第二单向阀17之间，第四管道4和第五管道5的连接处位于液压动力缸24和第六电磁阀15之间，换句话说，位于第五管道5和液压动力缸24的连接处与第六电磁阀15之间。

第九管道9的两端分别连接第五管道5和液压动力缸24。第九管道9和第五管道5的连接处位于第四管道4和第五管道5的连接处与第六电磁阀15之间。换句话说，第五管道5上沿着水流方向依次设有第三电磁阀12、液压动力缸24和第五管道5的连接处、第四管道4和第五管道5的连接处、第九管道9和第五管道5的连接处、第六电磁阀15。第九管道9上设有第四单向阀19，第四单向阀19的方向设置为允许水流由液压动力缸24通过第四单向阀19流入第五管道5，不允许水流由第五管道5通过第四单向阀19流入液压动力缸24。

需要说明的是，第九管道9和液压动力缸24的连接处是固定的，此连接处与液压动力缸24左侧的距离小于与液压动力缸24右侧的距离，且此连接处与液压动力缸24左侧的距离大于活塞的厚度，而活塞是可移动的，随着活塞的移动，第九管道9交替的连通液压动力缸24活塞一侧的工作腔和另一侧的工作腔。

对于自供能装置，第一分布式发电模块20和第二分布式发电模块22结构相同，均由落差发电装置和温差发电装置组成。落差发电装置和温差发电装置的技术方案为现有技术，且不影响要求保护的技术方案，在此不再赘述。第一分布式发电模块20设于第一管道1上，具体的，设于第一管道1的第一进水端a和第一电磁阀10之间，第一管道1和第二管道2的连接处位于第一分布式发电模块20和第一电磁阀10之间。第二分布式发电模块22设于第六管道6上，具体的，设于第六管道6的第二进水端c和第四电磁阀13之间，第五管道5通过第六管道6连接第二进水端c，第五管道5和第六管道6的连接处位于第二分布式发电模块22和第四电磁阀13之间。第六管道6的一端设有螺纹接口，螺纹接口与冷水进水端相连。第一分布式发电模块20和第二分布式发电模块22均通过导线与蓄能装置26连接。落差发电装置和温差发电装置并联，即落差发电装置和温差发电装置分别独立的连接蓄能装置26，各自独立的为蓄能装置26提供电能。

温度检测及控制模块21包括温度传感器、控制器和六路继电器。温度传感器、六路继电器均与控制器电连接。六路继电器还分别和第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第五电磁阀14和第六电磁阀15电连接。温度检测及控制模块21设于第一管道1上，具体的，温度检测及控制模块21位于第一分布式发电模块20与第一管道1和第二管道2的连接处之间，以实现温度传感器检测热水器出水口的温度。温度传感器、控制器、六路继电器、电磁阀均通过导线与蓄能装置26连接。蓄能装置26分别为温度传感器、控制器、六路继电器和电磁阀提供电能以维持其正常运行。如图3所示。

温度检测及控制模块21的工作原理为：温度传感器检测水温，并将检测到的温度信息传递至控制器，控制器根据接收到的信息和设定的温度值通过六路继电器分别独立的控制第一电磁阀10、第二电磁阀11、第三电磁阀12、第四电磁阀13、第五电磁阀14和第六电磁阀15的开启或关闭。温度传感器上设有手动开关，控制所述节水装置的总的工作状态。

所述回收装置的工作状态包括冷水回收工况、冷水排出工况和待机工况三种工况，三种工况的工作原理和工作过程介绍如下：

1)冷水回收工况

用户端开启所述冷水回收装置的总开关，热水器开始工作，热水器出水口的水自第一进水端a流入所述回收装置，首先流经第一分布式发电模块20，基于水流落差势能和温差热能，第一分布式发电模块20工作发电，并将电能储存在蓄能装置26中，蓄能装置26通过导线与温度传感器、控制器、六路继电器、电磁阀相连，为它们提供电能。同时，温度传感器对水温进行检测，此时从热水器出水口流出的水未被加热到设定温度，此工况中，水温未达到温度检测及控制模块21的设定温度，控制器通过六路继电器控制各电磁阀打开或关闭，具体的：

打开的电磁阀包括：第二电磁阀11、第三电磁阀12、第五电磁阀14；

关闭的电磁阀包括：第一电磁阀10、第四电磁阀13、第六电磁阀15。

基于上述各电磁阀的打开或关闭的情况，第一管道1中经过检测及控制模块21的水不能通过第一电磁阀10，而是通过第二电磁阀11进入第二管道2和第三管道3，部分水储存在前置管道冷水储存缸23中，另一部分水通过第一单向阀16进入第四管道4，然后流入液压动力缸24中活塞一侧的工作腔内。在水压的作用下，前置管道冷水储存缸23和液压动力缸24中的活塞被推动往右移，在联动杆的作用下带动后置管道冷水储存缸25的活塞右移，使第一管道1、第七管道7和第八管道8中残留的冷水被吸入后置管道冷水储存缸25。此过程实现了管道的冷水回收。

2)冷水排出和热水流出工况

在冷水回收工况完成后进入此工况，此工况中，温度传感器检测到水温达到温度检测及控制模块21的设定温度，控制器通过六路继电器控制各电磁阀打开或关闭，具体的：

打开的电磁阀包括：第一电磁阀10、第四电磁阀13、第六电磁阀15；

关闭的电磁阀包括：第二电磁阀11、第三电磁阀12、第五电磁阀14。

基于上述各电磁阀的打开或关闭的情况，冷水自第二进水端c流入所述回收装置，首先流经第二分布式发电模块22，基于水流落差势能和温差热能，第二分布式发电模块22工作发电，并将电能储存在蓄能装置26中。

流过第二分布式发电模块22的冷水不能通过第三电磁阀12，而是通过第四电磁阀13进入液压动力缸24活塞另一侧的工作腔中，在水压的作用下，液压动力缸24中的活塞被推动左移，在联动杆的作用下带动前置管道冷水储存缸23和后置管道冷水储存缸25中的活塞左移，将前置管道冷水储存缸23和后置管道冷水储存缸25中的冷水排出：

前置管道冷水储存缸23中的水通过第一单向阀16依次进入第四管道4、第五管道5，然后通过第六电磁阀15从第二出水端d流出；

后置管道冷水储存缸25中的水通过第二单向阀17依次进入第四管道4、第五管道5，然后通过第六电磁阀15从第二出水端d流出；

液压动力缸24活塞一侧的工作腔与第九管道9连通，液压动力缸24活塞一侧中的水通过第四单向阀19依次进入第九管道9、第五管道5，然后通过第六电磁阀15从第二出水端d流出。当液压动力缸24的活塞推程完成后，第九管道9与液压动力缸24活塞另一侧的工作腔连通。

同时，已达到预设温度的热水器出水口的水通过第一进水端a进入第一管道1，继续带动第一分布式发电模块20工作，并不能通过第二电磁阀11，而是通过第一电磁阀10从第一管道1的第一出水端b流出。

此过程，回收的冷水从各储藏缸中排出，实现回收冷水的再利用。

3)待机工况

在冷水排出和热水流出工况完成后，各储藏缸的活塞进入受力平衡状态，即各储藏缸的活塞保持不动，此时进入待机工况，此工况中，温度传感器检测到水温达到温度检测及控制模块21的设定温度，各电磁阀打开或关闭状态和冷水排出工况相同，即：

打开的电磁阀包括：第一电磁阀10、第四电磁阀13、第六电磁阀15；

关闭的电磁阀包括：第二电磁阀11、第三电磁阀12、第五电磁阀14。

已达到预设温度的热水器出水口的水通过第一进水端a进入第一管道1，继续带动第一分布式发电模块20工作，并不能通过第二电磁阀11，而是通过第一电磁阀10从第一管道1的第一出水端b流出。

冷水管道中的冷水自第二进水端c进入第六管道6，通过第二分布式发电模块22，继续带动第二分布式发电模块22工作，并不能通过第三电磁阀12、而是通过第四电磁阀13进入液压动力缸24活塞的另一侧的工作腔，而此时液压动力缸24活塞另一侧的工作腔与第九管道9连通，因此液压动力缸24活塞另一侧中的水通过第四单向阀19进入第五管道5，再通过第六电磁阀15从第二出水端d流出。此过程回收装置不工作。

第二种实施方式如图2所示，与第一种实施方式不同的是，第一出水端b和第二出水端d连接至混水阀27，混水阀27连接用户用水端。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。