净水系统及其控制方法与流程

本发明涉及净水，具体涉及净水系统及其控制方法。

背景技术：

1、自来水在管网输送过程中不可避免会存在铁锈、泥沙、有机物及微生物等污染。随着人们对水质安全的关注，带有净化功能的净水机逐渐为市场所接受。净水机的净水系统通常包括前置滤芯、精细滤芯、后处理滤芯，其中，前置滤芯用于去除有机物、胶体、重金属以及泥沙颗粒等；精细滤芯精度极高，例如ro膜滤芯，是净水系统的核心处理滤芯；后处理滤芯用于去除微量元素、调整ph和饮用口感等。

2、炭滤芯因其能够有效的吸附杂质去除余氯等氧化性物质，是净水机的前置滤芯和后处理滤芯中不可或缺的重要组成，炭滤芯在长时间运行过程中，其表面可能会滋生细菌、生成生物膜，导致净水性能下降，甚至可能污染净水，影响炭滤芯的使用寿命，而现有的净饮系统中的前置滤芯和后处理滤芯大多为一次性耗材，寿命到期时直接丢弃更换，不仅造成巨大浪费和环境污染，而且频繁对炭滤芯进行更换也会给用户带来困扰，增加使用成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种净水系统及其控制方法，以解决现有技术中的炭滤芯寿命短、需要频繁更换的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种净水系统，包括：

3、制水管路，制水管路上依次串联有前置滤芯、后置滤芯，前置滤芯和后置滤芯均包括炭净水单元；

4、热再生模块，包括用于向前置滤芯和/或后置滤芯通入再生水的再生管路和用于加热再生水的热源装置；

5、热源装置适于可选择地加热通入前置滤芯和/或后置滤芯的再生水，以利用热水作为再生介质浸泡和/或流动冲洗前置滤芯和/或后置滤芯，实现前置滤芯和/或后置滤芯的再生。

6、有益效果：净水系统在工作一段时间后，前置滤芯和后置滤芯上会吸附有较多的杂质，在满足预设的再生启动条件时则可将净水系统切换为再生模式，控制再生管路导通，同时控制热源装置启动，加热通入前置滤芯或后置滤芯的再生水，利用热水作为再生介质浸泡和/或流动冲洗前置滤芯和/或后置滤芯，实现前置滤芯和后置滤芯的再生，提高了前置滤芯和后置滤芯的使用寿命，避免频繁换芯带来的麻烦以及使用成本增加的问题，有效的延长前置滤芯的使用寿命，无需经常更换，与相关技术相比，成本更低，确保用水安全。

7、此外，本实施例中实现热再生技术的再生介质为热水，温度介于环境温度和水沸点之间，利用热水流动冲洗或者浸泡前置滤芯和后置滤芯，热水可打破炭与污染吸附质之间的平衡，使污染物更容易解析脱附，从而使活性炭恢复部分吸附能力、实现再生，达实现延长炭滤芯寿命的有益效果的同时，还更加安全简便。

8、在一种可选的实施方式中，净水系统具有制水模式和热再生模式，净水系统还包括：

9、控制阀组，设置于制水管路和/或再生管路，适于控制净水系统在制水模式、热再生模式之间切换。

10、有益效果：通过设置的控制阀组来实现控制管路的切换和控制水路流向，方便控制净水系统在不同模式之间的切换。

11、在一种可选的实施方式中，热源装置为系统热源，制水模式和热再生模式共用同一热源装置。

12、有益效果：热再生模式时通过共用系统的热源装置来加热再生介质，无需再额外增设热源装置，从而能够简化整个净水系统的结构，节约成本。

13、在一种可选的实施方式中，热源装置为独立热源，独立热源用于在热再生模式时加热再生水。

14、有益效果：通过采用单独的热源来加热再生水，使得系统热源和热再生模式的热源可单独控制，独立工作，互不影响。

15、在一种可选的实施方式中，沿制水模式时制水管路中的水流流向，前置滤芯依次设置有前置进水口和前置出水口，后置滤芯依次设置有后置进水口和后置出水口；

16、净水系统还包括：

17、储水装置，设置在制水管路上，且位于后置滤芯和热源装置之间，储水装置用于存储净化后的纯水并能够为热源装置提供水源；

18、再生管路包括后置反向进水管路、前置反向进水管路和再生水排放管路，其中，后置反向进水管路连通热源装置的热水出口和后置出水口，前置反向进水管路连通后置进水口和前置出水口、再生水排放管路与前置进水口连通；

19、控制阀组适于切换控制制水管路导通或者控制再生管路导通，以实现控制净水系统在制水模式和热再生模式之间切换。

20、有益效果：通过采用上述后置反向进水管路、前置反向进水管路和再生水排放管路的设计，能够利用系统热源加热储水装置的纯水，从而利用加热后的纯水作为再生介质，反向冲洗或者浸泡前置滤芯和后置滤芯，通过采用与正常制水时水流方向相反的方向来冲洗前置滤芯和后置滤芯上附着的杂质污垢，能够使得这些杂质污垢更容易被剥离掉，前置滤芯和后置滤芯上的附着物能够在反向的热水水流中被有效地剥离去除，杂质去除效果更好，实现了滤芯炭净水单元的有效再生，提高了滤芯的使用寿命，避免频繁更换滤芯带来的麻烦和成本增加的问题。

21、在一种可选的实施方式中，控制阀组包括：

22、后置切换阀，设置在后置滤芯和热源装置之间的制水管路上，后置反向进水管路的出口端连接在后置切换阀上；

23、前置切换阀，设置在前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路上，前置反向进水管路的出口端连接在前置切换阀上；

24、再生水排放阀，设置在再生水排放管路上，适于控制再生水排放管路的开闭；

25、其中，后置切换阀适于切换控制后置滤芯和热源装置之间的制水管路导通或控制后置反向进水管路导通；

26、前置切换阀适于切换控制前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路导通或控制前置反向进水管路与前置出水口导通。

27、有益效果：通过设置的后置切换阀、前置切换阀，能够实现切换水流的方向，实现前置滤芯和后置滤芯中的水流的双向流通，使得正常制水和滤芯的反向冲洗互不影响，结构简单、可靠，易于实现。

28、在一种可选的实施方式中，沿制水模式时制水管路中的水流流向，后置滤芯依次设置有后置进水口和后置出水口；

29、热源装置为系统热源，系统热源设置在后置滤芯和取水口之间；

30、净水系统还包括设置在后置滤芯和热源装置之间的储水装置，储水装置用于存储净化后的纯水并能够为热源装置提供水源；

31、再生管路包括后置反向进水管路和再生水排放管路，其中，后置反向进水管路连通热源装置的热水出口和后置出水口，再生水排放管路与后置进水口连通；

32、控制阀组适于切换控制制水管路导通或者控制再生管路导通，以实现控制净水系统在制水模式和热再生模式之间切换。

33、在一种可选的实施方式中，控制阀组包括：

34、后置切换阀，设置在后置滤芯和储水装置之间的制水管路上，后置反向进水管路的出口端连接在后置切换阀上；

35、再生水排放阀，设置在再生水排放管路上，适于控制再生水排放管路的开闭；

36、其中，后置切换阀适于切换控制后置滤芯与储水装置之间的制水管路导通或控制后置反向进水管路与后置出水口导通。

37、在一种可选的实施方式中，净水系统还包括：

38、精细滤芯，设置在前置滤芯与后置滤芯之间的制水管路上；

39、单向阀，设置在精细滤芯和后置滤芯之间的制水管路上，单向阀被配置为使水流自精细滤芯的出口端向后置滤芯的后置进水口的方向的单向流通。

40、有益效果：通过设置的单向阀，使得净水系统中顺应制水管路制水方向的水流可通过，逆流方向水路被阻断，通过在精细滤芯和后置滤芯中间增设的单向阀，可有效的避免通入至后置滤芯的热再生水进入到精细滤芯中，对精细滤芯造成不可逆的损伤。

41、在一种可选的实施方式中，沿制水模式时制水管路中的水流流向，前置滤芯依次设置有前置进水口和前置出水口；

42、热源装置为系统热源，系统热源设置在后置滤芯和取水口之间；

43、净水系统还包括：

44、储水装置，设置在制水管路上，且位于后置滤芯和热源装置之间，储水装置用于存储净化后的纯水并能够为热源装置提供水源；

45、再生管路包括前置反向进水管路和再生水排放管路，其中，前置反向进水管路连通热源装置的热水出口和前置出水口，再生水排放管路与前置进水口连通；

46、控制阀组适于切换控制制水管路导通或者控制再生管路导通，以实现控制净水系统在制水模式和热再生模式之间切换。

47、有益效果：与后置滤芯相比，前置滤芯由于先于外部水源接触，面临的水质要复杂，因此是限制整个净水系统额定净水量标称的关键，通过利用热源装置加热储水装置中的纯水，然后通过前置反向进水管路反向通入至前置滤芯中，可有效剥离前置滤芯上的附着物，热水能够打破炭与吸附的污染物之间的平衡，使污染物解析脱附，从而使炭滤芯恢复部分吸附能力，实现前置滤芯的再生。

48、在一种可选的实施方式中，控制阀组包括：

49、前置切换阀，设置在前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路上，前置反向进水管路的出口端连接在前置切换阀上；

50、再生水排放阀，设置在再生水排放管路上，适于控制再生水排放管路的开闭；

51、其中，前置切换阀适于切换控制前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路导通或控制前置反向进水管路与前置出水口导通。

52、在一种可选的实施方式中，沿制水模式时制水管路中的水流流向，前置滤芯依次设置有前置进水口和前置出水口；

53、热源装置为独立热源，且热源装置设置在位于前置滤芯上游的制水管路上；

54、再生管路包括位于前置滤芯上游的制水管路和再生水排放管路，再生水排放管路与前置出水口连通；

55、控制阀组适于切换控制制水管路导通或者控制位于前置滤芯上游的制水管路与再生水排放管路导通，以实现控制净水系统在制水模式和热再生模式之间切换。

56、在一种可选的实施方式中，控制阀组包括：

57、前置切换阀，设置在前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路上，前置切换阀具有三个阀口；

58、其中，前置切换阀的两个阀口分别连接到制水管路上，前置切换阀的另一个阀口连接到再生水排放管路上。

59、在一种可选的实施方式中，热源装置包括发热部件、温度检测部件和流量检测部件，其中，温度检测部件用于检测水温信息，流量检测部件用于检测流经发热部件的水流量信息，净水系统的控制器适于根据水温信息和/或水流量信息控制发热部件的工作，以控制出水温度。

60、有益效果：通过设置的温度检测部件和流量检测部件，从而可根据预处理的滤芯的状态的不同或者净水系统工作模式的不同，控制加热装置以不同的功率等工作参数工作，从而可调控热水的温度，以提高热再生或杀菌效果。

61、在一种可选的实施方式中，制水管路包括连通在前置滤芯和自来水进水口之间的进水管段，进水管段上设置有进水电磁阀。

62、在一种可选的实施方式中，前置滤芯和后置滤芯之间的制水管路上设置有水泵，水泵适于在制水模式时驱使水流沿制水管路流动。

63、在一种可选的实施方式中，净水系统还包括对热再生后的前置滤芯和/或后置滤芯通入常温冷却水的冷却模式，当净水系统处于冷却模式时，再生管路处于导通状态，且热源装置处于关闭状态。

64、有益效果：由于热再生模式时采用的是热水，水温较高，热再生后，考虑到系统会制水和末端可能会出现取水，而系统中的水泵和精细滤芯不耐高温，因此在热再生模式结束后进行冷却模式，冷却模式的水路和热再生模式时一致，差别在于热源装置不开启加热，完成以到设定时间作为判断依据，通过在热再生模式后执行冷却模式，可有效的避免切换到正常制水模式时或者用户取水时进入水泵或者精细滤芯的水温度过高而带来性能损伤的问题。

65、第二方面，本发明还提供了一种净水系统的控制方法，适用于上述任一实施方式的净水系统，控制方法包括：

66、启动热再生模式；

67、控制再生管路至少部分导通，同时控制热源装置启动，加热通入至前置滤芯和/或后置滤芯的再生水；

68、控制热水浸泡和/或流动冲洗前置滤芯和/或后置滤芯，以实现前置滤芯和/或后置滤芯的再生。

69、有益效果：相比于现有的高温蒸气方式实现活性炭纤维的再生，本实施例提供的炭滤芯再生方法，采用了更加安全的热水，安全性提高的同时，体积与成本相较更低，更适用于家用净水机，并且现有的通过水蒸气、震动及物理撞击，疏通活性炭的间隙，使其恢复吸附能力的方法，不仅实现装置复杂，还需要额外添加絮凝剂，无法保证使用过程及饮用水的安全性，而本实施例无需添加化学试剂，并且能够实现自动再生，无需手动排污。本实施例提供的原位热处理再生方法、延长炭滤芯寿命，可实现热再生的净水系统、热再生逻辑控制方法，以热水作为再生介质，通过浸泡或流动冲洗对前置滤芯或者后置滤芯进行再生，实现前置滤芯和后置滤芯寿命提升、延长换芯周期，提高整机额定净水量标称值。

70、在一种可选的实施方式中，在启动热再生模式之前，还执行以下步骤：

71、判断待再生处理的前置滤芯或后置滤芯是否处于失效状态：

72、当判断到待再生处理的前置滤芯或后置滤芯处于未失效状态，则控制再生水的温度为t1，其中，t环境＜t1＜80℃，t环境为室内环境温度；

73、当判断到待再生处理的前置滤芯或后置滤芯处于失效状态，则控制再生水的温度为t2，其中，40℃＜t2＜100℃。

74、有益效果：前置滤芯和后置滤芯的炭滤芯运行过程中包括未失效和失效两种状态，对于未失效碳热再生介质温度区间为室温～80度，对于失效碳热再生介质温度区间为40～100度，失效炭和未失效炭的判定，以滤芯的过水量作为判定。由于失效的炭滤芯相比于未失效的炭滤芯，其上的附着物更多更顽固一些，因此，本实施例中，用于失效的炭滤芯的再生水的温度要高于未失效的炭滤芯再生水的温度，提高对失效的炭滤芯的再生处理效果。

75、在一种可选的实施方式中，判断待再生处理的前置滤芯或后置滤芯的是否处于失效状态，具体包括以下步骤：

76、设定净水系统回收率为a、净水系统的水泵工作单位时间所对应的纯水产水量为b、前置滤芯寿命为c产水量、后置滤芯寿命为d产水量，其中，回收率a＝整机的纯水流量/(纯水流量+废水流量)；

77、计算水泵累计工作t时间所对应的前置滤芯的产水量q＝b*t/a，若判断到q≤c，则可推断出前置滤芯处于未失效状态；若判断到q＞c，则可推断出前置滤芯处于失效状态；

78、计算水泵累计工作t时间所对应的后置滤芯的产水量h＝b*t，若判断到h≤d，则可推断出后置滤芯处于未失效状态；若判断到h＞d，则可推断出后置滤芯处于失效状态。

79、在一种可选的实施方式中，在判断到前置滤芯和后置滤芯处于未失效状态之后，启动热再生模式之前，还执行以下步骤：

80、判断前置滤芯是否满足热再生启动条件；

81、设定前置滤芯在其寿命期间内预设的热再生次数为n1，设定后置滤芯在其寿命期间内预设的热再生次数为n2，热再生启动条件包括：

82、判断q/(c/n1)是否为整数，若是，则可推断出前置滤芯满足再生条件；若否，则可推断出前置滤芯不满足再生条件；

83、判断h/(d/n2)是否为整数，若是，则可推断出后置滤芯满足再生条件；若否，则可推断出后置滤芯不满足再生条件。

84、在一种可选的实施方式中，在启动热再生模式之前，还执行以下步骤：

85、接收热再生模式启动信号；

86、判断当前时间是否满足预设的热再生启动时间节点q；

87、若是，则启动热再生模式；若否，则待时间满足预设的热再生启动时间节点q时，再启动热再生模式。

88、在一种可选的实施方式中，净水系统的控制方法还包括：

89、在热再生模式后，进入冷却模式；

90、控制加热装置关闭，将常温水通入待冷却的前置滤芯和/或后置滤芯中，以实现对前置滤芯和/或后置滤芯降温冷却。

91、在一种可选的实施方式中，控制热再生模式和冷却模式交替进行。

92、在一种可选的实施方式中，净水系统还具有杀菌模式，控制方法还包括以下步骤：

93、接收杀菌模式启动信号；

94、控制再生管路导通，同时控制热源装置启动，控制水温在70℃～100℃之间，利用高温水浸泡前置滤芯和/或后置滤芯，以执行杀菌模式。