康輝+盧文博
摘要:本文以統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制的方法找到家庭水資源浪費(fèi)的問(wèn)題,并通過(guò)產(chǎn)品節(jié)水系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì),輔助用戶構(gòu)建節(jié)水省水的意識(shí),最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源的目的。
關(guān)鍵字:節(jié)水系統(tǒng)節(jié)水意識(shí)構(gòu)建節(jié)水產(chǎn)品設(shè)計(jì)節(jié)水提醒模塊
一、家用水資源情況
(一)通過(guò)系統(tǒng)圖法明確用戶用水問(wèn)題
對(duì)于節(jié)水問(wèn)題的要素通過(guò)一般城市家庭用水問(wèn)題親和圖進(jìn)行分類,找到主要原因,如圖1。
通過(guò)圖1可以看出,造成水浪費(fèi)的因素主要有人本身的節(jié)水意識(shí)、用水方法存在問(wèn)題、設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷造成的水浪費(fèi)。
(二)用戶用水問(wèn)題分析
對(duì)于人的節(jié)水意識(shí)的提高以及節(jié)水方法的改善,需要社會(huì)加大宣傳節(jié)水力度,促使人們了解節(jié)水的方式以及重要性,同時(shí)可以通過(guò)產(chǎn)品輔助人們生活用水習(xí)慣,潛移默化改變?nèi)藗冇盟?xí)慣以及節(jié)水意識(shí)。
首先,熱水器缺少水量測(cè)量與提醒模塊,建構(gòu)熱水器水量提醒模塊可有效影響用戶對(duì)于自身用水量的關(guān)注度。另外,太陽(yáng)能熱水器水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,其管路越長(zhǎng),所浪費(fèi)的水資源越多,尤其冬季時(shí)的浪費(fèi)問(wèn)題尤為明顯,用戶基本都會(huì)將管路里的冷水浪費(fèi)掉。這個(gè)問(wèn)題并非用戶意識(shí)造成,產(chǎn)品本身缺陷導(dǎo)致。[1]
(三)確定用戶節(jié)水設(shè)計(jì)方向
針對(duì)以上問(wèn)題及相關(guān)用水設(shè)備節(jié)水設(shè)計(jì)的現(xiàn)有市場(chǎng),整套節(jié)水系統(tǒng)主要分為三個(gè)方向:
第一,目前市場(chǎng)上熱水器沒(méi)有用水量提醒模塊,可以在熱水器中增加此模塊,從而設(shè)計(jì)熱水器用水提醒裝置,通過(guò)提醒模塊影響用戶對(duì)自身用水量的了解與需求;第二,如果有太陽(yáng)能熱水器用戶,則需要設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器冷水回收系統(tǒng),以輔助用戶養(yǎng)成水資源回收的習(xí)慣;第三,設(shè)計(jì)二次水回收利用裝置。
二、節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
(一)熱水器水量提醒裝置的設(shè)計(jì)
針對(duì)現(xiàn)有熱水器進(jìn)行功能進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,增加節(jié)水顯示及提醒模塊,通過(guò)長(zhǎng)期提醒模塊的影響,使用戶對(duì)自己用水量有基本一個(gè)認(rèn)識(shí),從而改變用戶用水習(xí)慣,從用水提醒到用戶自我用水量意識(shí)形成,逐步建構(gòu)用戶節(jié)水意識(shí)。
(二)太陽(yáng)能熱水器冷水回收裝置設(shè)計(jì)
1.頂式太陽(yáng)能熱水器年浪費(fèi)水量調(diào)查與統(tǒng)計(jì)
以一個(gè)使用定是太陽(yáng)能的三層用戶為例,對(duì)其年浪費(fèi)的水資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
表1[3]為一般用戶用水習(xí)慣統(tǒng)計(jì),根據(jù)常識(shí),用水量區(qū)別可分為冬夏兩季。冬季每個(gè)家庭熱水使用次數(shù)總計(jì)93次,另外冬季午飯后、晚飯后洗碗共14次,按一周洗衣服1次冬季普通家庭平均每周用熱水次數(shù)(兩次用熱水次數(shù)間隔時(shí)間大于10min)約為108次。但是,每次洗漱時(shí)間、飯前洗手時(shí)間較為集中,因此管道內(nèi)熱水不會(huì)冷卻,所以,每周開(kāi)啟回流裝置的次數(shù)為52次。
考慮到氣候因素,春秋季與冬季相比洗浴熱水需求基本持平,但其在三類熱水需求中所占比重明顯上升,廚房用水與洗衣熱水需求減少。夏季冷水溫度較高廚房和洗衣基本無(wú)熱水需求,熱水多用于洗浴。因此,夏季只保留洗浴用熱水次數(shù),春秋季保留洗浴、洗衣、洗漱用熱水次數(shù)。由此得到年回流裝置使用次數(shù)k為:1365次。[2]
根據(jù)分析對(duì)象為6層樓高,則平均太陽(yáng)能水管長(zhǎng)度為3層樓的長(zhǎng)度取3*3=9m,管道直徑d取20mm=0.02m,根據(jù)公式3-1得出管內(nèi)的冷水量為:
因此一個(gè)三層頂式太陽(yáng)能住戶一年浪費(fèi)水量為3.86t,日浪費(fèi)水量為0.01t。根據(jù)頂式太陽(yáng)能的特點(diǎn),樓層越低,浪費(fèi)水的量就越大。
2.頂式太陽(yáng)能冷水回流裝置設(shè)計(jì)
在太陽(yáng)能水箱底部增加一個(gè)回流小水箱,每次管道中的冷水依靠重力回流到小水箱中,小水箱滿了以后通過(guò)水泵抽回到太陽(yáng)能水箱中,以此完成冷水的收集。
對(duì)頂式太陽(yáng)能的改進(jìn)進(jìn)一步節(jié)約了家庭用水量,通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能裝置的改良,進(jìn)一步提高水資源節(jié)約效果的同時(shí)也進(jìn)一步影響用戶對(duì)于水資源節(jié)約意識(shí)的構(gòu)建。
(三)二次水回收裝置設(shè)計(jì)1.家用二次水量統(tǒng)計(jì)分析
查閱相關(guān)資料,僅以北京市為例,2010年人均日用水量為174.9L≈0.17t,理想狀態(tài)下,所有用水都可以進(jìn)行二次回收,但是考慮到過(guò)程中有所浪費(fèi),同時(shí)還要進(jìn)行一些過(guò)濾,因此按人均用水量的50%進(jìn)行二次回收水量的計(jì)算,則北京市人均日二次用水回收量為0.09t水,則年人均二次用水回收量為31.03t。
2.二次水回收裝置設(shè)計(jì)
二次回水裝置的主要設(shè)計(jì)是首先通過(guò)管路活直接回收二次用水,例如,洗澡水,洗漱用水,但是其中在收集口處需要添加過(guò)濾網(wǎng),以免堵塞管路,再利用文丘里管內(nèi)流壓力小于外界壓力的原理,將回收回來(lái)二次用水注入到馬桶當(dāng)中,或通過(guò)單獨(dú)的水龍頭混合自來(lái)水一并出來(lái),從而實(shí)現(xiàn)二次用水的再利用。
三、整體節(jié)水計(jì)算
綜合這三者設(shè)計(jì),可有效節(jié)約家庭用水,經(jīng)過(guò)計(jì)算,僅使用太陽(yáng)能冷水回收與二次用水回收這兩樣裝置,一般城市家庭日用水量就可以節(jié)約大約0.1t,年節(jié)約大約34.71t水。
假設(shè)一個(gè)城市有100萬(wàn)戶居民,其中有30%使用頂式太陽(yáng)能熱水器,則該城市每年節(jié)水量為:
Vm=1000000*0.3*3.68+1000000*31.03=32134000t
即該城市每年可節(jié)水約3213.4萬(wàn)噸水。
不僅實(shí)際節(jié)水效果明顯,通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與改良對(duì)于用戶節(jié)水意識(shí)的構(gòu)建與改善也具有相當(dāng)?shù)囊饬x,通過(guò)產(chǎn)品實(shí)際的效果,使用戶建立起對(duì)于水資源的珍惜意識(shí)。
四、總結(jié)
整套節(jié)水裝置的設(shè)計(jì)不僅在功能具有節(jié)水的社會(huì)價(jià)值,對(duì)于用戶節(jié)水意識(shí)的構(gòu)建更具有引導(dǎo)、指向的作用,從產(chǎn)品角度出發(fā)喚醒用戶對(duì)于水資源節(jié)約的意識(shí)。
參考文獻(xiàn)
[1]杜曉輝.北方城市住宅太陽(yáng)能人均熱水用量研究[J].建筑科學(xué),2011,8,27(8):37-41.
[2]崔新明,廖春波,李敏妃.高層住宅太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)集熱面積調(diào)查與研究[J].建筑技術(shù),2011,42(1).