节水系统辅助用户节水意识构建

康辉+卢文博

摘要：本文以统计质量控制的方法找到家庭水资源浪费的问题，并通过产品节水系统模块的设计，辅助用户构建节水省水的意识，最终实现节约水资源的目的。

关键字：节水系统节水意识构建节水产品设计节水提醒模块

一、家用水资源情况

（一）通过系统图法明确用户用水问题

对于节水问题的要素通过一般城市家庭用水问题亲和图进行分类，找到主要原因，如图1。

通过图1可以看出，造成水浪费的因素主要有人本身的节水意识、用水方法存在问题、设备的设计缺陷造成的水浪费。

（二）用户用水问题分析

对于人的节水意识的提高以及节水方法的改善，需要社会加大宣传节水力度，促使人们了解节水的方式以及重要性，同时可以通过产品辅助人们生活用水习惯，潜移默化改变人们用水习惯以及节水意识。

首先，热水器缺少水量测量与提醒模块，建构热水器水量提醒模块可有效影响用户对于自身用水量的关注度。另外，太阳能热水器水资源浪费严重，其管路越长，所浪费的水资源越多，尤其冬季时的浪费问题尤为明显，用户基本都会将管路里的冷水浪费掉。这个问题并非用户意识造成，产品本身缺陷导致。[1]

（三）确定用户节水设计方向

针对以上问题及相关用水设备节水设计的现有市场，整套节水系统主要分为三个方向：

第一，目前市场上热水器没有用水量提醒模块，可以在热水器中增加此模块，从而设计热水器用水提醒装置，通过提醒模块影响用户对自身用水量的了解与需求；第二，如果有太陽能热水器用户，则需要设计太阳能热水器冷水回收系统，以辅助用户养成水资源回收的习惯；第三，设计二次水回收利用装置。

二、节水系统设计方案

（一）热水器水量提醒装置的设计

针对现有热水器进行功能进行相应调整，增加节水显示及提醒模块，通过长期提醒模块的影响，使用户对自己用水量有基本一个认识，从而改变用户用水习惯，从用水提醒到用户自我用水量意识形成，逐步建构用户节水意识。

（二）太阳能热水器冷水回收装置设计

1.顶式太阳能热水器年浪费水量调查与统计

以一个使用定是太阳能的三层用户为例，对其年浪费的水资源进行统计。

表1[3]为一般用户用水习惯统计，根据常识，用水量区别可分为冬夏两季。冬季每个家庭热水使用次数总计93次，另外冬季午饭后、晚饭后洗碗共14次，按一周洗衣服1次冬季普通家庭平均每周用热水次数（两次用热水次数间隔时间大于10min）约为108次。但是，每次洗漱时间、饭前洗手时间较为集中，因此管道内热水不会冷却，所以，每周开启回流装置的次数为52次。

考虑到气候因素，春秋季与冬季相比洗浴热水需求基本持平，但其在三类热水需求中所占比重明显上升，厨房用水与洗衣热水需求减少。夏季冷水温度较高厨房和洗衣基本无热水需求，热水多用于洗浴。因此，夏季只保留洗浴用热水次数，春秋季保留洗浴、洗衣、洗漱用热水次数。由此得到年回流装置使用次数k为：1365次。[2]

根据分析对象为6层楼高，则平均太阳能水管长度为3层楼的长度取3*3=9m，管道直径d取20mm=0.02m，根据公式3-1得出管内的冷水量为：

因此一个三层顶式太阳能住户一年浪费水量为3.86t，日浪费水量为0.01t。根据顶式太阳能的特点，楼层越低，浪费水的量就越大。

2.顶式太阳能冷水回流装置设计

在太阳能水箱底部增加一个回流小水箱，每次管道中的冷水依靠重力回流到小水箱中，小水箱满了以后通过水泵抽回到太阳能水箱中，以此完成冷水的收集。

对顶式太阳能的改进进一步节约了家庭用水量，通过对太阳能装置的改良，进一步提高水资源节约效果的同时也进一步影响用户对于水资源节约意识的构建。

（三）二次水回收装置设计1.家用二次水量统计分析

查阅相关资料，仅以北京市为例，2010年人均日用水量为174.9L≈0.17t，理想状态下，所有用水都可以进行二次回收，但是考虑到过程中有所浪费，同时还要进行一些过滤，因此按人均用水量的50%进行二次回收水量的计算，则北京市人均日二次用水回收量为0.09t水，则年人均二次用水回收量为31.03t。

2.二次水回收装置设计

二次回水装置的主要设计是首先通过管路活直接回收二次用水，例如，洗澡水，洗漱用水，但是其中在收集口处需要添加过滤网，以免堵塞管路，再利用文丘里管内流压力小于外界压力的原理，将回收回来二次用水注入到马桶当中，或通过单独的水龙头混合自来水一并出来，从而实现二次用水的再利用。

三、整体节水计算

综合这三者设计，可有效节约家庭用水，经过计算，仅使用太阳能冷水回收与二次用水回收这两样装置，一般城市家庭日用水量就可以节约大约0.1t，年节约大约34.71t水。

假设一个城市有100万户居民，其中有30%使用顶式太阳能热水器，则该城市每年节水量为：

Vm=1000000*0.3*3.68+1000000*31.03=32134000t

即该城市每年可节水约3213.4万吨水。

不仅实际节水效果明显，通过产品开发与改良对于用户节水意识的构建与改善也具有相当的意义，通过产品实际的效果，使用户建立起对于水资源的珍惜意识。

四、总结

整套节水装置的设计不仅在功能具有节水的社会价值，对于用户节水意识的构建更具有引导、指向的作用，从产品角度出发唤醒用户对于水资源节约的意识。

参考文献

[1]杜晓辉.北方城市住宅太阳能人均热水用量研究[J].建筑科学，2011，8，27（8）：37-41.

[2]崔新明，廖春波，李敏妃.高层住宅太阳能热水系统集热面积调查与研究[J].建筑技术，2011，42（1）.