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[摘 要]本文通过在洗手台和马桶间构建一个简便的自动化节水装置，充分地将洗手水加以利用，为环保節能提供了一个基于日常生活的思路。
[关键词]节水；自动化；改造
中图分类号：TP277；S274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0240-01
概述
我国是一个干旱缺水严重的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。20世纪末，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，为缓解严峻的水形势：我国大力提倡节水，日常生活中也大力提倡使用节水器具，包括节水马桶。目前马桶每次冲水的用量已经做到了极致，从13升到9升一直到6升、4升，再往下减少难度很大，况且在用的马桶都换成最节水的马桶也是一笔不小的开支。而我们平时的洗手水并不太脏，完全可以用于冲马桶，却白白放掉了，如果对目前的洗手池和马桶做些简单改造，将洗手水收集储存起来冲马桶，将大大节约水的用量。
改造方案
马桶节水改造的方案图示如图1：
首先，将洗手台的直排水管加上三通阀门，控制洗手台排出的水进入储水池还是直接排掉。如果选择进入储水池，可将三通阀门打到排水管的位置，那么洗手台排出的水就可以通过排水管进入储水池。这里三通阀门可以选用手动阀门即可，简单可靠。
由于储水池容量有限，如果洗手台排水太多，势必会溢出。为了解决这个问题，我们需要在储水池一定水位高度加装一个溢水管，一旦洗手台排入储水池的水超过这个高度，水会自动从溢水管流出，排入下水道。这样，三通阀、排水管、储水池和溢水管就共同组成了一个自动储水且能控制水位的储水系统，把洗手台排出的水储存起来供马桶使用。
储水池使用时间长了，内壁可能会形成杂质污垢，可以抽时间进行清洗。为便于清洗的水排出，在储水池的底部加装一个清洗管，可以保证清洗后的水干净彻底地排出到下水道。
整个储水系统的控制流程图如图2所示
下面我们谈谈马桶水箱的上水系统。
马桶用过后，水箱水位下降，其内部浮球也随之下降，我们在浮球连杆上加装一个水位检测开关（或直接在水箱里安装，根据现场情况确定），浮球落下到一定位置时，开关闭合，控制储水池里的水泵启动工作，将储水池里的水泵入马桶水箱，水箱的水达到预定位置后，浮球升起，其连杆断开水位检测开关，关闭水泵，停止上水。
为防止马桶水箱浮球故障导致上水溢出，可在马桶水箱一定高度安装水位检测开关，一旦水箱水位达到这个高度，此开关强制关闭水泵，停止上水。
另外，为防止储水池水量过少，无水可供，可在储水池相对底部位置安装一个水位检测开关，当水位低于这个位置时强制关闭水泵，停止上水。
万一出现储水池储水不足的情况，可以打开洗手台水龙头给储水池供水，也可以直接打开马桶水箱的自来水供水阀供自来水（正常使用时关闭此阀）。
整个储水系统的控制流程图如图3所示：
通过上面的改造，我们就形成了一套利用洗手台废水的抽水马桶自动供水系统。洗手台和马桶的功能、使用保持不变，储水池储水和马桶水箱上水都是自动完成。
主要元器件选择：
（1）上面改造方案中，液位开关起着关键作用。下面我们简单谈下液位开关的原理及使用。
液位开关的浮子在液体浮力的作用下接近或远离杆体，当浮子接近杆体时，浮子中的磁钢也接近杆体内的干簧管，干簧管的触点在磁力的作用下闭合接通（ON）。相反，当浮子远离杆体时，浮子中的磁钢也远离杆体内的干簧管，干簧管的触点因失去磁力的作用而分离断开（OFF）（图4）。
当液位开关按图I所示安装时，其触点为常闭状态（即没有液体浮力作用时，液位开关的触点闭合接通），当液位开关按图II所示安装时，其触点为常开状态（图5）。
（2）水泵可选用一般家用水泵即可，容量较小，检测开关可以直接控制，简单实用。
（3）本文讨论方案以家用改造为主，如果单位进行此类改造，由于水箱规模较大，水泵电机功率也较大，检测开关容量需要扩容，可以选用电子式液位开关，扩容后通过接触器控制电机，其更为复杂的水位控制可以选择PLC（可编程控制器）进行逻辑控制，此处不再赘述。
应用前景
以上改造方案可以充分利用现有洗手台和马桶，成本很低，改造方便、灵活，可与现存的马桶配合使用，市场应用广泛。
经走访调查，以及上网查询，得知目前普通家庭大都使用传统马桶，很多人没有意识到马桶用水要占到家庭用水的50%-60%，是家庭节约用水的主要方面。另外很多人即使意识到了马桶节水的问题，但是市场上没有便捷应用的产品，导致他们只是想想，最后就不了了之。所以我觉得如果能从以下几方面改进的话，估计能够得到大量推广。
（1）加强节水意识宣传教育。（2）将与改造有关产品做到标准化、多样化，像储水池可以做成各种形式、不同容量，适合不同家庭根据自己卫生间空间位置选择。（3）改造用件做成插接式的，方便居民自己安装（DIY），否则很多人会觉得需要专人安装太麻烦、并且产生费用而会放弃改造。（4）另外，特别加强对用水大户，像单位、宾馆等的节水宣传，他们选择使用节水系统，可以将分散的废水集中使用，效果更加明显。
[关键词]节水；自动化；改造
中图分类号：TP277；S274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0240-01
概述
我国是一个干旱缺水严重的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。20世纪末，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，为缓解严峻的水形势：我国大力提倡节水，日常生活中也大力提倡使用节水器具，包括节水马桶。目前马桶每次冲水的用量已经做到了极致，从13升到9升一直到6升、4升，再往下减少难度很大，况且在用的马桶都换成最节水的马桶也是一笔不小的开支。而我们平时的洗手水并不太脏，完全可以用于冲马桶，却白白放掉了，如果对目前的洗手池和马桶做些简单改造，将洗手水收集储存起来冲马桶，将大大节约水的用量。
改造方案
马桶节水改造的方案图示如图1：
首先，将洗手台的直排水管加上三通阀门，控制洗手台排出的水进入储水池还是直接排掉。如果选择进入储水池，可将三通阀门打到排水管的位置，那么洗手台排出的水就可以通过排水管进入储水池。这里三通阀门可以选用手动阀门即可，简单可靠。
由于储水池容量有限，如果洗手台排水太多，势必会溢出。为了解决这个问题，我们需要在储水池一定水位高度加装一个溢水管，一旦洗手台排入储水池的水超过这个高度，水会自动从溢水管流出，排入下水道。这样，三通阀、排水管、储水池和溢水管就共同组成了一个自动储水且能控制水位的储水系统，把洗手台排出的水储存起来供马桶使用。
储水池使用时间长了，内壁可能会形成杂质污垢，可以抽时间进行清洗。为便于清洗的水排出，在储水池的底部加装一个清洗管，可以保证清洗后的水干净彻底地排出到下水道。
整个储水系统的控制流程图如图2所示
下面我们谈谈马桶水箱的上水系统。
马桶用过后，水箱水位下降，其内部浮球也随之下降，我们在浮球连杆上加装一个水位检测开关（或直接在水箱里安装，根据现场情况确定），浮球落下到一定位置时，开关闭合，控制储水池里的水泵启动工作，将储水池里的水泵入马桶水箱，水箱的水达到预定位置后，浮球升起，其连杆断开水位检测开关，关闭水泵，停止上水。
为防止马桶水箱浮球故障导致上水溢出，可在马桶水箱一定高度安装水位检测开关，一旦水箱水位达到这个高度，此开关强制关闭水泵，停止上水。
另外，为防止储水池水量过少，无水可供，可在储水池相对底部位置安装一个水位检测开关，当水位低于这个位置时强制关闭水泵，停止上水。
万一出现储水池储水不足的情况，可以打开洗手台水龙头给储水池供水，也可以直接打开马桶水箱的自来水供水阀供自来水（正常使用时关闭此阀）。
整个储水系统的控制流程图如图3所示：
通过上面的改造，我们就形成了一套利用洗手台废水的抽水马桶自动供水系统。洗手台和马桶的功能、使用保持不变，储水池储水和马桶水箱上水都是自动完成。
主要元器件选择：
（1）上面改造方案中，液位开关起着关键作用。下面我们简单谈下液位开关的原理及使用。
液位开关的浮子在液体浮力的作用下接近或远离杆体，当浮子接近杆体时，浮子中的磁钢也接近杆体内的干簧管，干簧管的触点在磁力的作用下闭合接通（ON）。相反，当浮子远离杆体时，浮子中的磁钢也远离杆体内的干簧管，干簧管的触点因失去磁力的作用而分离断开（OFF）（图4）。
当液位开关按图I所示安装时，其触点为常闭状态（即没有液体浮力作用时，液位开关的触点闭合接通），当液位开关按图II所示安装时，其触点为常开状态（图5）。
（2）水泵可选用一般家用水泵即可，容量较小，检测开关可以直接控制，简单实用。
（3）本文讨论方案以家用改造为主，如果单位进行此类改造，由于水箱规模较大，水泵电机功率也较大，检测开关容量需要扩容，可以选用电子式液位开关，扩容后通过接触器控制电机，其更为复杂的水位控制可以选择PLC（可编程控制器）进行逻辑控制，此处不再赘述。
应用前景
以上改造方案可以充分利用现有洗手台和马桶，成本很低，改造方便、灵活，可与现存的马桶配合使用，市场应用广泛。
经走访调查，以及上网查询，得知目前普通家庭大都使用传统马桶，很多人没有意识到马桶用水要占到家庭用水的50%-60%，是家庭节约用水的主要方面。另外很多人即使意识到了马桶节水的问题，但是市场上没有便捷应用的产品，导致他们只是想想，最后就不了了之。所以我觉得如果能从以下几方面改进的话，估计能够得到大量推广。
（1）加强节水意识宣传教育。（2）将与改造有关产品做到标准化、多样化，像储水池可以做成各种形式、不同容量，适合不同家庭根据自己卫生间空间位置选择。（3）改造用件做成插接式的，方便居民自己安装（DIY），否则很多人会觉得需要专人安装太麻烦、并且产生费用而会放弃改造。（4）另外，特别加强对用水大户，像单位、宾馆等的节水宣传，他们选择使用节水系统，可以将分散的废水集中使用，效果更加明显。