基于分質供水的房車載水綜合利用系統設計

鄭勝利

摘 要：隨著國民經濟的發展和國內旅游業的繁榮，我國房車產銷兩旺，而相應的房車基地發展水平卻相對緩慢，補給不足成為影響房車使用的主要問題。本文闡述了房車在使用過程中存在的問題，提出了在房車分質供水必要性和可行性，并介紹了房車載水綜合利用系統的水路設計方案，

關鍵詞：房車；分質供水；水利用；水路設計

中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A

1.論文研究背景

隨著國民經濟的發展和國內旅游業的繁榮，我國房車市場呈現爆發式增長，截止2015年底，我國房車生產改造廠家已達200余家，房車保有量3萬余輛。目前，中國房車市場已經初步形成了一套生產—銷售—運營—露營地—俱樂部—會員為一體的完整產業鏈。雖然房車市場在房車制造廠商的宣傳推廣下呈現較好的發展態勢，但是由于我國房車營地僅有500多個，房車營地稀少且主要集中在三大經濟圈和海南，房車旅游愛好者在西南、西北地區很難得到補給，特別是在房車中的生活用水問題，嚴重著影響著房車是舒適方便性以及人們的身體健康。

房車生活用水所面臨的最大問題是載水量非常有限，在60L～300L，且凈水箱容積、型式差異很大。因此，大部分房車使用者在實際使用過程中非常注重水資源的合理利用，盡量把洗漱用水、廚用水回用到沖廁用水上。根據房車中的用水狀態，這屬于I級應急用水狀態。即使如此，按照I級應急用水狀態時28.4L/人·d的日用水量而言，房車自儲水也就夠房車使用者使用2～3天。

房車用水質量也是困擾房車使用者的用水的關鍵因素之一。根據中國水公益基金會數據顯示，中國僅有52%的市政供水水質達到飲用要求。同時，大部分房車缺乏必要的清潔、消毒維護，符合標準的原水進入房車用水系統后也會被二次污染。另外，原水在房車水箱中滯留時間較長，特別是在夏季高溫時，水箱中水的含氟量迅速減少，隨著存儲時間的增加水質常規指標迅速惡化，24h后水中的細菌總數、總大腸菌群顯著增加直至超標，這種水不宜直接飲用。

另外，房車的能源配置有限，房車內的生活熱水能量來源也困擾著廣大房車使用者。房車中常用的水加熱方式有電加熱、燃氣加熱等，無論哪種加熱方式很難解決能源限制問題。

綜上所述，房車用水在用水量、水質、熱水能量來源等方面還存在著諸多問題。為此，我們提出根據分質供水理念設計房車載水綜合利用系統，使房車的用水更節水、節能、健康、方便。

2.分質供水及應用

2.1 分質供水的概念

廣義的分質供水是指根據不同的目的，供給不同水的供水方式。它又可分為低品質水分質供水和飲用水分質供水兩類。低品質水分質供水在國內外都有大規模應用，在推廣節約水資源觀念的同時，也取得了良好的環境效益和經濟效益。美國供水工程協會（AWWA）在其編寫的《分質供水指南》一書中將水分為了飲用水和非飲用水兩大類，并對其水質和用途做了明文規定。基于兩種分類，美國、日本等國外市政供水系統鋪設兩種供水管路，向用水單位供應不同品質、用途的水。

中國所關注推行的分質供水和國外有著很大的差異，基于歷史和發展水平的原因，在水處理工藝、供水設施等方面我國與國外發達國家還存在著較大差距，供水水質普遍不高。在民眾關注飲用水建康的大背景下，國內學者、技術專家多傾向于管道分質供水，即在原有的自來水管道系統上，再增設一條獨立的優質供水管道，將水輸送至用戶供居民直接飲用。所以我國大部分人認可的“分質供水”是指根據用戶對水質的不同需求分別供給，雙管同時使用，管路分開，分別計量，分別計價的一種供水方式。

2.2 分質供水的應用

分質供水技術發展的動力來自于用水終端。由于水源、水質、用水成本、用水環境等客觀因素的影響，人們就會根據用水需求自發地科學合理利用有限的水源。例如生活中我們把洗滌、洗浴后的水收集起來用于沖廁，工業中把冷卻用水用于采暖，這些方式我們也可稱為分質用水。

分質供水技術在用水受限較大的交通工具中也有著廣泛的應用。船舶和海洋生活平臺生活區供水系統通常包括：洗滌水供應系統、衛生水供應系統和飲用水供應系統；洗滌水供應系統又包括冷水供應系統和熱水供應系統。一些輪船設置了中水艙，處理后的排放水進行深度處理后，排放水質達到標準，可再循環使用，從而達到節約水資源，減少污水排放的目的。

一般而言，人類對飲用水的要求最高，洗浴用水的要求次之，沖廁用水的要求最低。可以通過水凈化技術去解決飲用水問題，也可以通過洗浴用水回收再利用達到節水目的。綜上，和普通家用用水系統相比，房車的供水系統需另設更高水質管路和低水質管路，對房車內的不同用水器具進行分質供水。

3. 房車載水綜合利用系統的總體構成及介紹

現代房車用水系統一般可接入市政水和自載水兩種水源，并設置了黑水箱、灰水箱兩種廢水回收設施，淋浴花灑、洗漱水龍頭、熱水器、沖水座便器等用水設備比較齊全。房車載水綜合利用系統充分考慮人正常生活的實際用水需求，從供水、用水、排水3個方面出發而設計。按照其功能可以分為凈水供應系統、洗浴用水供應系統、飲用水處理及供應系統、灰水回收及再利用系統、黑水回收及排放系統等5個子系統，其總體構成如圖1所示。

3.1 凈水供應系統

凈水供應系統是整個房車載水綜合利用系統的基礎，它可以接收外部水源并儲存，為全車各部位生活用水器具提供持續穩定的生活用水。它主要包括水箱、水泵、水位計量裝置及相應水路。

3.2 洗浴用水供應系統

洗浴用水供應系統主要供應洗澡間、洗漱室、廚房等空間的生活用水，它一般有兩個供水支路：冷水支路和熱水支路，熱水支路上要有相應的冷水加熱裝置。用水終端一般配有相應的混水閥及相應用水設備，用戶可根據實際用水需要調節水溫。

3.3 飲用水處理及供應系統

飲用水處理及供應系統負責將供應的冷水凈化為可以直接飲用的純凈水，必要時裝加開水加熱裝置。它主要包括家用凈水機、儲水壓力罐、凈水專用水龍頭、電熱水壺等。endprint

3.4 灰水回收及再利用系統

灰水回收及再利用系統利用排水管路將洗浴、洗漱、做飯等用后的灰水收集至灰水箱，并利用灰水泵將灰水供給座便器二次利用。它主要包括灰水箱、灰水箱低水位傳感器、座便器、灰水泵及電磁水閥等組成。

3.5 黑水回收及排放系統

為了不影響公共環境衛生，房車一般設有黑水回收及排放系統，專門用于儲存沖刷人體排泄物的黑水回收及排放系統。它一般包括黑水箱、黑水水滿檢測裝置、黑水排放閥及排污管，有的加有排污泵。

4.房車載水綜合利用系統的水路

本文設計的供水水路分為兩部分：廚房供水水路和衛生間供水水路，廚房水路按照用途分為洗刷用水和飲用水進行分質供水，衛生間水路連接洗漱溫水的供應洗浴用水同時，向座便器供應凈水和灰水兩種不同水質的水，其給排水水路如圖2所示。

當市政水源接入時，通過減壓閥將水將至節水水壓0.15MPa，后經水閥2和水閥3分別向廚房和衛生間的用水設備供應基礎凈水。當無市政水接入時，凈水泵工作，凈水經水閥1、凈水泵、單向閥1進入凈水供應水路。

凈水經單向閥2、循環水泵、水泵電磁閥進入由熱交換器、熱水器為熱源的熱水系統，當發動機工作且冷卻液溫度達到80℃且空調暖風系統工作時，熱水電磁閥斷電閉合，循環水泵工作，水再由熱交換器、單向閥3、熱水器、水泵電磁閥、循環水泵、水閥組成的循環水路中循環加熱，直至到達預設溫度。當發動機停止運轉時，熱水電磁閥通電工作，循環水泵停止運轉，如熱水器內水溫達不到預設溫度，熱水器通電加熱。

用后的灰水經洗手盆、洗菜盆、地漏收集由灰水管路回收至灰水箱。當座便器使用后需補水時，灰水泵、灰水電磁閥通電工作，灰水從灰水箱經灰水泵、灰水電磁閥、單向閥5進入座便器儲水桶。如灰水箱無水，灰水泵、灰水電磁閥則因缺水斷電保護，凈水電磁閥通電工作，座便器用水則經單向閥6供應凈水。沖廁后的黑水經黑水管進入黑水箱，當黑水箱水滿且排放環境符合時，用戶開啟水閥6將黑水排出。

飲用水由家用凈水器凈化后進入儲水壓力罐暫時存儲，當用戶進行烹飪作業由用水需求時，打開水閥5進行取水。飲用熱水則另設管路進入自動吸水電熱水壺進行加熱，或在飲用水龍頭取水利用其他熱源加熱。

結語

本文從房車在中國的使用環境出發，深入分析了在房車內面臨的用水問題，提出通過分質供水技術來解決房車的用水不足、水質偏低、能耗較高等困難，在此基礎上勾勒出房車載水綜合利用系統的總體框架，并設計了房車載水綜合利用系統的水路，初步達到了根據用水需求對不同衛生器具供水的要求。由于本文篇幅有限，各子系統的器件選擇、控制電路還有待于進一步研究。

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