熱水器用冷熱水閥的設計與推廣應用研究

姜錦華 曾悅紅 秦德順 周欣 馮紀祥

摘要：隨著科技的發展，熱水器在生活中應用廣泛，但每次在使用熱水器之前都需要將水管內殘存的冷水先排出，而大部分的使用者都不會去使用和收集這些冷水，任其流失，這一定程度上造成水資源的浪費。近年來有不少人提出了多種解決方案，但是大多數方案都存在成本過高、操作復雜或者效果不佳等問題。為解決以上不足，本項目基于單片機開發了一套可以冷熱水分離的系統，經過仿真和實物測試，系統擁有低成本、易操作和高效率等特點。本項目團隊運用線上線下結合的策略以及綠色營銷等來推廣該智能水閥，由于其設計結構較簡便、體積小，便于熱水器新老用戶進行安裝，適用范圍廣，當大量用戶使用本產品時，就可以達到節約用水的效果，綠色環保。

關鍵詞：冷熱分流;創新;市場化;商業效益;社會效益

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.01.062

0引言

在中國，由于國家的大力支持，使用熱水器的家庭越來越多，范圍也從局部擴大到了全國。然而隨著熱水器的逐漸推廣，大量用戶在使用的過程中，也逐漸發現了一些問題。其中一個比較普遍的問題就是在使用完熱水器后管道中會殘留部分熱水，管道越長，殘留熱水越多。由于自身冷卻，管道中的熱水會變為冷水。因此，在下一次使用熱水器的時候，會先放出管道中的冷水，這就會造成用戶使用不便。

管道中冷水的直接排放，尤其是對于安裝在室外的太陽能熱水器來說，由于水管較長，殘留的水比較多，在一定程度上造成了淡水資源的浪費。而又因為中國人口基數大，所以一年當中所浪費的淡水資源還是比較巨大的。因此，若想要解決這一段淡水資源浪費的問題，就必須解決熱水管中冷水的分離及應用的問題。

1熱水器用電子智能冷熱分離水閥的構成及設計原理

1.1構成

一種熱水器用電子智能冷熱分離水閥，包括安裝在水管外部的外殼，殼外的指示燈，殼內的單片機控制器、步進電機，安裝在三通水管轉接頭內部的活塞，固定在活塞內部的防水型溫度感應器、水滴傳感器。

1.2附圖說明

圖1是本發明的一種熱水器回水控制裝置的結構示意圖。

其中101、單片機控制器;102、水滴感應器;103、防水型溫度感應器;104、活塞;105、三通水閥轉接頭;106、步進電機;107、外殼;108、LED指示燈。

1.3具體實施方式

為了實現上述目的，本發明提供一種熱水器用電子智能冷熱分離水閥，該熱水器用電子智能冷熱分離水閥的工作方法，步驟如下：

（1）水滴感應器102檢測到用戶啟動信號，當水滴感應器102感應到水流后，殼外LED指示燈108亮起，防水型溫度感應器103開始工作，檢測水管內水流的溫度。

（2）防水型溫度傳感器103反復檢測出水溫并向單片機控制器101發送信號。

（3）單片機控制器101接收防水型溫度感應器103的信號。

（4）單片機控制器101持續判斷防水型溫度感應器103發來的信號，若水溫低于預設值，則單片機控制器101控制步進電機106帶動活塞104旋轉至開口面面向A端。當水溫低于預設值，單片機控制器101控制步進電機106帶動活塞104旋轉至開口面面向B端。

（5）單片機控制器101檢測到用戶停止信號。

（6）單片機控制器101控制步進電機106轉動使活塞104處于面向B端，并處于靜止狀態。

2水閥的創新之處

（1）冷熱分離水閥采用螺紋推動的方式間接推動活塞移動，既能控制水閥，又不與水接觸，保證了水的衛生，同時也避免了水與電機接觸導致電機漏電的情況。

（2）通過嵌入式系統采集溫度傳感器的溫度數據，判斷分析后控制活塞移動，以及進行相關軟件系統的設計。

（3）具有比傳統回水系統更高的性價比。傳統回水系統是將水管內儲存的水由水泵抽回熱水器再次加熱使用，成本較高。而本項目的產品則是直接將冷水與熱水分離開，將冷水用于其他地方，節省了因安裝回水系統而產生的高額費用，這樣使得產品的制作成本及能耗大大降低。

3市場應用前景分析

3.1產品背景及定位

近些年，隨著熱水器的逐漸推廣，大量用戶在使用的過程中，逐漸發現無論是太陽能熱水器、空氣熱水器、煤氣熱水器還是電熱水器，在我們使用完熱水器中的熱水后，管道中都會留有剩余的熱水，而隨著時間的增長，熱水自身冷卻，管道中的熱水會變為冷水。因此，在我們下一次使用熱水器的時候，總會先放出部分冷水，尤其是使用太陽能熱水器的某些高層建筑的低層用戶，水管從樓頂的太陽能熱水器到住宅距離很遠，每次使用完熱水后水管內剩余的熱水會更多，這在一定程度上造成了淡水資源的浪費。

就目前市場上相關產品來看，有一種回水系統可以解決管道中冷水浪費問題。它的原理是在使用熱水之前提供信號給系統，把管道內的冷水抽回，再輸送到太陽能熱水器內加熱。但是這種設備的價格卻與這段水的價格不成正比，因此，很多居民就放棄了安裝回水系統的想法。本項目的智能冷熱分離水閥相比于目前市場上已有的回水系統來說，功耗更低、成本更低，更適合于普通家庭的安裝及使用。產品目前主要面向于普通家庭、學校以及工廠等公共設施中需要使用熱水器的地方，客戶群體大，潛在客戶多。

此產品安裝在熱水管中部，通過活塞上的防水型溫度感應器對水流溫度進行測定和判斷，以活塞的移動作為開關，讓冷水和熱水進行分流，可以選擇將冷水引流至廁所沖水箱或指定的蓄水箱內，供用戶沖廁所或者澆花洗衣服使用，而熱水則供用戶直接使用，使用便捷，操作簡單，價格優廉。此產品從基礎設施出發，致力于為使用熱水器的客戶解決熱水器熱水冷卻而導致使用不便的問題，增強了客戶的使用感，并同時節約了淡水資源，使淡水資源的保護得到了有效舉措。

3.2產品推廣策略及渠道

3.2.1創新市場推廣手段，線上線下結合

（1）線上宣傳。

通過微博或短視頻等渠道介紹智能水閥核心技術基本信息，并植入產品研發時的性能實驗檢測視頻，展示我們設計的水閥的優良性能。當產品在各大電商商城上架后，提供解決售前售后問題的渠道，提升口碑。并且定期在網上征集用戶意見，改善產品提高用戶體驗度。

（2）線下宣傳。

①完善市場供應鏈的銷售和服務階段，有意識的和客戶多接觸，主動走出去，把與客戶的接觸看作是一種心與心的交流，通過交流建立起一種朋友式的“雙贏”。通過這種接觸，可以了解客戶當前的需求，以便于制訂更有針對性的措施，更好地為客戶服務，打造售前、銷售、售后三階段的良好服務口碑。

②定期開展智能水閥線下的促銷，保證穩步提升的市場占有率和客戶信賴度，讓客戶的選擇成為習慣。

③建立全國聯網售后服務系統，提高客戶的體驗感。

3.2.2品牌營銷

項目面向各大水閥設備生產商以及水利系統集團提供優質的水閥產品。本項目團隊秉承著客戶至上的理念，全心全意為客戶服務，滿足客戶要求。力求保證每一個產品的合格，提供最優質的產品。調動起團隊的積極性，與客戶企業達成戰略合作，形成良好的品牌形象 。

3.2.3綠色營銷

保護環境是一項關系到公眾切身利益和事業，本項目的水閥系列產品其生產過程程序比較簡單，產品本身有利于節水節能，順應政府綠色環保的號召，符合時代發展潮流。此營銷策略，既能突出項目環保的理念，也有利于塑造綠色團隊的良好品牌形象。

3.2.4銷售推廣計劃

（1）現面向大學生創業項目的政策扶助很多，本項目團隊將基于現有的創業優惠政策，積極尋找投資，進一步擴大生產規模。本項目將充分的利用政策幫扶，將繼續積極參與創業活動，提高品牌實力;主動聯系政府，以獲取更多政治幫扶，樹立大學生積極創業、勇于創新的積極形象。

（2）充分利用校友資源，介紹本項目的專利技術支持，推廣智能水閥的先進性，并最終建立起長期合作關系 。

3.3產品市場化前景

3.3.1定價導向

薄利多銷。智能水閥初步定價為：帶可充電電池，39元左右;不帶可充電電池，29元左右。和買方公司達成合作并協商后，使帶可充電電池，最終售價控制在30元以內;不帶可充電電池，最終售價控制在20元以內。用低利低價來賣出產品，增加銷量，從而達到盈利的效果。

目前市場上的競爭產品普遍價格偏高，價格從80-2000元不等，我們的產品能夠利用成本低、價格低這一優勢搶占市場。

3.3.2價值鏈

生產（原料提供）——組裝（我們團隊提供技術）——企業或商家（采購、批發、零售）——終端市場（顧客）。

3.3.3定價考慮

本項目主要是通過和熱水器生產商或供應商、水閥設備生產商、裝修公司、物業管理公司展開合作，達成合作后，他們主要負責推廣和銷售環節，所以我們把成本分析重點放在生產、組裝以及運輸環節。

智能水閥元件材料成本預計24元左右，再結合組裝成本費、運輸費、管理費等其他費用整合后大致將產品定價定為：39元左右。通過和生產方達成合作，進行批量生產，盡量將生產成本降低。最終成本大概在15-30元之間。我國關于實用新型專利、外觀設計專利的保護期限為10年，這有利于本項目享有專利的福利更好地推出本產品。

4水閥的經濟效益和社會效益

在寒冷的冬天，為了使用熱水，我們需要等待放出熱水管內的冷水的時間在1分鐘左右，在別墅里，甚至會等3分鐘。而且，在全國，由于節水意識并沒有全面的普及，還是會有很多人直接將冷水排進下水道。我們依據標準電熱淋浴噴頭每分鐘噴水量約為6升來計算，這樣每個人等待熱水的過程就會有6-18升水左右的水資源被浪費，從目前全國人口基數和熱水器的使用次數來說，被浪費的淡水資源將是個龐大的數字。

就目前項目的調研結果以及生活使用情況而言，在熱水器正常工作時，擰開水龍頭，流出的冷水實際上并不是很多。傳統回水系統將這部分水通過止回閥流入回水管，再利用水泵將這部分水抽至加熱水箱內，再進行加熱，以此達到冷水二次使用的目的。但由于水量不是很多，這樣做雖然解決了熱水管內冷水的問題，節約了水資源，但是卻大大地加重了產品成本。據我們調查，網上家用回水系統的價格平均在 500 元左右，而我國自來水的價格在 2.8 元/立方米，并且我們一次放出的冷水量遠遠小于 1 立方米，所以很多居民不愿意花很多錢去解決這個問題。

而本團隊研制的冷熱分離水閥將熱水管內的冷水分離出來，通過出冷水的這個端口將冷水收集起來，用來澆花、清洗衣物或者沖洗廁所等，這樣可以大大節約成本，從而降低民眾的購買成本。同時經過對大眾進行樣本調研顯示，有83.75%的人明確地表示了購買意愿，因此相比于回水系統，冷熱水分離水閥更能從大眾心理上為民眾提供節約淡水資源的途徑，從而達到節約淡水資源的目的，為社會淡水資源的保護做出貢獻。

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