楼宇雨水自动收集装置

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    “地球上的最后一滴水是我们的眼泪！”当看到公益广告上的这句广告词时，我被震撼了。在电视上看到偏远地区的人们用水非常困难，吃水都要到很远的河沟中担水，到干旱季节因缺水而皲裂的土地触目惊心，想到了水资源的匮乏与珍贵。 中学生科技网 http://www.zxskj.com
    雨季来临，南方暴雨成灾，北方城市由于积水交通阻塞，农村则遍地泥泞。看到路边流成小河样的雨水，听到楼顶排水管道里哗哗啦啦的雨水声，想到白白流失的是我们地球人有限的资源，心痛的同时我想应该做些什么。要将雨水收集起来再利用的强烈愿望支持我，设计了“楼宇雨水自动收集与应用装置”。 
    该装置的主要功能是自动收集楼顶的雨水，过滤后储存起来，可以用于浇花、冲洗马桶，虽然还不能直接饮用，但可以节约地下水的使用。也可以扩展应用到农村的水窖或城市的道路雨水收集。 

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    一、基本结构与安装要求
该装置由6部分组成，分别是： 
    进水池、蓄水罐、两级过滤系统、浮子、抽水机、电源和控制电路。进水池中有一级粗过滤，一个浮子和一个下水口，下水口通到楼顶排水管内，当水量过大时多余的水会通过下水口排掉，不会造成楼顶积水。蓄水罐中有活性炭过滤网，过滤网可以拆卸，便于清洗和更换。
进水池安装在楼顶排水管的上方水道附近，其中的下水口通到排水管内，蓄水罐放在楼顶的任意位置。电源和控制部分应该防水，避免漏电。 中学生科技网 http://www.zxskj.com
    二、工作原理 
    当雨水较大时，地面和楼顶积水，雨水经过一级过滤后流入进水池内，水位达到约两厘米后，进水池中的浮子随水位的升高而上升，浮子的连杆上端有金属导体，套筒中的弹簧片外接导线，导线与电源相连，当浮子连杆上端的金属与弹簧片接触后，便接通了电源和水泵之间的一级开关，此时允许吸水。 
    在蓄水桶中有一个同样起开关作用的浮子，如果此时蓄水桶中水位低于最大蓄水量，浮子下沉，浮子的另一端则上升，接通另第二级开关，允许进水。 
    两级开关同时接通时，抽水机电源接通，开始工作，将进水池内的水抽送到蓄水桶中。如果蓄水桶中水位超过设定值，蓄水桶中的浮子上升，浮子的连杆下沉切断电源，水泵停止工作，多余的积水通过排水管排掉。或者进水池中没有足够的水，同样会切断进水池中的开关，水泵也将停止工作。
蓄水桶中的水经过活性碳过滤网的过滤，经给水管道为用户提供用水。 

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    三、主要特点 
    楼宇雨水自动收集与应用装置具有以下特点： 
    1、全自动特性
该装置由两个浮子感应积水的深度和储水的水位，自动完成对水泵的通、断电控制。能够保证微雨和小雨不工作，大雨才能工作，而且不做无用功。 
    2、价格低廉 
    模型所购买的材料有小水泵，水管和龙头（其他为废旧物品），价值不到20元，如果达到实用，水泵在300元左右，蓄水罐可以使用旧汽油桶，或水泥池，总价值在400元左右，如果建造合理，还可以不用水泵直接蓄水，花费更少。 
    3、应用范围广 
    可以用于城市的楼顶蓄水，作为浇花、冲马桶，过滤后还可以作为太阳能热水器的进水，用于洗澡,也可以用在农村的水窖蓄水。 
    对装置稍加改造，即可有更大的使用范围，比如：在建房时如果低于房顶建设蓄水桶，则不需要使用水泵吸水，只需将进水池加大即可实现，更节约能源。如果使用更为先进的过滤技术，可以作为饮用等生活用水，还可以建立大型雨水收集与净化装置，为城镇居民供水。

作者：毕宗琦 指导老师：蔡敏 西安市铁一中学高二S1班  710054