姜锦华 曾悦红 秦德顺 周欣 冯纪祥

摘要：随着科技的发展，热水器在生活中应用广泛，但每次在使用热水器之前都需要将水管内残存的冷水先排出，而大部分的使用者都不会去使用和收集这些冷水，任其流失，这一定程度上造成水资源的浪费。近年来有不少人提出了多种解决方案，但是大多数方案都存在成本过高、操作复杂或者效果不佳等问题。为解决以上不足，本项目基于单片机开发了一套可以冷热水分离的系统，经过仿真和实物测试，系统拥有低成本、易操作和高效率等特点。本项目团队运用线上线下结合的策略以及绿色营销等来推广该智能水阀，由于其设计结构较简便、体积小，便于热水器新老用户进行安装，适用范围广，当大量用户使用本产品时，就可以达到节约用水的效果，绿色环保。

关键词：冷热分流;创新;市场化;商业效益;社会效益

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.01.062

0引言

在中国，由于国家的大力支持，使用热水器的家庭越来越多，范围也从局部扩大到了全国。然而随着热水器的逐渐推广，大量用户在使用的过程中，也逐渐发现了一些问题。其中一个比较普遍的问题就是在使用完热水器后管道中会残留部分热水，管道越长，残留热水越多。由于自身冷却，管道中的热水会变为冷水。因此，在下一次使用热水器的时候，会先放出管道中的冷水，这就会造成用户使用不便。

管道中冷水的直接排放，尤其是对于安装在室外的太阳能热水器来说，由于水管较长，残留的水比较多，在一定程度上造成了淡水资源的浪费。而又因为中国人口基数大，所以一年当中所浪费的淡水资源还是比较巨大的。因此，若想要解决这一段淡水资源浪费的问题，就必须解决热水管中冷水的分离及应用的问题。

1热水器用电子智能冷热分离水阀的构成及设计原理

1.1构成

一种热水器用电子智能冷热分离水阀，包括安装在水管外部的外壳，壳外的指示灯，壳内的单片机控制器、步进电机，安装在三通水管转接头内部的活塞，固定在活塞内部的防水型温度感应器、水滴传感器。

1.2附图说明

图1是本发明的一种热水器回水控制装置的结构示意图。

其中101、单片机控制器;102、水滴感应器;103、防水型温度感应器;104、活塞;105、三通水阀转接头;106、步进电机;107、外壳;108、LED指示灯。

1.3具体实施方式

为了实现上述目的，本发明提供一种热水器用电子智能冷热分离水阀，该热水器用电子智能冷热分离水阀的工作方法，步骤如下：

（1）水滴感应器102检测到用户启动信号，当水滴感应器102感应到水流后，壳外LED指示灯108亮起，防水型温度感应器103开始工作，检测水管内水流的温度。

（2）防水型温度传感器103反复检测出水温并向单片机控制器101发送信号。

（3）单片机控制器101接收防水型温度感应器103的信号。

（4）单片机控制器101持续判断防水型温度感应器103发来的信号，若水温低于预设值，则单片机控制器101控制步进电机106带动活塞104旋转至开口面面向A端。当水温低于预设值，单片机控制器101控制步进电机106带动活塞104旋转至开口面面向B端。

（5）单片机控制器101检测到用户停止信号。

（6）单片机控制器101控制步进电机106转动使活塞104处于面向B端，并处于静止状态。

2水阀的创新之处

（1）冷热分离水阀采用螺纹推动的方式间接推动活塞移动，既能控制水阀，又不与水接触，保证了水的卫生，同时也避免了水与电机接触导致电机漏电的情况。

（2）通过嵌入式系统采集温度传感器的温度数据，判断分析后控制活塞移动，以及进行相关软件系统的设计。

（3）具有比传统回水系统更高的性价比。传统回水系统是将水管内储存的水由水泵抽回热水器再次加热使用，成本较高。而本项目的产品则是直接将冷水与热水分离开，将冷水用于其他地方，节省了因安装回水系统而产生的高额费用，这样使得产品的制作成本及能耗大大降低。

3市场应用前景分析

3.1产品背景及定位

近些年，随着热水器的逐渐推广，大量用户在使用的过程中，逐渐发现无论是太阳能热水器、空气热水器、煤气热水器还是电热水器，在我们使用完热水器中的热水后，管道中都会留有剩余的热水，而随着时间的增长，热水自身冷却，管道中的热水会变为冷水。因此，在我们下一次使用热水器的时候，总会先放出部分冷水，尤其是使用太阳能热水器的某些高层建筑的低层用户，水管从楼顶的太阳能热水器到住宅距离很远，每次使用完热水后水管內剩余的热水会更多，这在一定程度上造成了淡水资源的浪费。

就目前市场上相关产品来看，有一种回水系统可以解决管道中冷水浪费问题。它的原理是在使用热水之前提供信号给系统，把管道内的冷水抽回，再输送到太阳能热水器内加热。但是这种设备的价格却与这段水的价格不成正比，因此，很多居民就放弃了安装回水系统的想法。本项目的智能冷热分离水阀相比于目前市场上已有的回水系统来说，功耗更低、成本更低，更适合于普通家庭的安装及使用。产品目前主要面向于普通家庭、学校以及工厂等公共设施中需要使用热水器的地方，客户群体大，潜在客户多。

此产品安装在热水管中部，通过活塞上的防水型温度感应器对水流温度进行测定和判断，以活塞的移动作为开关，让冷水和热水进行分流，可以选择将冷水引流至厕所冲水箱或指定的蓄水箱内，供用户冲厕所或者浇花洗衣服使用，而热水则供用户直接使用，使用便捷，操作简单，价格优廉。此产品从基础设施出发，致力于为使用热水器的客户解决热水器热水冷却而导致使用不便的问题，增强了客户的使用感，并同时节约了淡水资源，使淡水资源的保护得到了有效举措。

3.2产品推广策略及渠道

3.2.1创新市场推广手段，线上线下结合

（1）线上宣传。

通过微博或短视频等渠道介绍智能水阀核心技术基本信息，并植入产品研发时的性能实验检测视频，展示我们设计的水阀的优良性能。当产品在各大电商商城上架后，提供解决售前售后问题的渠道，提升口碑。并且定期在网上征集用户意见，改善产品提高用户体验度。

（2）线下宣传。

①完善市场供应链的销售和服务阶段，有意识的和客户多接触，主动走出去，把与客户的接触看作是一种心与心的交流，通过交流建立起一种朋友式的“双赢”。通过这种接触，可以了解客户当前的需求，以便于制订更有针对性的措施，更好地为客户服务，打造售前、销售、售后三阶段的良好服务口碑。

②定期开展智能水阀线下的促销，保证稳步提升的市场占有率和客户信赖度，让客户的选择成为习惯。

③建立全国联网售后服务系统，提高客户的体验感。

3.2.2品牌营销

項目面向各大水阀设备生产商以及水利系统集团提供优质的水阀产品。本项目团队秉承着客户至上的理念，全心全意为客户服务，满足客户要求。力求保证每一个产品的合格，提供最优质的产品。调动起团队的积极性，与客户企业达成战略合作，形成良好的品牌形象 。

3.2.3绿色营销

保护环境是一项关系到公众切身利益和事业，本项目的水阀系列产品其生产过程程序比较简单，产品本身有利于节水节能，顺应政府绿色环保的号召，符合时代发展潮流。此营销策略，既能突出项目环保的理念，也有利于塑造绿色团队的良好品牌形象。

3.2.4销售推广计划

（1）现面向大学生创业项目的政策扶助很多，本项目团队将基于现有的创业优惠政策，积极寻找投资，进一步扩大生产规模。本项目将充分的利用政策帮扶，将继续积极参与创业活动，提高品牌实力;主动联系政府，以获取更多政治帮扶，树立大学生积极创业、勇于创新的积极形象。

（2）充分利用校友资源，介绍本项目的专利技术支持，推广智能水阀的先进性，并最终建立起长期合作关系 。

3.3产品市场化前景

3.3.1定价导向

薄利多销。智能水阀初步定价为：带可充电电池，39元左右;不带可充电电池，29元左右。和买方公司达成合作并协商后，使带可充电电池，最终售价控制在30元以内;不带可充电电池，最终售价控制在20元以内。用低利低价来卖出产品，增加销量，从而达到盈利的效果。

目前市场上的竞争产品普遍价格偏高，价格从80-2000元不等，我们的产品能够利用成本低、价格低这一优势抢占市场。

3.3.2价值链

生产（原料提供）——组装（我们团队提供技术）——企业或商家（采购、批发、零售）——终端市场（顾客）。

3.3.3定价考虑

本项目主要是通过和热水器生产商或供应商、水阀设备生产商、装修公司、物业管理公司展开合作，达成合作后，他们主要负责推广和销售环节，所以我们把成本分析重点放在生产、组装以及运输环节。

智能水阀元件材料成本预计24元左右，再结合组装成本费、运输费、管理费等其他费用整合后大致将产品定价定为：39元左右。通过和生产方达成合作，进行批量生产，尽量将生产成本降低。最终成本大概在15-30元之间。我国关于实用新型专利、外观设计专利的保护期限为10年，这有利于本项目享有专利的福利更好地推出本产品。

4水阀的经济效益和社会效益

在寒冷的冬天，为了使用热水，我们需要等待放出热水管内的冷水的时间在1分钟左右，在别墅里，甚至会等3分钟。而且，在全国，由于节水意识并没有全面的普及，还是会有很多人直接将冷水排进下水道。我们依据标准电热淋浴喷头每分钟喷水量约为6升来计算，这样每个人等待热水的过程就会有6-18升水左右的水资源被浪费，从目前全国人口基数和热水器的使用次数来说，被浪费的淡水资源将是个庞大的数字。

就目前项目的调研结果以及生活使用情况而言，在热水器正常工作时，拧开水龙头，流出的冷水实际上并不是很多。传统回水系统将这部分水通过止回阀流入回水管，再利用水泵将这部分水抽至加热水箱内，再进行加热，以此达到冷水二次使用的目的。但由于水量不是很多，这样做虽然解决了热水管内冷水的问题，节约了水资源，但是却大大地加重了产品成本。据我们调查，网上家用回水系统的价格平均在 500 元左右，而我国自来水的价格在 2.8 元/立方米，并且我们一次放出的冷水量远远小于 1 立方米，所以很多居民不愿意花很多钱去解决这个问题。

而本团队研制的冷热分离水阀将热水管内的冷水分离出来，通过出冷水的这个端口将冷水收集起来，用来浇花、清洗衣物或者冲洗厕所等，这样可以大大节约成本，从而降低民众的购买成本。同时经过对大众进行样本调研显示，有83.75%的人明确地表示了购买意愿，因此相比于回水系统，冷热水分离水阀更能从大众心理上为民众提供节约淡水资源的途径，从而达到节约淡水资源的目的，为社会淡水资源的保护做出贡献。

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