浴室余热回收装置设计和应用前景分析

2017-06-09刘洪辰林春丹张万松杜洋汲传读

科学家 2017年5期

刘洪辰+林春丹+张万松+杜洋+汲传读

摘要为回收淋浴温水（废水）中的余热，设计一种适合浴室里使用的余热回收装置，在淋浴头对应的地面上设置一个托盘，托盘内盘曲着废水和冷水两种水管，将粗细两种水管套起来，淋浴后的废水在细水管里面流，淋浴用的冷水在粗水管里（细水管外）流，温水散发的热量会被冷水吸收，将冷水温度提高，升温之后的冷水再进入混水阀。大学校园里每个淋浴头每天节能相当于1.6度电，该装置结构结实耐用，单个装置造价在240元左右，使用一年即可回收成本，在高等学校、煤矿和油田等企业有推广应用的前景。

关键词节能减排；余热回收；装置；热传导

中图分类号 TEO 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）05-0039-02

1 回收浴室余热节能创意

在化工厂、热电厂等有大型余热回收装置[1-3]，但是浴室余热回装置会少见到，淋浴的适宜温度为38℃～42℃。每人每次淋浴时用水量约为30L～90L，在中国石油大学（北京）润杰公寓淋浴室统计，大学生洗澡时间稍短，平均每次淋浴时间为20min，每次淋浴用水总为25L。

适宜淋浴的温水是由热水（一般60℃～70℃）和冷水混合，淋浴后的废水温度大约在36℃～40℃之间，我们称之为温水，这部分水落地后直接进入下水道流走了，热量也就浪费了。研制一种装置回收这部分热量，参见图1，将冷水管和温水（废水）管套在一起，温水经过过滤后进入渡铜铝管，用内部的温水给冷水加溫，一旦冷水温度上升，混合较少的热水就能达到舒适的淋浴水温。从而减少热水的使用量，达到节能的目的。

从公式（1）可以指导，传导的热量与接触面积、接触时间和温差成正比，设计回收装置时，适当增加水管的长度，使接触面积和接触时间得到增加，回收的热量自然也就增加。

3 JN-1型浴室余热回收装置设计

如果对淋浴室改造，只需要在淋浴头下方加温水回收装置，并且用温水给冷水加温，但是为了说明得更清楚，我们设计了带热水器的余热回收装置。该装置主要由托盘和托盘中盘曲的水管组成，图2是淋浴下方安装的托盘设计图。图3是托盘内温水管和冷水管套装，用冷水回收温水中的余热的示意图，图4是余热回收装置组合图。图5是集体淋浴室效果图。淋浴头下方地面上就是一个温水余热回收装置。

一度电为3600000J，则每人次洗澡可以节约用电0.16度。大学校园里，一个淋浴头每天至少10人在使用，可以节约用电1.6度，浴室每年开放时间300天，一个淋浴头下的余热回收装置每年可以节电480度，按照每度电0.5元计算，节省经费240元。参见表1，每个单人余热回收装置不超过240元，一年可以回收成本。如果多个余热回收装置同时使用，节能效果更好。

安装型浴室余热回收装置，大学校园里每个淋浴头每天节能相当于1.6度电，一年内回收成本，一个装置寿命周期按照6年计算，每个装置收益240元×（6-1）=1 200元，2万人校园公寓里，需要500个以上的淋浴头，总收益1 200元×500=600 000元，绿色环保的社会效益更加明显。因此，该装置在高等学校、煤矿和油田等企业有广泛的应用的前景。

5 结论

浴室余热回收装置，设计思路奇特，热能回收效率高，节能效果明显，关节接头可用3D打印完成，装置结实耐用，设备造价低，安装简单，回收成本快，环保效益明显，经济效益可观，适合微小企业开发和生产。