适用南方家庭废热水的热能回收技术研究

杨震 丁艺

摘要：本文通过分析研究家庭洗澡水所含的污染物的主要成分和目前家庭洗澡废水主要热能回收循环利用技术。本着结构简单、成本低廉、操作简便、实用性强、易于推广的原则，避免为刻意追求重复利用效率而不顾及成本的“唯技术论”，借鉴现有成熟的水地暖技术，发明了一种适用于我国南方家庭洗澡水及其热量回收再利用技术。

关键词：中国南方；家庭废热水；热能回收技术

中图分类号：X-1 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）08-0188-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Heat Recovery Technology for Waste Water of the Southern Family

YANG Zhen1，DING Yi2

（1.Department of Electrical Information Engineering， Sichuan Engineering Technical College， Deyang 618000， China；2. Art Department ofElectrical Information Engineering， Deyang 618000，China）

Abstract： This article through the analysis of main components of pollutants containing family bath water and the family bath wastewater mainly heat recovery and recycling technology. With simple structure， low cost， simple operation， strong practicability and easy popularization principle， to avoid the deliberate pursuit of reuse efficiency without regard to the cost of "the technology theory， using the existing mature water heating technology， developed a suitable for China Southern family bath and heat recycling technology.

Key words： heat recovery technology； waste water； the South Chinese family

南方，冬天。每次我们在卫生间洗澡，看着温暖的热水顺着下水道哗哗地流走，而卫生间外的其他房间还处处冰冷。大家可能就会不由自主地思索：有什么好的办法既能把洗澡水的热量留在冰冷的屋里温暖我们的家，又能重复利用还不太脏的水呢？经过无数次的思考、调研、对比，我慢慢有了自己独特的解决方案——适用于我国南方家庭洗澡水及热量回收再利用技术。

家庭污水是指人们的生活用水排放和家用卫生设施产生的废水。家庭废水主要有洗衣水、洗澡水、厨房废水等。在这些废水中，洗澡废水具有水量大、热量大、污染轻、水质稳定的特点。所以，洗澡废水应优先作为一种再利用的水源来开发。根据有关统计，一般人每次洗澡约12分钟左右，一分钟需要10升水，每次洗澡就需要120升水。并且每次洗澡只用了热水中约20%的热能，浪费了约80%的热能。因此，洗澡无论对于水资源还是热能的浪费都是非常大的。解决上述问题主要涉及两个方面的技术。一是洗澡废水中的热能回收循环利用技术，二是洗澡废水再利用技术。

目前，洗澡废水中的热能回收循环利用技术主要有以下两类解决方案。一是将回收的废水热能用于预热热水器进水温度，以达到热能回收循环利用的目的。此方法主要存在以下不足：消耗电能、有触电安全隐患、回收热量利用效率低、装置复杂和安装困难等。二是使用基于帕耳帖效应的温差发电技术，利用温水与冷水的温差发电，将电量存储，以达到热能回收循环利用的目的。此方法主要存在以下不足：由于温差较小，能量密度太低导致发电效率较低，成本较高，有触电安全隐患。

家庭洗澡水所含的污染物主要有人体皮肤分泌物、毛发、污垢、合成洗涤剂，以及细菌和病毒等。家庭洗澡水再利用的主要困难是污水为无压水，含有渣质容易堵塞管道与卫生设备。目前，针对废水处理过滤技术主要有气浮处理法、混凝处理法、电解处理法、电絮凝气浮组合处理法等，其共同特点均是成本过高、操作复杂、设备占用空间大，不易推广。比如芬兰设计师 Jason Selvarajan研发的Showerloop设备，通过多重滤芯、活性炭、紫外线、水泵等设备对洗澡水进行循环利用，洗一次澡只需1升水，但该设备售价高达1600美元。

综上研究，笔者本着结构简单、成本低廉、操作简便、实用性强、易于推广的原则，避免为刻意追求重复利用效率而不顾及成本的“唯技术论”，借鉴现有成熟的水地暖技术，发明了一种适用于南方家庭洗澡水及其热量回收再利用技术。

该技术基本原理是：淋浴洗澡时，在脚下放置接水器，接水器首先通过过滤网过滤洗澡水中的主要杂质，然后洗澡水流入具有良好散热功能的水管中，流经客厅、卧室等房间，利用辐射和对流的传热方式向室内供热。最后，慢慢冷却后的废水通过微型水泵存储在储水箱中，供座便器和清洗拖把等使用。在整个水流过程中，主要是依靠微型水泵和水位差来为洗澡水流动提供动能。

1 几项重要环节的说明

1） 淋浴的洗澡水的收集需要使用接水器。接水器使用保温材料制作，轻便、方便收纳、能支撑人体重量，防滑，四周有凹槽。浴缸的洗澡水具有水量多、水温流失少的特点，更适合热量回收利用。无论是淋浴还是浴缸都需要使用过滤网。过滤网要求安装简单，便于清洗，滤孔大小适中，太大，不利于过滤杂质；太小，影响水流速度，造成热量流失。

2）安装散热水管时，进入不同房间的分叉处需安装三通或者四通，配上阀门，可实现节约热能、分区供热。

3） 热量散发主要通过带散热片、直径较粗的水管，不易采用回形结构的水暖散热片。主要原因是管道内水质较差，回形结构容易造成堵塞，不易清洗。管道中的废水温度（30-35℃）较水地暖的供水温度（50-60℃）和回水温度（40-50℃）有较大差距，因此散热水管不宜太长，否则影响供暖效果。

4）储水箱接近顶部处需安装防溢出水管，水箱快装满时自动排放，防止水箱溢出。储水箱底部出水口可安装纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）进一步过滤杂质并降低水质硬度，以便提高废水重复利用场景。

5）由于家庭洗澡水排放的不连续，本研究的定位是作为南方冬天室内升温的辅助措施，而非主要供热方式。

6） 作品效果图、设计图和示意图附后。

散热水管示意图

参考文献：

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[2] 许永祥.提高环保和建筑设施热能的利用率[J]. R. F. Slarvolubof，世界环境，1986（01）.

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【通联编辑：光文玲】