大學公共浴室節能改造方案

職遠

摘要： 大學公共浴室為了方便洗浴制備熱水，這樣會消耗大量能源，洗浴廢熱水又被白白丟棄，造成能源上的浪費。文章針對這一現狀，從回收利用洗浴廢水熱能入手，運用雙熱源熱泵熱能循環系統對洗浴廢水熱能進行回收利用。并將該系統與地暖系統相結合，既達到節能環保的作用，又可以滿足舒適性供暖的需求。

關鍵詞：雙熱源熱泵系統；地暖；節能；舒適性供暖

隨著現代社會的飛速發展，能源、環保等問題正成為制約我國經濟和社會發展面臨的重大難題。以沈陽建筑大學為例，我校制取洗浴用水消耗大量的能量，但是洗浴過程中大量熱水會白白流失，造成了能量很大的浪費。

本文中，對于建大浴池廢水余熱浪費這一問題，提出了雙熱源熱泵能源重復利用系統的構想，對于低品位洗浴廢熱水加以收集再利用，達到了利用廢水中的熱能對浴池進行供暖的方式。同時，結合地暖供熱對滿足熱舒適的優勢和特點與雙熱源熱泵系統相結合，又達到了舒適性供暖的要求，一舉兩得。

一、建大洗浴廢水排放現狀

建大浴室內熱水的溫度通常為45～50℃。一般情況下洗浴僅會消耗熱水10℃左右的溫差，加熱洗浴水通常為 40～45℃左右的溫升，顯然制取洗浴水所用的70%左右的熱量會跟著廢水排放流失掉[1]。而每天有大量的學生去建大浴室洗浴，這樣以來，浴池中能量浪費的現象就更為嚴重，對浴室進行節能改造就顯得格外重要。

二、改造方案系統的組成

（一）雙熱源熱泵熱能循環控制系統

控制系統負責熱水制備和廢熱水的熱能回收與循環利用。系統可控制空氣源和水源熱泵在水箱水位不同的條件下的自動切換[2]。

（二）清潔系統

鑒于洗浴廢水里通常會存在洗漱化學用品以及脂類等成分，故可能會引發系統換熱元件結垢，進而引起系統效率大范圍降低，因此在雙熱源熱泵系統中設計了清潔系統對熱交換器內管內壁及熱泵蒸發器內管內壁污垢的及時清除。

（三）熱儲備和分配系統

熱儲備和分配系統包括熱水水箱以及廢熱水保溫池，這個分系統主要用于儲備洗浴廢熱水及制取的熱水。通過對熱水水位的控制，可以達到熱能的周轉效率的最大化的要求。

三、系統工作過程

當洗浴還沒有開始，空氣源熱泵系統就會自動工作制備一定量的熱水，且運送至洗浴熱水儲備水箱內供學生洗浴的時候用。開始洗浴時會有洗浴廢水排放出來，進而聚集到廢水池內，廢水池具有保溫處理；當聚集的洗浴廢熱水達到某一值的時候，它的系統熱能回收系統開始進行工作回收熱能。

①自來水的溫度升高，主要是水泵把洗浴廢水從保溫廢水池中抽出來，然后在熱交換系統中與自來水進行熱交換導致的；

②通過熱交換系統換熱的自來水被作為待加溫水，熱交換后廢熱水溫度下降，可以作為雙源熱泵熱水系統的熱源輸入到系統中去；此時空氣源系統關閉，水源熱泵系統開始進行工作；

③自來水輸送至洗浴熱水儲備保溫的水箱內，此時已經被加熱到設定的溫度；

④在特別寒冷的天氣下，經常會啟動輔助電加熱器，大部分情況下是因為系統不能正常工作。

建大洗浴廢水回收系統原理圖

四、與地暖系統結合

（一）地暖的介紹和優勢

地暖是一種清潔的采暖方式，散熱器、風機盤管等都是以強制對流進行傳熱，地暖不會那樣，更不會使灰塵和病菌在室內四處飛揚，從而室內細菌的傳播大大降低，也降低了呼吸道疾病和其他疾病的發生幾率，室內環境更加衛生。作為一種節能的采暖方式，地暖的熱能利用效率相對較高，散布在人體活動空間而不是房間頂部的熱能占75%以上而，即下熱上冷。比傳統空調節能 25%左右，比傳統散熱器節能 30%左右。

（二）地暖結合效果分析

雖然地暖具有節能，有利于熱舒適性等優點，但是在運行過程中，由于室內溫度升高，而室內空氣的絕對濕度不變，這樣就導致了室內空氣相對濕度降低，給室內人員干燥的不適感。但是在浴室中，洗浴用水會使室內空氣濕度增加，彌補了地暖運行時的缺陷。同時，地暖使地面溫度升高，洗浴廢水在地面流動的時候熱量損失就會減少，流入保溫廢水池時水溫還能維持較高的溫度，增強節能效果也避免地板的干裂。

綜上所述，本文提出的雙熱源熱泵結合地暖的建大浴室改造方案具有以下兩大優點：應用范圍廣，節能的程度比較高。在熱能回收基礎上該系統實現了廢水熱能的梯度性利用，節能效率已經高達約80%。即使在嚴冬，9℃的自來水溫度經過與30℃廢水的熱交換，其溫升會達到20℃左右，水溫可升到25℃，冬季在很大程度上彌補了熱泵性能較差的缺陷，而且可以保證設備一年四季都能平穩運行。即地暖使地面溫度升高，洗浴廢水在地面流動的時候熱量損失就會減少，流入保溫廢水池時水溫還能維持較高的溫度，增強節能效果。地暖在運行時會導致室內空氣干燥，但是在浴室洗浴用水會使室內空氣濕度增加，彌補了地暖運行時的缺陷。

參考文獻：

[1]日本實用節能全書編委會.實用節能全書[M].北京：化工工業出版社，1987.

[2]Kuppan T.換熱器設計手冊[M].北京：化工工業出版社，1987.

[3]朱延文.洗浴廢水的余熱回收裝置[P].中國專利：ZL02263931.4，20090902.