浴室余熱回收裝置設計和應用前景分析

劉洪辰+林春丹+張萬松+杜洋+汲傳讀

摘 要 為回收淋浴溫水（廢水）中的余熱，設計一種適合浴室里使用的余熱回收裝置，在淋浴頭對應的地面上設置一個托盤，托盤內盤曲著廢水和冷水兩種水管，將粗細兩種水管套起來，淋浴后的廢水在細水管里面流，淋浴用的冷水在粗水管里（細水管外）流，溫水散發的熱量會被冷水吸收，將冷水溫度提高，升溫之后的冷水再進入混水閥。大學校園里每個淋浴頭每天節能相當于1.6度電，該裝置結構結實耐用，單個裝置造價在240元左右，使用一年即可回收成本，在高等學校、煤礦和油田等企業有推廣應用的前景。

關鍵詞 節能減排；余熱回收；裝置；熱傳導

中圖分類號 TEO 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）05-0039-02

1 回收浴室余熱節能創意

在化工廠、熱電廠等有大型余熱回收裝置[1-3]，但是浴室余熱回裝置會少見到，淋浴的適宜溫度為38℃～42℃。每人每次淋浴時用水量約為30L～90L，在中國石油大學（北京）潤杰公寓淋浴室統計，大學生洗澡時間稍短，平均每次淋浴時間為20min，每次淋浴用水總為25L。

適宜淋浴的溫水是由熱水（一般60℃～70℃）和冷水混合，淋浴后的廢水溫度大約在36℃～40℃之間，我們稱之為溫水，這部分水落地后直接進入下水道流走了，熱量也就浪費了。研制一種裝置回收這部分熱量，參見圖1，將冷水管和溫水（廢水）管套在一起，溫水經過過濾后進入渡銅鋁管，用內部的溫水給冷水加溫，一旦冷水溫度上升，混合較少的熱水就能達到舒適的淋浴水溫。從而減少熱水的使用量，達到節能的目的。

從公式（1）可以指導，傳導的熱量與接觸面積、接觸時間和溫差成正比，設計回收裝置時，適當增加水管的長度，使接觸面積和接觸時間得到增加，回收的熱量自然也就增加。

3 JN-1型浴室余熱回收裝置設計

如果對淋浴室改造，只需要在淋浴頭下方加溫水回收裝置，并且用溫水給冷水加溫，但是為了說明得更清楚，我們設計了帶熱水器的余熱回收裝置。該裝置主要由托盤和托盤中盤曲的水管組成，圖2是淋浴下方安裝的托盤設計圖。圖3是托盤內溫水管和冷水管套裝，用冷水回收溫水中的余熱的示意圖，圖4是余熱回收裝置組合圖。圖5是集體淋浴室效果圖。淋浴頭下方地面上就是一個溫水余熱回收裝置。

一度電為3600000J，則每人次洗澡可以節約用電0.16度。大學校園里，一個淋浴頭每天至少10人在使用，可以節約用電1.6度，浴室每年開放時間300天，一個淋浴頭下的余熱回收裝置每年可以節電480度，按照每度電0.5元計算，節省經費240元。參見表1，每個單人余熱回收裝置不超過240元，一年可以回收成本。如果多個余熱回收裝置同時使用，節能效果更好。

安裝型浴室余熱回收裝置，大學校園里每個淋浴頭每天節能相當于1.6度電，一年內回收成本，一個裝置壽命周期按照6年計算，每個裝置收益240元×（6-1）=1 200元，2萬人校園公寓里，需要500個以上的淋浴頭，總收益1 200元×500=600 000元，綠色環保的社會效益更加明顯。因此，該裝置在高等學校、煤礦和油田等企業有廣泛的應用的前景。

5 結論

浴室余熱回收裝置，設計思路奇特，熱能回收效率高，節能效果明顯，關節接頭可用3D打印完成，裝置結實耐用，設備造價低，安裝簡單，回收成本快，環保效益明顯，經濟效益可觀，適合微小企業開發和生產。

參考文獻

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[2]劉濤，宣永梅.低溫余熱回收方式及其適用性[J].廣州化工，2013，41（5）：41.

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[4]張三慧.大學物理學[M].3版.北京：清華大學出版社，2009.

[5]鐘錫華，陳熙謀.大學物理學通用教程[M].2版.北京：北京大學出版社，2010.