CN102305468A

CN102305468A - 一种采用板式换热器回收下水余热的淋浴热水装置

Info

Publication number: CN102305468A
Application number: CN201110156911A
Authority: CN
Inventors: 尹杰良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-16
Filing date: 2011-04-16
Publication date: 2012-01-04

Abstract

一种采用板式换热器回收下水余热的高效淋浴热水装置。它由带水温控制的热水器与上面为集水盆下部安装有板式换热器的底座组成。其底座与淋浴房底座相同(稍高，高280mm)。它是将洗浴下水余热通过板式换热器把市政给水预热后再注入热水器。由于板式换热器换热效率高，可回收洗浴下水余热的90％，与现有淋浴热水器相比节能60％以上。它滞留量小换热快。阻力小利用重力流便可完成连续的换热过程，无需动力，使用成本低。它是标准化定型产品，体积小、结构简单紧凑生产成本低安装方便，维护也很简单。在北纬25度以上冬季长达100天的地域使用节能效果显著：原来一台5升的热水器功率为10kW，使用本发明后功率仅需4kW。市场潜力很大。

Description

一种采用板式换热器回收下水余热的淋浴热水装置

本发明属于一种洗浴热水装置，特别是一种通过板式换热器回收洗浴下水热能的高能效热水装置。

目前的洗浴热水装置；是直接将市政给水注入热水器加热后提供洗浴用热水。在洗浴过裎中，其下水携带着余热直接排入下水系统。需要的能源容量很大。以一台每分钟流量为5升的热水器为例；设水温为10度，出水温度为40度。温升为30度。则所需功率；5升/分＝83.3毫升/秒。所需热量为；83.3×30×4.2＝10495.8焦耳。每秒钟所需的能量10495.8焦耳。即功率10495.8W，10.49千瓦。

但是人体表面温度为35度并随着洗浴时间的延长而升高。所以从热水出口到下水集水口的温度一般也只降到了35度。此时35度的洗浴下水(每分钟流量仍以5升计)所携带的能量为：

83.3×(35-10)×4.2＝8746.5焦耳。即功率；8746.5瓦。8.75千瓦。就是说在洗浴过程中能量的利用率仅：

(10495.8-8746.5)/10495.8×％＝16.7％。83.3％的热能被流失。

本发明的目的是将洗浴过程中从下水流失的83.3％热能采用板式换热器回收到本热水装置中来，进行热能的循环利用，以提高热能利用率，大幅度减少洗浴热水装置的能源消耗。

本发明的技术方案：由于淋浴的用水的特点是流量小、时间短、水温较低。选用合适的换热器是本发明的关键，通过大量试验所取得的数据表明：采用板式换热器进行换热才有应用价值。因为标准板式换热器换热面积大换热效率高，滞留量小换热快，阻力小在利用重力流的条件可完成连续换热。结构紧凑体积小便于制作，可安装在淋浴房底座下面。其具体方案是：把淋浴房的底座稍加改造即可；上部为一集水盆，底座的下部安装有一组换热器。把洗浴下水收集到集水口后流入换热器与市政给水在注入热水器前进行循环换热。目前标准的板式换热器两种液体介质的温差技术上可以作到2-5度，此时水温为35度的洗浴下水通过换热器可以把水温为10度的市政给水水温加热至32度。此时回收的热能为：

W＝83.3×(32-10)×4.2＝7696.92焦耳。即功率：7696.92W.

7.7KW。这时热水器加热功率只需：

83.3×(40-32)×4.2＝2798.88W。即2.8KW

2.8/10.49×％＝27％。仅为原来的27％功率。

从而使热水器的加热功率大幅度减小，节约能源。而且纬度越高气温越低节能效果就越显著，在北纬25度以上冬季长达100天，气温仅6-10度，这些地区使用都有很好的经济价值。采用换热器进行热能交换，不需要动力，冷热介质各为两个独立的系统，互不干扰，既卫生又环保。

现在以淋浴为例结合附图作对其结构作进一步的描述：

图1是本发明的结构图。

它的总体结构与当前广泛使用的淋浴底座基本相当：只有高度稍高一点(长800mm×宽800mm×高280mm)，在底座内安装有标准板式换热器。具体结构如图1.图2.其中：1.标准板式换热器，2.洗浴下水集水盆，2-1.集水盆支架，2-2.集水盆底板，2-3.可以翻转的过滤网，2-4.漏斗型集水口，2-5.排渣口 3.洗浴下水入口，4洗浴下水出口 5.给水入口，6.被加热后的市政给水出口，，7.热水器进水口，8.热水出口，9.市政给水阀门，10.带水温控制的热水器，11.热源，12.水温控制器。13.热水出口。14.防冻放水阀。

工作过程的叙述：开启给水阀(9)后开启热源(11)，热水器中的水被加热至设定温度(水温控制已有成熟技术)。通过热水出口(13)向用水物体给水，洗浴开始。洗浴下水经集水盆(2)中的底板(2-1)收集，流向集水口上方的经过滤网(2-3)过滤后流入漏斗型集水口(2-4)导入换热器(1)A通道的进水口，在换热器中进行热交换，把流经换热器(1)B通道的市政给水加热至接近洗浴下水温度后注入热水器继续加热至设定温度，此时热水器中的热水经出水口(8)、热水出口(13)提供洗浴用水。而完成热交换循环后的洗浴下水经出口(4)流入下水道。过滤网(2-3)集渣后可转120度，将渣冲入排渣口(2-5)，以防通道阻塞。可翻转120度的过滤网(2-3)的另一个用途是当热水装置使用数年后可翻转移开，用清水冲洗换热器(1)的下水一侧。以长时期保持高效换热。洗浴下水集水盆(2)中的集水盆支架(2-1)与集水盆底板(2-2)用螺栓紧固成一体，又可拆卸把底板移开，便于安装与维护换热器(1)。为了防冻设有放水阀(14)。翻转过滤网(2-3)可对换热器下水一侧进行冲洗，以确保通道畅通。

图2为按实际比例绘制的结构图：底座由集水盆支架(2-1)与集水盆底板(2-2)组成。总个底座为800mm×800mm×280mm的腔体。腔体内部安装3台板式换热器(1)，它固定在换热器支架上(2-7)。(2-8)为支承套，便于集水盆受力。集水盆底板(2-2)与集水盆支架(2-1)用螺栓固定成一个整体。结构简单紧凑、制作容易。

本发明的有益效果是，1.在北纬25度以上地域冬季水温6--10度的时间长达100余天(纬度越高冬季越长)，在这一段时间可节省60％的能源消耗。2.标准板式换热器换热效率高，阻力小在重力流的条件下连续换热，无需动力运行，结构紧凑体积小重量轻，安装方便。维修工作量极小，零运行成本。3.采用换热器进行热能交换，冷热介质各为两个独立的系统，互不干扰，卫生环保。4.总体结构简单；集水盆可以用PB材料压制。换热器的生产技术也都非常简单(只需要一台小型冲床)。投资少，生产容易。5.地球北纬25度以上地域是人口集中居住的广袤地区，市场潜力很大。

Claims

1.一种淋浴热水置装，由带有水温控制的热水器、集水盆、板式换热器组成。其特征是：将洗浴下水余热通过板式换热器回收利用的高能效热水装置。

2.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：回收洗浴下水的余热是利用板式换热器进行热交换，将市政给水进行预热后再注入热水器。

3.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：与现有热水器比较；能耗可以减少60％。

4.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：三台板式换热器串联回收洗浴下水余热。

5.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：利用重力流完成洗浴下水与市政给水的连续换热。

6.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：底座上面为集水盆，下部安装有板式换热器。

7.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：洗浴下水由集水盆收集，通过过滤网过滤，经漏斗型集水口，导入换热器。

8.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：洗浴下水集水盆的支架与底板用螺栓紧固成一体，又可以拆卸分开。

9.根据权利要求1所述的热水装置，其特征是：集水盆由支架、底板，底板上有过滤网、漏斗型集水口排渣口等组成。