CN201368589Y - 洗浴房间废热复合回收系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于建筑节能技术领域，具体涉及一种用来全面回收洗浴房间废热的系统。本实用新型为解决现有技术中的风冷热泵机组的损耗大、效率低及废水余热不能有效利用的问题，提供一种如下的技术方案：本系统的风冷热泵机组蒸发器的迎风面通过排风管与各洗浴房间连通；冷水管与风冷热泵机组冷凝器的进水口相连；风冷热泵机组冷凝器的出水口通过水管与废水热回收机组冷凝器的进水口相连，废水热回收机组冷凝器的出水口通过水管与热水箱相连。本实用新型不仅回收利用了洗浴房间排风和废水的余热，还同时有效解决了供热水用风冷热泵机组现有技术中所存在的不足，并可广泛适用于公共浴室、洗浴场所、宾馆等建筑。

Description

洗浴房间废热复合回收系统
技术领域
本实用新型属于建筑节能技术领域，具体涉及一种用来全面回收洗浴房间废热的系统。
背景技术
随着经济的发展和人们生活水平的日益提高，建筑能耗在我国社会总能耗中的比重越来越大，已经接近30％。在我国各项建筑能耗中，供应热水的能耗又仅次于空调与采暖的能耗，约占建筑总能耗的26％，每年全国供热水能耗约为1亿吨标准煤。事实上，沐浴、盥洗及洗涤后的废水温度仍然较高，以沐浴为例，排出的废水温度一般为30-35℃，另外，浴室排风的温度和湿度也都比较高，具有很好的余热回收价值。回收洗浴房间的废热对于建筑供热水节能，乃至总体的建筑节能，都具有非常重要的意义。
由于燃煤锅炉污染大，燃油锅炉则运行费用高，目前我国城镇建筑集中供热水的热源主要为燃气锅炉和近年来兴起的风冷热泵机组。家庭供热水一般采用燃气热水器和电热水器，由于电能是高品位能源，电热水器是最不节能的。而天然气的价格目前仍然较高，不同地区的天然气价格不同，商业用气的价格为3-5元/Nm3，采用燃气锅炉的运行费用仍然比较高。
虽然风冷热泵机组供热水的运行费用有所降低，但目前我国市场上供热水用的风冷热泵机组仍存在以下不足：
(1)与空调用的风冷热泵机组相比，供热水用的风冷热泵机组在冬夏季都需要制热，制热工况的范围宽了许多。为了提供55-60℃的热水，机组的冷凝温度和冷凝压力高，导致压缩机的排气温度和排气压力高；尤其是在夏季环境温度高的时候制热水，压缩机的吸气和排气温度高。因此，压缩机总是在高排气温度以及高排气压力下运转，容易造成回油困难、机械疲劳、冷媒泄漏、电器元件老化加快等诸多问题，从而引起压缩机的损坏。压缩机要消耗大量的电能来克服机组的高压力，导致机组的效率低下。压缩机长期在如此恶劣的工况下工作，会缩短风冷热泵机组的寿命。
(2)在冬季气温低的情况下，风冷热泵机组蒸发器表面容易结霜，机组的制热量急剧下降，严重影响出水温度和供热水系统运行的稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对洗浴房间废热直接排掉的现状，以及供热水用风冷热泵机组现有技术所存在的不足，来提供一种全面回收洗浴房间废热的系统。
本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该洗浴房间废热复合回收系统，包括风冷热泵机组、水质处理装置、废水池、水泵，其特点是：风冷热泵机组蒸发器的迎风面通过排风管与洗浴房间连通；冷水管与风冷热泵机组冷凝器的进水口相连；风冷热泵机组冷凝器的出水口通过水管与废水热回收机组冷凝器的进水口相连，废水热回收机组冷凝器的出水口通过水管与热水箱相连。
更具体地说，风冷热泵机组蒸发器的上游装有排风机，排风机与风冷热泵机组蒸发器之间的排风管上还设有支风管，支风管上设有风阀，支风管与风冷热泵机组蒸发器之间的排风管上也设有风阀。
所述废水热回收机组包括喷淋式换热器，与喷淋式换热器串联的压缩机及冷凝器；喷淋式换热器包括由一组平行排列的水平换热管组成的蒸发器以及位于蒸发器之上的布水器；蒸发器的下方设有集水槽，集水槽的槽壁上设有溢流管；水质处理装置与废水池相连，废水池的出水口和集水槽的出水口通过废水泵与布水器的进水口相连。
本实用新型通过排风管将来自洗浴房间的排风进入风冷热泵机组的蒸发器，需要加热的冷水进入风冷热泵机组的冷凝器。排风中的水蒸气在低温的风冷热泵机组蒸发器表面凝结，在传递排风显热的同时也将水蒸气的汽化潜热传递给风冷热泵机组蒸发器中的制冷剂；制冷剂吸热蒸发后形成的气体经过压缩机压缩后成为高温高压气体，然后在风冷热泵机组的冷凝器中冷凝放热，放出的热量将进入冷凝器的水进行初步加热；初步加热后的水进入废水热回收机组的冷凝器。
用废水池收集来自洗浴房间的废水，使废水与废水热回收机组蒸发器中的制冷剂进行换热，废水热回收机组蒸发器中的制冷剂吸收废水的热量蒸发，蒸发后形成的气体经过压缩机压缩后成为高温高压气体，然后在废水热回收机组的冷凝器中冷凝放热，放出的热量将来自风冷热泵机组冷凝器的水进一步加热到所要求的水温。
本实用新型具有如下的优点：
(1)将风冷热泵机组作为初步加热的热源，冷凝器的进出水温度较低，降低了冷凝温度和冷凝压力，对提高制热效率和保护压缩机都非常有利。
(2)风冷热泵机组冬季的进风温度得到提高，不存在结霜问题，同时还能回收排风中的显热和潜热，制热量增大。风冷热泵机组夏季的进风温度低于室外气温，机组的效率有所提高。
(3)将风冷热泵机组和废水热回收机组串联使用，能够有效地回收洗浴房间排风和废水中的废热，将进水分两次加热到所要求的水温，不必采用循环加热的方式，减小了热水箱的容积。
由此可见，本实用新型不仅回收利用了洗浴房间排风和废水的余热，还同时有效解决了供热水用风冷热泵机组现有技术中所存在的不足。实验证明，由于有效地回收利用了洗浴房间排风和废水中的余热，使用该系统具有显著的节能效果。如果将相同流量的水加热到相同的水温，使用该系统比现有的不进行余热回收的风冷热泵热水系统节能约30％-40％，比燃气锅炉节省约36％-60％的运行费用。本实用新型适用于公共浴室、洗浴场所、宾馆等建筑。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理图；
图2是本实用新型实施例中排风管与风冷热泵机组蒸发器的连接示意图；
图3是本实用新型实施例中废水热回收机组的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
参见图1，是本实用新型的系统原理图。冷水管通过冷水泵7与风冷热泵机组冷凝器1的进水口相连；风冷热泵机组冷凝器1的出水口通过水管与废水热回收机组冷凝器2的进水口相连；废水热回收机组冷凝器2的出水口通过水管与热水箱4相连；热水箱4通过恒温循环水泵6也与风冷热泵机组冷凝器1的进水口相连，热水箱4上设有排气阀8。
参见图2，是排风管与风冷热泵机组蒸发器的连接示意图。风冷热泵机组蒸发器12的迎风面通过排风管24与洗浴房间连通，蒸发器12排列成V形，排风管24与机组通过软接头25相连，排风机15安装于排风管24上并位于蒸发器12的上游，排风机15与蒸发器12之间设有支风管，支风管上设有风阀13，支风管与蒸发器12之间的排风管24上设有风阀14，支风管的出口处设有风帽16。
常见的污水换热器有壳管式、套管式、浸没式和喷淋式。壳管式和套管式换热器容易堵塞，污垢不易清洗，对水质的要求高；浸没式换热器的传热系数小，要求的换热面积大，体积大。喷淋式换热器换热效率高，能有效避免堵塞，污垢清洗方便。参见图3，是带喷淋式换热器的废水热回收机组的原理图。收集洗浴房间废水的管道与水质处理装置18相连，水质处理装置18与废水池19相连；废水热回收机组的蒸发器3由一组平行排列的水平换热管组成，水平换热管下方设有集水槽20。
来自洗浴房间的排风进入风冷热泵机组，需要加热的冷水进入风冷热泵机组的冷凝器1。排风中的水蒸气在低温的风冷热泵机组蒸发器12表面凝结，在传递排风显热的同时也将潜热传递给风冷热泵机组蒸发器12中的制冷剂；制冷剂吸热蒸发后形成的气体经过压缩机压缩后成为高温高压的气体，然后在风冷热泵机组的冷凝器1中冷凝放热，放出的热量将进入冷凝器1的水进行初步加热；初步加热后的水进入废水热回收机组的冷凝器2。
来自洗浴房间的废水经过水质处理后流入废水池19，废水池中的废水与集水槽20中的废水混合，通过废水泵17将混合后的废水抽到水平换热管上方的布水器21，通过布水器21将废水均匀地洒在水平换热管上，在换热管的表面形成往下流动的液膜，与换热管内的制冷剂进行换热，放热后的废水流入集水槽20。集水槽20的上部设有溢流管22，当集水槽20的水位达到溢流管22的位置，多余的废水将溢出。废水热回收机组蒸发器3中的制冷剂吸收废水的热量蒸发，蒸发后形成的气体经过压缩机23压缩后成为高温高压的气体，然后在废水热回收机组的冷凝器2中冷凝放热，放出的热量将来自风冷热泵机组冷凝器1的水进一步加热到所要求的水温，并且送入热水箱4。
由于热水管网有散热损失，在用热水低谷时期，需要每隔一段时间启动供热水泵5，使热水在热水管网与热水箱4之间循环。在风冷热泵机组冷凝器1的出水口与废水热回收机组冷凝器2的进水口的连接水管上装有阀门11，在废水热回收机组冷凝器2的出水口与热水箱4的连接水管上装有阀门10，在上述废水热回收机组冷凝器2的进水管上阀门11的进水端与废水热回收机组冷凝器2的出水管上阀门10的出水端之间连接有一根水管，该水管上设有阀门9。每天的洗浴排水一般集中在一个时间段内，在这个时间段中需要关闭阀门9，打开阀门10和阀门11；过了这个时间段，应关闭阀门10和阀门11，打开阀门9，只需要开启风冷热泵机组制热。在洗浴用水高峰期到来之前，热水箱4内需要保持的蓄水量为全天需热水量的40％左右。热水箱4内设有液位传感器和温度传感器，当热水箱4中的水温下降幅度达到设定值，控制系统会启动恒温循环水泵6，热水箱4中的水进入风冷热泵机组加热，直到水箱水温上升到水温设定值。当热水箱4中的液位下降到水位设定值时，启动冷水泵7，将冷水加热到要求的水温，并且送入热水箱4。冷水泵7和恒温循环水泵6的出水口设有止回阀27和止回阀26，防止水倒流。
在风冷热泵机组运行期间，关闭支风管上的风阀13，打开主风管上的风阀14；在风冷热泵机组不运行的时候，关闭主风管上的风阀14，打开支风管上的风阀13，洗浴房间进行排风与换气。

Claims (4)

1、一种洗浴房间废热复合回收系统，包括风冷热泵机组、水质处理装置、废水池、水泵，其特征在于：风冷热泵机组蒸发器的迎风面通过排风管与洗浴房间连通；冷水管与风冷热泵机组冷凝器的进水口相连；风冷热泵机组冷凝器的出水口通过水管与废水热回收机组冷凝器的进水口相连，废水热回收机组冷凝器的出水口通过水管与热水箱相连。
2、根据权利要求1所述的洗浴房间废热复合回收系统，其特征在于：风冷热泵机组蒸发器的上游装有排风机，排风机与风冷热泵机组蒸发器之间的排风管上还设有支风管，支风管上设有风阀，支风管与风冷热泵机组蒸发器之间的排风管上也设有风阀。
3、根据权利要求1或2所述的洗浴房间废热复合回收系统，其特征在于：所述废水热回收机组包括喷淋式换热器、压缩机、膨胀阀及冷凝器；喷淋式换热器包括由一组平行排列的水平换热管组成的蒸发器以及位于蒸发器之上的布水器；蒸发器的下方设有集水槽，集水槽的槽壁上设有溢流管；水质处理装置与废水池相连，废水池的出水口和集水槽的出水口通过废水泵与布水器的进水口相连。
4、根据权利要求3所述的洗浴房间废热复合回收系统，其特征在于：在风冷热泵机组冷凝器的出水口与废水热回收机组冷凝器的进水口的连接水管上、以及在废水热回收机组冷凝器的出水口与热水箱的连接水管上各装有一个阀门，上述废水热回收机组冷凝器的进水管上阀门的进水端与废水热回收机组冷凝器的出水管上阀门的出水端之间连接有一根水管，该水管上设有阀门。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107640082A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 张建平 野外沐浴车生态热电联产系统
CN109631141A (zh) * 2018-12-21 2019-04-16 同济大学 一种全热回收型浴霸
CN109945373A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 南京工业大学 一种利用生活废水余热的除湿供暖系统

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