TWI399189B - Mobile energy-saving bath equipment - Google Patents

Description

流動式節能沐浴設備

本發明係關於一種流動式沐浴設備，特別地指一種利用熱泵裝置在高壓側加熱熱水及低壓側自廢水取熱之流動式節能沐浴設備。

全球氣候暖化日趨嚴重帶給環境無限的衝擊，幾乎世界各地無不提倡節約能源以減少二氧化碳的排放，環保與節能已成為大眾的共識。近年來由於節能減碳運動風行，加上各地方政府配合廣建腳踏車道，腳踏車運動已逐漸取代環保議題，越來越多民眾喜歡透過騎腳踏車運動、休閒、旅遊或通勤代步而達到健身的目的，以此無污染的運動工具不但環保、省能源且經濟又實惠。在假日邀夥同伴體驗鄉野間的追風生活是很多民眾的休閒樂趣，雖然國內各地景點的腳踏車道已經很普遍，但相關的沖澡設備卻是乏善可陳，由於騎腳踏車是相當激烈的運動，只要騎一段路下來幾乎滿身大汗，若能即時獲得沖澡幾乎是一般騎車民眾所期盼的，同時也是各景點管理單位極待改善的目標。

另一方面，熱泵裝置已經廣泛應用在製冷製熱的領域上，習知的熱泵裝置，基本上包括一壓縮機、一冷凝端熱交換器、一蒸發端熱交換器及一膨脹閥構件等，彼此之間以配管連接構成一冷媒循環迴路。該冷凝端熱交換器與一熱水貯槽的水成熱交換而形成一供熱迴路，及該蒸發端熱交換器與一冰水貯槽的水成熱交換而形成一 供冷迴路。與電熱型熱水器相比，上述習知熱泵裝置固然能大幅節省能源。惟本領域具有通常知識者可以理解的是，在夏天及冬天冷熱需求程度差異甚大的情況下，會產生相當多的問題。

發明人等思及利用熱泵裝置在高壓側加熱熱水及低壓側自廢水取熱，蒸發端熱交換器能自廢水中吸取高於外界溫度的熱，因而有效節省電力。

因鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種流動式節能沐浴設備，利用熱泵裝置在高壓側加熱熱水及低壓側自廢水取熱，用來提高熱泵裝置總體能源效率及降低對電能的需求量。

為了達成上述目的及其他目的，本發明流動式節能沐浴設備，其包括一可移動式的結構體單元，其具有內部空間，在此空間內配置有沐浴設備和衛生馬桶；至少一上水槽，位於該空間的上方，用以提供該沐浴設備和衛生馬桶之用水；一下水槽，位於該空間的下方，用以收集該沐浴設備和衛生馬桶的廢水；一熱泵裝置，包含一壓縮機、至少一冷凝端熱交換器、一蒸發端熱交換器及一膨脹閥構件等，彼此之間以配管連接構成一冷媒循環迴路；其中，該冷凝端熱交換器係與上水槽的水成熱交換，及該蒸發端熱交換器與下水槽的廢水成熱交換；及，一電路，用以提供該熱泵裝置運轉之電源。

根據本發明，將熱泵裝置應用在此沐浴設備上，基本上不受天候影響也沒有冷、熱需求差異的問題，在夏 天熱需求小時熱泵裝置運轉的時間短，在冬天熱需求大時熱泵裝置運轉的時間較長，即使在寒冷的天氣中蒸發端熱交換器亦能自廢水中吸取高於外界溫度的熱，不會有冬天熱需求大時蒸發端熱交換器吸熱不足的缺點。如此，利用熱泵裝置在高壓側加熱熱水及低壓側自廢水取熱，能提高熱泵裝置總體能源效率，相較於電能作功幾乎高出數倍之多。

根據本發明，又包括一控制單元，至少具有一開關裝置，其經由投幣方式而以計時或計次地導通該電路，以提供定額定量的熱水，依使用者付費原則既可維持營運成本，且可避免無謂的浪費。此為本發明之另一目的。

根據本發明，在該空間內又包括一吹風裝置，具有一開關其經由投幣方式以計時或計次地提供熱風。該冷凝端熱交換器包含第一熱交換器和第二熱交換器，該壓縮機高壓側之高溫、高壓冷媒係先經過第一熱交換器後再通過第二熱交換器，該第一熱交換器係與該吹風裝置所吹出的空氣成熱交換，如此可將用電需求量減少至最低程度。此為本發明之又一目的。

首先說明，所謂”流動式節能沐浴設備”是指可以非永久性地固定設施，視腳踏車道上之景點的需求可機動地增加或減少其數量，故管線在設計上應具備快速裝卸之方便性、硬體設施成模組化具容易遷移的功能。另外，本設備之供電來源可以由一般市電供應，或就地取材 之風力發電，或設置太陽能光電板利用太陽能供電方式，或三者交互運用以符合環保節能，由於此部分非本發明探討之重點，故不作進一步地說明。以下將配合實施例對本發明技術特點作進一步地說明，該實施例僅為較佳代表的範例並非用來限定本發明之實施範圍，謹藉由參考附圖結合下列詳細說明而獲致最好的理解。

第1圖用來說明本發明流動式節能沐浴設備之一種實施例，根據流動式節能沐浴設備1，其主要包括：一可移動的結構體單元10，例如以塑化基材塑成的箱型體，至少具有一內部空間11、上部夾層12、下部夾層13，及一可開啟進出該內部空間11的門14等。在該空間11內配置有沐浴設備20，例如淋浴用的蓮蓬頭或取水用的水龍頭等(圖面中以蓮蓬頭示意)，和衛生馬桶30例如蹲式馬桶等。至少一上水槽40，位於該空間11上方的上部夾層12中，經由一進水管41補充進水並藉由一習知的感測器開關43維持在一預定的水位，及經由一出水管41’以提供該沐浴設備20和衛生馬桶30之用水，且在該空間11的地板上至少設有一向下方排水的排水口15。一下水槽50，位於該空間11下方的下部夾層13中，並承接在該排水口15及衛生馬桶30的下方，用以收集該沐浴設備20和衛生馬桶30所排放的廢水，及在此下水槽50的適當高度處設有一溢流管51，使該下水槽50的廢水維持在一預定的水位。

一熱泵裝置60，包含一壓縮機61；至少一冷凝端熱交換器63，位於該壓縮機61的高壓側；一蒸發端熱交換 器65，位於該壓縮機61的低壓側；一膨脹閥構件64，位於該蒸發端熱交換器65的進口側；及，一配管67，將上述壓縮機61、冷凝端熱交換器63、膨脹閥構件64、蒸發端熱交換器65彼此連接在一起，構成一冷媒循環迴路。其中，該冷凝端熱交換器63例如管殼式熱交換器，其經由複數水管42、42’與該上水槽40的水構成一循環迴路，使該冷凝端熱交換器63內的高溫、高壓冷媒與上水槽40的水熱交換。又，該蒸發端熱交換器65，例如浸液式熱交換器，沉浸在該下水槽50的廢水中，使該蒸發端熱交換器65內的低溫、低壓冷媒與下水槽50的廢水熱交換。另外，一電路，用以提供該熱泵裝置60運轉之電源。

根據本發明，該上水槽40包含第一水槽40和第二水槽40’，以區隔沐浴設備20與衛生馬桶30的用水，該第一水槽用以儲存與該冷凝端熱交換器熱交換的熱水，並提供該沐浴設備20之用水。較佳地，又包括一雨水收集裝置(未圖示)用來收集及儲備雨水，該第二水槽40’用以儲存雨水或就地取材引進的山泉水、或在枯水期則由該進水管41補充進水，並提供該衛生馬桶30之用水。

根據本發明，包括一控制單元70，具有一開關裝置，例如經由投幣方式以計時或計次地導通上述電路，以提供定額定量的熱水，依使用者付費原則既可維持營運成本，且可避免無謂的浪費。又，在該空間11內設有一吹風裝置80用來提供熱風，誠如第1圖所示，該吹風裝置80例如由習知的空氣熱交換器631和送風機82所構成的送風盤管組，流經該冷凝端熱交換器63與高溫、高壓冷 媒熱交換之後的熱水，係先通過該空氣熱交換器631後再回到上水槽40，及該吹風裝置80具有一開關其經由投幣方式以計時或計次地導通該電路並透過送風機82送出熱風等。熟習此項技術者可以理解的是，該吹風裝置80亦可藉由習知的電熱器81以電能加熱的方式來提供熱風。

根據本發明，該上水槽40的水經由水管42、42’與該冷凝端熱交換器63內之高溫、高壓冷媒熱交換，從冷媒中吸取大量焓後溫度約可提升至55℃左右，相較於被壓縮之約85℃的高溫、高壓冷媒仍保有相當大的溫差梯度；此時冷媒被冷卻降溫、降壓後而成飽和液態，並由配管67流經膨脹閥構件64進行氣化，低溫、低壓冷媒從該蒸發端熱交換器65中吸取氣化潛熱。由於該蒸發端熱交換器65浸泡在該下水槽50的廢水中，該下水槽50收集自淋浴及排泄的廢水，即使在冬天亦可收集到約35℃的廢水，較外界的氣溫高出許多，該蒸發端熱交換器65中的低溫、低壓冷媒足以吸收到液氣相變化之需求潛熱，能確保從低壓側回到壓縮機61的冷媒完全氣化，因此該熱泵裝置60總體能源效率得以提升。

第2圖用來說明本發明流動式節能沐浴設備之另一種實施例，其構成基本上與前述實施例相同，故不重複贅述。唯，本實施例不同之處在於，該冷凝端熱交換器63包含第一熱交換器63’和第二熱交換器63，該壓縮機61高壓側之高溫、高壓冷媒係先經過第一熱交換器63’後再通過第二熱交換器63。該第一熱交換器63’例如習知的空氣熱交換器，係與該吹風裝置80所吹出的空氣熱交換， 該吹風裝置80具有一開關其經由投幣方式以計時或計次地導通電路，並藉由送風機82將與該第一熱交換器63’熱交換之熱空氣送出等。在該吹風裝置80使用的情況下，壓縮機61高壓側之高溫、高壓冷媒係先在該第一熱交換器63’一次熱交換後，再通過第二熱交換器63二次熱交換。否則，壓縮機61高壓側之高溫、高壓冷媒直接通過第一熱交換器63’而在第二熱交換器63熱交換。

如此，利用熱泵裝置在高壓側加熱熱水及低壓側自廢水取熱，能提高熱泵裝置總體能源效率，相較於電能作功幾乎高出數倍之多。以上僅為本發明代表說明的較佳實施例，並不侷限本發明實施範圍，即不偏離本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，應仍屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧本發明流動式節能沐浴設備

10‧‧‧結構體單元

11‧‧‧內部空間

12‧‧‧上部夾層

13‧‧‧下部夾層

14‧‧‧門

15‧‧‧排水口

20‧‧‧沐浴設備

30‧‧‧馬桶

40‧‧‧上水槽/第一水槽

40’‧‧‧第二水槽

41‧‧‧進水管

41’‧‧‧出水管

42、42’‧‧‧水管

43‧‧‧感測器開關

50‧‧‧下水槽

51‧‧‧溢流管

60‧‧‧熱泵裝置

61‧‧‧壓縮機

63‧‧‧冷凝端熱交換器/第二熱交換器

63’‧‧‧第一熱交換器

631‧‧‧空氣熱交換器

64‧‧‧膨脹閥構件

65‧‧‧蒸發端熱交換器

67‧‧‧配管

70‧‧‧控制單元

80‧‧‧吹風裝置

82‧‧‧送風機

第1圖顯示根據本發明流動式節能沐浴設備之第一實施例之示意圖。

第2圖顯示根據本發明流動式節能沐浴設備之第二實施例之示意圖。

1‧‧‧本發明流動式節能沐浴設備

10‧‧‧結構體單元

11‧‧‧內部空間

12‧‧‧上部夾層

13‧‧‧下部夾層

14‧‧‧門

15‧‧‧排水口

20‧‧‧沐浴設備

30‧‧‧馬桶

40‧‧‧上水槽/第一水槽

40’‧‧‧第二水槽

41‧‧‧進水管

41’‧‧‧出水管

43‧‧‧感測器開關

50‧‧‧下水槽

51‧‧‧溢流管

60‧‧‧熱泵裝置

61‧‧‧壓縮機

63‧‧‧冷凝端熱交換器/第二熱交換器

63’‧‧‧第一熱交換器

64‧‧‧膨脹閥構件

65‧‧‧蒸發端熱交換器

67‧‧‧配管

70‧‧‧控制單元

80‧‧‧吹風裝置

82‧‧‧送風機

Claims (4)

1. 一種流動式節能沐浴設備，其包括：一可移動的結構體單元，具有內部空間，在此空間內配置有沐浴設備和衛生馬桶；至少一上水槽，位於該空間的上方用以儲存有一預定水位的水，提供該沐浴設備和衛生馬桶之用水；一下水槽，位於該空間的下方，用以收集該沐浴設備和衛生馬桶所排放的廢水；一熱泵裝置，包含一壓縮機、至少一冷凝端熱交換器、一蒸發端熱交換器及一膨脹閥構件，彼此之間以配管連接構成一冷媒循環迴路；其中，該冷凝端熱交換器包含第一熱交換器和第二熱交換器，該壓縮機高壓側之高壓冷媒係先經過第一熱交換器後再通過第二熱交換器，該第一熱交換器係與空氣熱交換及該第二熱交換器則與上水槽的水成熱交換；該蒸發端熱交換器係與下水槽的廢水成熱交換；一吹風裝置，包含一送風機，受控將與該第一熱交換器熱交換後之熱空氣排出；及一電路裝置，用以提供該沐浴設備運轉之電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流動式節能沐浴設備，其中該上水槽包含第一水槽和第二水槽，以區隔沐浴設備與衛生馬桶的用水；該第一水槽用以儲存與該冷凝端熱交換器熱交換的熱水，並提供該沐浴設備之用水 ；該第二水槽用以儲存就地取材的山泉水，並提供該衛生馬桶之用水。
3. 如申請專利範圍第2項所述之流動式節能沐浴設備，其中又包括一雨水收集裝置，用來收集及儲備雨水以提供該第二水槽之需。
4. 如申請專利範圍第1項所述之流動式節能沐浴設備，其中又包括一控制單元，控制該電路之開關導通。