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摘 要：大学公共浴室为了方便洗浴制备热水，这样会消耗大量能源，洗浴废热水又被白白丢弃，造成能源上的浪费。文章针对这一现状，从回收利用洗浴废水热能入手，运用双热源热泵热能循环系统对洗浴废水热能进行回收利用。并将该系统与地暖系统相结合，既达到节能环保的作用，又可以满足舒适性供暖的需求。 关键词：双热源热泵系统；地暖；节能；舒适性供暖 随着现代社会的飞速发展，能源、环保等问题正成为制约我国经济和社会发展面临的重大难题。以沈阳建筑大学为例，我校制取洗浴用水消耗大量的能量，但是洗浴过程中大量热水会白白流失，造成了能量很大的浪费。 本文中，对于建大浴池废水余热浪费这一问题，提出了双热源热泵能源重复利用系统的构想，对于低品位洗浴废热水加以收集再利用，达到了利用废水中的热能对浴池进行供暖的方式。同时，结合地暖供热对满足热舒适的优势和特点与双热源热泵系统相结合，又达到了舒适性供暖的要求，一举两得。 一、建大洗浴废水排放现状建大浴室内热水的温度通常为45～50℃。一般情况下洗浴仅会消耗热水10℃左右的温差，加热洗浴水通常为 40～45℃左右的温升，显然制取洗浴水所用的70%左右的热量会跟着废水排放流失掉[1]。而每天有大量的学生去建大浴室洗浴，这样以来，浴池中能量浪费的现象就更为严重，对浴室进行节能改造就显得格外重要。 二、改造方案系统的组成(一)双热源热泵热能循环控制系统 控制系统负责热水制备和废热水的热能回收与循环利用。系统可控制空气源和水源热泵在水箱水位不同的条件下的自动切换[2]。 (二)清洁系统 鉴于洗浴废水里通常会存在洗漱化学用品以及脂类等成分，故可能会引发系统换热元件结垢，进而引起系统效率大范围降低，因此在双热源热泵系统中设计了清洁系统对热交换器内管内壁及热泵蒸发器内管内壁污垢的及时清除。 (三)热储备和分配系统 热储备和分配系统包括热水水箱以及废热水保温池，这个分系统主要用于储备洗浴废热水及制取的热水。通过对热水水位的控制，可以达到热能的周转效率的最大化的要求。 三、系统工作过程当洗浴还没有开始，空气源热泵系统就会自动工作制备一定量的热水，且运送至洗浴热水储备水箱内供学生洗浴的时候用。开始洗浴时会有洗浴废水排放出来，进而聚集到废水池内，废水池具有保温处理；当聚集的洗浴废热水达到某一值的时候，它的系统热能回收系统开始进行工作回收热能。 ①自来水的温度升高，主要是水泵把洗浴废水从保温废水池中抽出来，然后在热交换系统中与自来水进行热交换导致的； ②通过热交换系统换热的自来水被作为待加温水，热交换后废热水温度下降，可以作为双源热泵热水系统的热源输入到系统中去；此时空气源系统关闭，水源热泵系统开始进行工作； ③自来水输送至洗浴热水储备保温的水箱内，此时已经被加热到设定的温度； ④在特别寒冷的天气下，经常会启动辅助电加热器，大部分情况下是因为系统不能正常工作。 建大洗浴废水回收系统原理图 四、与地暖系统结合(一)地暖的介绍和优势 地暖是一种清洁的采暖方式，散热器、风机盘管等都是以强制对流进行传热，地暖不会那样，更不会使灰尘和病菌在室内四处飞扬，从而室内细菌的传播大大降低，也降低了呼吸道疾病和其他疾病的发生几率，室内环境更加卫生。作为一种节能的采暖方式，地暖的热能利用效率相对较高，散布在人体活动空间而不是房间顶部的热能占75%以上而，即下热上冷。比传统空调节能 25%左右，比传统散热器节能 30%左右。 (二)地暖结合效果分析 虽然地暖具有节能，有利于热舒适性等优点，但是在运行过程中，由于室内温度升高，而室内空气的绝对湿度不变，这样就导致了室内空气相对湿度降低，给室内人员干燥的不适感。但是在浴室中，洗浴用水会使室内空气湿度增加，弥补了地暖运行时的缺陷。同时，地暖使地面温度升高，洗浴废水在地面流动的时候热量损失就会减少，流入保温废水池时水温还能维持较高的温度，增强节能效果也避免地板的干裂。 综上所述，本文提出的双热源热泵结合地暖的建大浴室改造方案具有以下两大优点：应用范围广，节能的程度比较高。在热能回收基础上该系统实现了废水热能的梯度性利用，节能效率已经高达约80%。即使在严冬，9℃的自来水温度经过与30℃废水的热交换，其温升会达到20℃左右，水温可升到25℃，冬季在很大程度上弥补了热泵性能较差的缺陷，而且可以保证设备一年四季都能平稳运行。即地暖使地面温度升高，洗浴废水在地面流动的时候热量损失就会减少，流入保温废水池时水温还能维持较高的温度，增强节能效果。地暖在运行时会导致室内空气干燥，但是在浴室洗浴用水会使室内空气湿度增加，弥补了地暖运行时的缺陷。 参考文献： [1]日本实用节能全书编委会.实用节能全书[M].北京：化工工业出版社,1987. [2]Kuppan T.换热器设计手册[M].北京：化工工业出版社,1987. [3]朱延文.洗浴废水的余热回收装置[P].中国专利：ZL02263931.4,2009-09-02. |
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