大學(xué)公共浴室節(jié)能改造方案

職遠(yuǎn)

摘要： 大學(xué)公共浴室為了方便洗浴制備熱水，這樣會消耗大量能源，洗浴廢熱水又被白白丟棄，造成能源上的浪費(fèi)。文章針對這一現(xiàn)狀，從回收利用洗浴廢水熱能入手，運(yùn)用雙熱源熱泵熱能循環(huán)系統(tǒng)對洗浴廢水熱能進(jìn)行回收利用。并將該系統(tǒng)與地暖系統(tǒng)相結(jié)合，既達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用，又可以滿足舒適性供暖的需求。

關(guān)鍵詞：雙熱源熱泵系統(tǒng)；地暖；節(jié)能；舒適性供暖

隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，能源、環(huán)保等問題正成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展面臨的重大難題。以沈陽建筑大學(xué)為例，我校制取洗浴用水消耗大量的能量，但是洗浴過程中大量熱水會白白流失，造成了能量很大的浪費(fèi)。

本文中，對于建大浴池廢水余熱浪費(fèi)這一問題，提出了雙熱源熱泵能源重復(fù)利用系統(tǒng)的構(gòu)想，對于低品位洗浴廢熱水加以收集再利用，達(dá)到了利用廢水中的熱能對浴池進(jìn)行供暖的方式。同時，結(jié)合地暖供熱對滿足熱舒適的優(yōu)勢和特點(diǎn)與雙熱源熱泵系統(tǒng)相結(jié)合，又達(dá)到了舒適性供暖的要求，一舉兩得。

一、建大洗浴廢水排放現(xiàn)狀

建大浴室內(nèi)熱水的溫度通常為45～50℃。一般情況下洗浴僅會消耗熱水10℃左右的溫差，加熱洗浴水通常為 40～45℃左右的溫升，顯然制取洗浴水所用的70%左右的熱量會跟著廢水排放流失掉[1]。而每天有大量的學(xué)生去建大浴室洗浴，這樣以來，浴池中能量浪費(fèi)的現(xiàn)象就更為嚴(yán)重，對浴室進(jìn)行節(jié)能改造就顯得格外重要。

二、改造方案系統(tǒng)的組成

（一）雙熱源熱泵熱能循環(huán)控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)熱水制備和廢熱水的熱能回收與循環(huán)利用。系統(tǒng)可控制空氣源和水源熱泵在水箱水位不同的條件下的自動切換[2]。

（二）清潔系統(tǒng)

鑒于洗浴廢水里通常會存在洗漱化學(xué)用品以及脂類等成分，故可能會引發(fā)系統(tǒng)換熱元件結(jié)垢，進(jìn)而引起系統(tǒng)效率大范圍降低，因此在雙熱源熱泵系統(tǒng)中設(shè)計了清潔系統(tǒng)對熱交換器內(nèi)管內(nèi)壁及熱泵蒸發(fā)器內(nèi)管內(nèi)壁污垢的及時清除。

（三）熱儲備和分配系統(tǒng)

熱儲備和分配系統(tǒng)包括熱水水箱以及廢熱水保溫池，這個分系統(tǒng)主要用于儲備洗浴廢熱水及制取的熱水。通過對熱水水位的控制，可以達(dá)到熱能的周轉(zhuǎn)效率的最大化的要求。

三、系統(tǒng)工作過程

當(dāng)洗浴還沒有開始，空氣源熱泵系統(tǒng)就會自動工作制備一定量的熱水，且運(yùn)送至洗浴熱水儲備水箱內(nèi)供學(xué)生洗浴的時候用。開始洗浴時會有洗浴廢水排放出來，進(jìn)而聚集到廢水池內(nèi)，廢水池具有保溫處理；當(dāng)聚集的洗浴廢熱水達(dá)到某一值的時候，它的系統(tǒng)熱能回收系統(tǒng)開始進(jìn)行工作回收熱能。

①自來水的溫度升高，主要是水泵把洗浴廢水從保溫廢水池中抽出來，然后在熱交換系統(tǒng)中與自來水進(jìn)行熱交換導(dǎo)致的；

②通過熱交換系統(tǒng)換熱的自來水被作為待加溫水，熱交換后廢熱水溫度下降，可以作為雙源熱泵熱水系統(tǒng)的熱源輸入到系統(tǒng)中去；此時空氣源系統(tǒng)關(guān)閉，水源熱泵系統(tǒng)開始進(jìn)行工作；

③自來水輸送至洗浴熱水儲備保溫的水箱內(nèi)，此時已經(jīng)被加熱到設(shè)定的溫度；

④在特別寒冷的天氣下，經(jīng)常會啟動輔助電加熱器，大部分情況下是因為系統(tǒng)不能正常工作。

建大洗浴廢水回收系統(tǒng)原理圖

四、與地暖系統(tǒng)結(jié)合

（一）地暖的介紹和優(yōu)勢

地暖是一種清潔的采暖方式，散熱器、風(fēng)機(jī)盤管等都是以強(qiáng)制對流進(jìn)行傳熱，地暖不會那樣，更不會使灰塵和病菌在室內(nèi)四處飛揚(yáng)，從而室內(nèi)細(xì)菌的傳播大大降低，也降低了呼吸道疾病和其他疾病的發(fā)生幾率，室內(nèi)環(huán)境更加衛(wèi)生。作為一種節(jié)能的采暖方式，地暖的熱能利用效率相對較高，散布在人體活動空間而不是房間頂部的熱能占75%以上而，即下熱上冷。比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能 25%左右，比傳統(tǒng)散熱器節(jié)能 30%左右。

（二）地暖結(jié)合效果分析

雖然地暖具有節(jié)能，有利于熱舒適性等優(yōu)點(diǎn)，但是在運(yùn)行過程中，由于室內(nèi)溫度升高，而室內(nèi)空氣的絕對濕度不變，這樣就導(dǎo)致了室內(nèi)空氣相對濕度降低，給室內(nèi)人員干燥的不適感。但是在浴室中，洗浴用水會使室內(nèi)空氣濕度增加，彌補(bǔ)了地暖運(yùn)行時的缺陷。同時，地暖使地面溫度升高，洗浴廢水在地面流動的時候熱量損失就會減少，流入保溫廢水池時水溫還能維持較高的溫度，增強(qiáng)節(jié)能效果也避免地板的干裂。

綜上所述，本文提出的雙熱源熱泵結(jié)合地暖的建大浴室改造方案具有以下兩大優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍廣，節(jié)能的程度比較高。在熱能回收基礎(chǔ)上該系統(tǒng)實現(xiàn)了廢水熱能的梯度性利用，節(jié)能效率已經(jīng)高達(dá)約80%。即使在嚴(yán)冬，9℃的自來水溫度經(jīng)過與30℃廢水的熱交換，其溫升會達(dá)到20℃左右，水溫可升到25℃，冬季在很大程度上彌補(bǔ)了熱泵性能較差的缺陷，而且可以保證設(shè)備一年四季都能平穩(wěn)運(yùn)行。即地暖使地面溫度升高，洗浴廢水在地面流動的時候熱量損失就會減少，流入保溫廢水池時水溫還能維持較高的溫度，增強(qiáng)節(jié)能效果。地暖在運(yùn)行時會導(dǎo)致室內(nèi)空氣干燥，但是在浴室洗浴用水會使室內(nèi)空氣濕度增加，彌補(bǔ)了地暖運(yùn)行時的缺陷。

參考文獻(xiàn)：

[1]日本實用節(jié)能全書編委會.實用節(jié)能全書[M].北京：化工工業(yè)出版社，1987.

[2]Kuppan T.換熱器設(shè)計手冊[M].北京：化工工業(yè)出版社，1987.

[3]朱延文.洗浴廢水的余熱回收裝置[P].中國專利：ZL02263931.4，20090902.