家庭余热回收利用系统(05-09).docVIP

家庭余热回收利用系统 设计者 指导老师：黄忠州 广东海洋大学 工程学院 作品内容简介 厨房、浴室是我们日常生活中必备场所，同时也是耗能最多的地方。洗浴所用的洗澡水一般是通过热水器加热，无论用电或天然气，都要消耗一定的能源。人们在日常洗浴过程中，洗浴过程中排放的洗浴废水周边相比环境来说尚有一定的较高温度，这部分能量随着废水的排出而白白浪费了。厨房中用到的燃气灶，其热效率约为50%~60%，多余的热量也会白白浪费。 针对以上现状, 本方案中初步设计了一种可行的节能节水系统方案。此方案采用了技术可行的设备， 一方面回收了洗浴污水中的余热，并对污水加以处理。另一方面，通过适当的热交换器把这部分热量重新回收利用起来，并通过厨房集热器换热，这样就提高了热水器未加热前水的温度，从而降低能耗。而且经过换热后的洗浴废水采取相关技术对洗浴污水加以处理，通过贮存起来用于冲洗马桶，节约用水，充分利用资源，进而实现节能减排的方案。 关键词：节能减排 余热利用 换热器 联系人：崔文龙 联系电话 邮箱：1031510413@ 1.研究背景及意义 在持续的经济发展之下，有限能源的不合理利用，已经造成了能源的紧缺。而能源的保障不仅仅是能源的开发，更重要的是能源的节约。而中国为了实现可持续发展，不因能源问题受制于人，就应当重视能源问题，节能减排成为热点问题。然而家庭作为第二大能量使用体，家庭余热回收一直得不到大家重视。 随着民用炊事燃料气体化的发展，城市煤气、石油液化气、天然气的家庭应用日益广泛。燃气炉具的热效率一般为50%~60%。火焰和热烟气经过锅、壶底部后，很快向周围环境散热，烟气余热逸散在厨房内，造成热量损失。在日常生活中，洗澡都会用到热水，而洗浴废水还有一定的温度，即伴随着一定的热量，通常这些热量不加以利用都会散发到环境中造成浪费。通过设计适当的集热板和换热器能一定程度上回收这些散发的热量，并且能够使废水达到充分利用，节约了水资源，并达到节能减排的目的。 2.设计方案 2.1工作原理 如上图所示，利用热交换器初步吸收洗浴污水的部分余热，加热洗浴过程中冷水管道中的冷水，然后再通过厨房的集热器进一步加热，再输送到热水器中供洗浴使用，这样使系统中的能量得到阶梯利用，系统节能效果显著；而换热完之后的废热水经过处理之后可以用于马桶用水，节约水资源。 该系统的余热利用主要分为两个流路： 流路一：废热水流路（绿色线条） 自来水 热水器 换热器 废水箱 马桶 流路二：自来水换热流路 （红色线条） 自来水 换热器 集热器 热水器 热水器 工作过程 1、当只淋浴不做饭时：节流阀1关闭，节流阀2开启，经过浴室换热后的自来水直接流入热水器储存保温； 2、当淋浴与做饭同时进行时：节流阀1开启，节流阀2关闭，将浴室换热后的热水通入集热器再次加热，最终送入热水器保温； 3、为了防止由于集热板工作换热器堵塞，引起不安全因素，加了一条自来水管直接到集热板的备用管道，当出现换热器堵塞时节流阀3开启，以保证集热板的正常工作。 3浴室废热水余热回收模型及设计原理 一般在家庭浴室中，在浴室地面抬高15cm高度上安装马桶。在这部分上，再增加约的面积用来当沐浴的地方，具体空间分布如图1、 图2所示： 浴室换热器采用外径 高度圆柱型的两层结构，上层通自来水，下层通废热水。冷热水流通空间高度均为，流道宽度为，支撑肋板为。考虑到良好的导热性、塑性以及低温冲击韧性，本方案中材料均采用铜及铜合金，。具体结构示意图如下： 浴室空间布置 图1 浴室空间俯视图 图2 正视图 图3 后视图 图4 部分剖视图 图5 3.1流动设计理念 经过沐浴的废热水，由重力作用直接流经换热器表面，然后沿着壁面往下流到下层的废热水入口与上层流经的自来水进行换热，换热之后的自来水再流经厨房集热板进一步加热。 由于靠重力流动，换热器管道可以设计一些坡度，让流动更容易进行，换热更充分一些。 3.2强化换热及保温设计理念 废热水落到地面与换热器的上层进行一次初步换热，然后流到废热水流道在换热器里再进行一次充分换热。为了让换热器效果得到强化