一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统
技术领域
本发明属于节能、相变
技术领域
，具体涉及一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统。背景技术
淋浴房安装便捷，可移动性强，便捷性强，无论在城市还是农村地区都是备受青睐的一种干湿分离，安装独立性强的浴室选择。
淋浴是人们在生活之中常用的洗浴方式，洗澡时用喷头把水淋遍全身，采用热水进行淋浴时，带着高温的淋浴水在对人体经过短暂冲刷后便会落到地面，通过地面的排水道走，废水中仍残留的大量热量也随之排走，因此造成能源的浪费。同时淋浴时淋浴房内充满了温度较高的高温水汽，直接排出也造成了热量的浪费。
现有的淋浴房余热回收系统把废水收集起来，通过热交换用作淋浴用水的预热，此种余热回收效果甚微，且热交换时热量损失大，流程复杂；同时淋浴废水的水温与辐射供暖的水温要求相近，淋浴房在淋浴时具有供暖需求。由于淋浴房往往处于一种高温高湿的空气状态，基于舒适性的要求，淋浴房在淋浴时具有新风供给的通风需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统，适用于淋浴房，通过在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管和相变余热回收通风墙板，将淋浴房内废水余热用作淋浴供暖，将水汽余热用作加热新风，实现废水和水汽的余热回收利用。
本发明采用以下技术方案：
一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统，包括供暖水管网栅和相变余热回收通风墙板；
供暖水管网栅嵌入设置在淋浴房的底部区域和周侧墙板靠近底部的2/3区域内；
供暖水管网栅的热水循环管道入口通过第一连接管道与淋浴房的内排水口连接；第一连接管道通过第二连接管道与淋浴房进水口的供淋浴热水管道连接，第一连接管道和第二连接管道均与供暖水管网栅内的蛇形盘管的初始端连接，蛇形盘管的末端通过第三连接管道与淋浴房的外排水口连接；
第一连接管道、第二连接管道和蛇形盘管分别连接微型智能分析控制器，能够实现管道内热水的温度和流程控制；
相变余热回收通风墙板嵌入设置在淋浴房的周侧墙板靠近顶部的1/3区域内。
具体的，第一连接管道上设置有第一流量监测器，第一流量监测器与微型智能分析控制器连接。
具体的，第二连接管道上设置有电加热器，第一温度监测器和第一球阀，电加热器，第一温度监测器和第一球阀分别与微型智能分析控制器连接。
具体的，第三连接管道上设置有第二球阀，第二球阀与微型智能分析控制器连接。
具体的，蛇形盘管设置在淋浴房周侧墙板内，蛇形盘管外侧的淋浴房周侧墙板上设置有保温层。
进一步的，保温层内设置有导热系数λ<0.20W/(m·K)的陶瓷纤维材料。
具体的，蛇形盘管的起始段布置有第二温度监测器，蛇形盘管的终末端布置有第二流量监测器，第二温度监测器和第二流量监测器分别与微型智能分析控制器连接。
具体的，相变余热回收通风墙板包括通风墙板保温层和凝结孔板板面，通风墙板保温层设置在淋浴房的外侧，凝结孔板板面设置在淋浴房的内侧，通风墙板保温层和凝结孔板板面之间设置有风道，风道上设置有相变材料胶囊体。
进一步的，风道为S型结构，相变材料胶囊体包括多个，间隔设置在S型结构风道的弯折区域内。
进一步的，相变材料胶囊体内设置有相变温度为20～25℃的相变材料。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统，通过在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管和相变余热回收通风墙板，将淋浴房内废水余热用作淋浴供暖，将水汽余热用作加热新风，实现适用于淋浴房的废水和水汽的余热回收利用；充分利用了相变材料蓄热/释热特性，适应淋浴房间歇工作的间歇新风加热能量需求，以温度为“热量开关”，高效地将水汽中的热量储存起来，用于整个淋浴房的新风加热，大大减少了由于新风加热带来的能量消耗；同时在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管，采用墙壁辐射供暖方式，提高了供暖舒适性。
进一步的，第一连接管道上设置有第一流量监测器，第一流量监测器流量监测从淋浴房内排入循环管路中的流量，作为输入信号输入微型智能分析控制器，以供实时监测供暖循环管路中流量，调整第一球阀和第二球阀开度，保证淋浴废水供暖循环管路中热水流量的稳定以及淋浴房内排水的通畅。
进一步的，第二连接管道上设置有电加热器，第一温度监测器和第一球阀。第二连接管道主要保证淋浴废水供暖循环管路中热水流量和温度的稳定，当第一温度监测器监测到供暖循环管路中水温未达到供暖水温，淋浴房外进水口通入自来水，经过电加热器加热升温，通过第一球阀开度控制流量，向供暖循环管路中补给热水，保证淋浴废水供暖循环管路中热水流量和温度的稳定。
进一步的，第三连接管道上设置有第二球阀，当淋浴房内排水量过大，为了避免淋浴房内出现积水和保证淋浴废水供暖循环管路中热水流量，调整连接外排水口的第三连接管道的第二球阀可以调节淋浴房的排水量。
进一步的，蛇形盘管设置在淋浴房周侧墙板内，通过辐射的方式向淋浴房内供暖。蛇形盘管外侧的淋浴房周侧墙板上设置有保温层，减少热量向淋浴房外侧散失，将热量最大化利用，避免浪费热量。
进一步的，保温层内设置有导热系数λ<0.20W/(m·K)的陶瓷纤维材料，可以有效增大淋浴房外侧的热阻，使蛇形盘管中的热量向淋浴房内辐射供暖。
进一步的，蛇形盘管的起始段布置有第二温度监测器，蛇形盘管的终末端布置有第二流量监测器，监测淋浴废水供暖循环管路中热水温度和流量。
进一步的，相变余热回收通风墙板包括通风墙板保温层和凝结孔板板面，通风墙板保温层设置在淋浴房的外侧，凝结孔板板面设置在淋浴房的内侧，通风墙板保温层和凝结孔板板面之间设置有风道，风道上设置有相变材料胶囊体当淋浴房工作时，大量高温水汽在相变余热回收通风墙板室内侧的高导热性凝结孔板板面上凝结放热，相变材料胶囊体内的相变材料吸收热量；低温新风从室外侧进风口进入，流经S型风道，相变材料胶囊体内相变材料释放热量，通过间壁式传热方式进行新风的加热，新风经加热升温后从出风口向淋浴房内排出，补给室内新风，利用将水汽余热用作加热新风。
进一步的，风道为S型结构，相变材料胶囊体包括多个，间隔设置在S型结构风道的弯折区域内，低温新风从室外侧进风口进入，流经S型风道，相变材料胶囊体内相变材料释放热量，通过间壁式传热方式进行新风的加热。通过将风道设置为S型，相变材料胶囊体间隔设置在S型结构风道的弯折区域内，增大传热面积，强化相变材料胶囊体释热加热新风的传热过程。
进一步的，相变材料胶囊体内设置有相变温度为20～25℃的相变材料。当淋浴房工作时，大量高温水汽在相变余热回收通风墙板室内侧的高导热性凝结孔板板面上凝结放热，此时温度高于相变温度20～25℃，相变材料胶囊体内的相变材料吸收热量；低温新风从室外侧进风口进入，流经S型风道，此时温度高于相变温度20～25℃，相变材料胶囊体内相变材料释放热量，通过间壁式传热方式进行新风的加热。充分利用相变材料蓄热/释热特性，适应淋浴房间歇工作的间歇新风加热能量需求，以温度为“热量开关”，高效地将水汽中的热量储存起来，用于整个淋浴房的新风加热，大大减少了由于新风加热带来的能量消耗。
综上所述，本发明基于相变储能技术和辐射供暖技术，适用于淋浴房的淋浴房用相变余热回收通风供暖系统充分满足淋浴房间歇工作时对新风量和温度舒适性要求，达到淋浴房内节能、舒适的通风供暖效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明相变余热回收通风墙板的结构示意图。
其中：1.第一连接管道；2.供暖水管网栅；21.保温层；22.蛇形盘管；3.第二连接管道；4.第三连接管道；5.电加热器；6.微型智能分析控制器；7.第一流量监测器；8.第一温度监测器；9.第二温度监测器；10.第二流量监测器；11.第一球阀；12.第二球阀；13.数据线；14.相变余热回收通风墙板；141.通风墙板保温层；142.风道；143.相变材料胶囊体；144.凝结孔板板面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开了一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统，通过在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管和相变余热回收通风墙板，将淋浴房内废水余热用作淋浴供暖，将水汽余热用作加热新风，实现适用于可移动式淋浴房的废水和水汽的余热回收利用，充分满足淋浴房内空气质量对新风量和温度舒适性要求，达到淋浴房内节能、舒适的通风供暖效果。
请参阅图1，本发明一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统，包括第一连接管道1，供暖水管网栅2，第二连接管道3，第三连接管道4，电加热器5，微型智能分析控制器6，第一流量监测器7，第一温度监测器8，第二温度监测器9，第二流量监测器10，第一球阀11，第二球阀12，数据线13和相变余热回收通风墙板14。
相变余热回收通风墙板14布置于淋浴房的周侧墙板靠近顶部的1/3区域内；供暖水管网栅2内嵌于淋浴房的底部区域和周侧墙板靠近底部的2/3区域内，供暖水管网栅2热水循环管道的入口与淋浴房内排水口连接作为第一连接管道1，第一连接管道1上布置有一个第一流量监测器7；第一连接管道1与淋浴房进水口供淋浴热水管道相连接作为第二连接管道3，第二连接管道3上布置有一个电加热器5，一个第一温度监测器8和一个第一球阀11。
其中，第一连接管道1为进水连接管道，第二连接管道3为补水连接管道，第三连接管道4为出水连接管道，第一流量监测器7用于监测进水连接管道的流量，第二流量监测器10用于监测供暖水管(供暖水管是否就是蛇形盘管)的流量，第一温度监测器8用于监测补水连接管道的温度，第二温度监测器9用于监测供暖水管的温度，第一球阀11为补水连接管道用球阀，第二球阀12为出水连接管道用球阀。
相变余热回收通风墙板14布置于淋浴房的周侧墙板靠近顶部的1/3区域内；供暖水管网栅2内嵌于淋浴房的底部区域和周侧墙板靠近底部的2/3区域内。
供暖水管网栅2包括保温层21和蛇形盘管22，保温层21设置在淋浴房的外侧，蛇形盘管22位于淋浴房周侧墙板内，第一连接管道1，第二连接管道3和蛇形盘管22通过三通管件汇合。
优选地，保温层21采用导热系数λ<0.20W/(m·K)的陶瓷纤维材料。
蛇形盘管22起始段布置有一个第二温度监测器9，蛇形盘管22终末端布置有一个第二流量监测器10，蛇形盘管22末端与淋浴房外排水口相连接作为第三连接管道4，第三连接管道4布置有一个第二球阀12。
第一流量监测器7，第一温度监测器8，第一球阀11，第二温度监测器9，第二流量监测器10和第二球阀12均通过数据线13与微型智能分析控制器6相连接。
微型智能分析控制器6能够智能分析第一流量监测器7，第一温度监测器8，第二温度监测器9，第二流量监测器10的温度及流量信号，同时控制第一球阀11，第二球阀12的开度。
微型智能分析控制器6为可编程逻辑控制器(简称PLC控制器)，微型智能分析控制器可智能分析第一流量监测器，第二温度监测器，第一温度监测器，第二流量监测器的温度及流量信号，从而控制第一球阀和第二球阀的开度。
优选地，淋浴房的排水口设置有过滤装置，用于过滤杂质。
请参阅图2，为相变余热回收通风墙板14的结构示意图，相变余热回收通风墙板14布置于淋浴房的周侧墙板靠近顶部的1/3区域内，相变余热回收通风墙板14包括通风墙板保温层141，S型风道142，相变材料胶囊体143，高导热性凝结孔板板面144。
通风墙板保温层141布置于淋浴房的外侧，风道142和相变材料胶囊体143布置于相变余热回收通风墙板14内侧，相变材料胶囊体143镶嵌于风道142弯折所形成的区域内，凝结孔板板面144布置于淋浴房的内侧，风道142为S型结构。
风道142的入口与室外空气相通，或与预设新风风道相通，风道142的出口与淋浴房内出风口相通。
优选地，相变材料胶囊体143的填充物为相变温度为20～25℃安全无毒的相变材料，可选但不仅限于无机相变恒温材料(PCM-20)，含有质量比32％的六水氯化钙、5％的丙三醇、4.5％的过硫酸钾、4％的甲基丙烯酸羟乙酯、6.2％的丙烯酸、2.8％的氯化钠和45.5％的水。
优选地，凝结孔板板面144为多孔状的具有高导热性能的金属材质板面。
优选地，通风墙板保温层141为导热系数λ<0.20W/(m·K)的陶瓷纤维材料。
优选地，风道142为高导热性、延展性好的金属材质。
优选地，淋浴房为可移动式结构。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，淋浴房工作时，淋浴喷头喷出大量热水，冲刷过身体后，为30～37℃的淋浴废水从淋浴房内排水口进入第一连接管道1，第一连接管道1上设有流量监测器，淋浴废水流入第二连接管道3，当第二温度监测器9监测淋浴废水循环管路水温不足供暖预设初温时，第一球阀11开启，使得从淋浴房外进水口经电加热器加热后的部分达到温度监测器预设监测温度的热水补入淋浴废水循环管路中，以此来保证供暖效果的稳定性；
当第二温度监测器9监测淋浴废水循环管路水温不足供暖预设初温时，第一球阀11关闭。
当具有预设初温的淋浴废水流入供暖水管网栅2中的蛇形盘管22中，通过辐射供暖的方式给淋浴房供暖，保温层21减少向淋浴房外的散热损失，淋浴废水从蛇形盘管22中流出后，部分再次进入循环管路，部分将经第三连接管道4从淋浴房外排水口排出；
当第一流量监测器7或者第二流量监测器10监测值高于预设值，第二球阀12将增大开度；当第一流量监测器7或者第二流量监测器10监测值低于预设值，第二球阀12将减小开度，以此来保证淋浴废水供暖循环管路中热水流量的稳定以及淋浴房内排水的通畅。
微型智能分析控制器6智能分析第一流量监测器7，第一温度监测器8，第二温度监测器9，第二流量监测器10的温度及流量信号，从而控制第一球阀11和第二球阀12的开度。
请参阅图2，当淋浴房工作时，大量高温水汽在相变余热回收通风墙板14室内侧的高导热性凝结孔板板面144上凝结放热，相变材料胶囊体143内的相变材料吸收热量；低温新风从室外侧进风口进入，流经风道142，相变材料胶囊体143内相变材料释放热量，通过间壁式传热方式进行新风的加热，新风经加热升温后从出风口向淋浴房内排出，补给室内新风。
综上所述，本发明一种淋浴房用相变余热回收通风供暖系统具有如下有益效果：
适用于被城市地区和农村地区广为使用的可移动式淋浴房，通过在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管和相变余热回收通风墙板，将淋浴房内废水余热用作淋浴供暖，将水汽余热用作加热新风，实现废水和水汽的余热回收利用；
在通风墙板内嵌相变材料胶囊体，充分利用相变材料蓄热/释热特性，适应淋浴房间歇工作的间歇新风加热能量需求，以温度为“热量开关”，高效地将水汽中的热量储存起来，用于整个淋浴房的新风加热，大大减少了由于新风加热带来的能量消耗；
同时在淋浴房周侧墙板内嵌蛇形盘管，采用墙壁辐射供暖方式，提高了供暖舒适性。
基于相变储能技术和辐射供暖技术，适用于可移动式淋浴房的淋浴房用相变余热回收通风供暖系统充分满足淋浴房间歇工作时对新风量和温度舒适性要求，达到淋浴房内节能、舒适的通风供暖效果。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
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