何远晴 史宪莹 侯龙飞 赵诗琦 翟 柳 吴跃松
(大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116023)
公共浴室恒温出水系统设计
何远晴 史宪莹 侯龙飞 赵诗琦 翟 柳 吴跃松
(大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116023)
针对公共浴室淋浴开始洗浴时达不到洗浴温度的冷水被白白浪费掉的现象，设计了一套恒温出水系统，并介绍了该系统的设计原理，分析了系统改造前后的节水效果，指出该系统很好地将达不到洗浴温度的冷水回收并再次使用，达到了节约用水的目的，具有广泛的应用前景。
公共浴室，恒温出水系统，冷水回收，节水
1 研究背景
根据调查发现，在公共浴室中淋浴时，大多数人习惯先将管道中达不到洗浴温度的冷水放掉，待花洒中的水达到人体可接受的水温时再进行洗浴。在中国，目前大中小型公共浴室约110 000家，有超过600万个水龙头正在使用。经计算，我国一年将有2.57×108m3水在这种状态下被直接排掉，造成了严重的水资源浪费。现阶段对于公共浴室的节水措施大体有两种：
一种方法是在管道上安装IC卡控制系统来控制淋浴花洒出水，系统计量洗浴者的用水量，进而根据用水量来收取洗浴费用，由于用水量的多少直接关系到洗浴费用，从而实现减少水的浪费[1]。
第二种方法是通过改造锅炉的构造来减少水垢的累积，使热水可以充分加热，来增加热水的利用率[2]。然而，对于开始洗浴时放掉达不到洗浴温度冷水的问题，至今没有明确的措施。本文针对这一问题，以大连市某公共浴室为研究背景提出一种回收冷水的恒温出水系统。
2 基本资料
大连市某公共浴室具体情况：浴室中的淋浴器一共有87个，分别为男浴室有淋浴器50个，女浴室有淋浴器37个。男女浴室分两层布设，该浴室的输水管道简要布局图如图1所示。
各种管道的尺寸根据《建筑给水排水设计规范》[3]相关条文，该公共浴室淋浴器的同时给水百分数按有淋浴小间的下限60%计，热水干管的流速取上限1.2 m/s。其中计算项目为管道的体积V，配水管以及淋浴管的观察大致估算配水管的长度为130 m，淋浴管的长度为148 m，干管的长度约为50 m。
《建筑给水排水设计规范》中各种管道的设计规格见表1。
则对应的各种管道的体积计算如下：
V配水管=3.14×DN502/4×L=0.255 m3。
V淋浴管=3.14×DN152/4×L=0.026 3 m3。
V干管=3.14×DN1 502/4×L=0.883 m3。
该区域一公寓的住户约有5 700人，假设如果50%的人一周在该浴室洗浴1次，那么该公共浴室一周要放掉淋浴管中的水的体积：
V=0.026×5 700×50%=74.1 m3。
M=74.1 kg。
即该公共浴室一周大概浪费掉74.1 kg的水，而且在调查时发现好多的淋浴器的管路已经变形，并且花洒也已松动，浪费的水更多。因此根据原有干管的布设，如果在某一天浴室需要改造时，可以考虑该项目方案。
表1 《建筑给水排水设计规范》中各种管道的设计规格 mm
3 设计方案
3.1 混水阀改造
根据设想，将混水阀的控制进水的装置系统改造成温度控制型的，即根据温度自动控制冷热水阀的开度比例来达到不同的温度水的需求。在混水阀中增加温度传感器用以识别不同的温度[4]以及微控单片机系统，将这两者结合起来，使混水阀可以在不同季节，自动调节至提前设定的适宜公众洗澡的温度。据调查，该温度在40 ℃左右[5]。由该混水阀直接混为该温度左右的水，再向输水管道运输，然后结合下面系统的改造，充分达到节水的目的。
3.2 调整热水供水管
这个为调查时的浴室内管路布置情况，发现研究的浴室的供水系统大致为：整个浴室内的供水由配水管来支持，且共用一面墙的淋浴管共用一套配水管[6]，并且管路的连接方式大致如图2模型所示，具体来说柄为外部的干管，葡萄为各个分区的淋浴小系统，其余部分为配水管。接下来提出改造设想。
第一，将公共浴室改造前的双管供水改变为带脚踏式的单管供水[7]。
第二，将花洒直接安置于热水供水管道上。由于改造前的管道为双管输水管，在实现冷热水混合后，需要通过另一部分的输水管与花洒连接[8]。而这一过程，就加大了输水管中冷水的积累，这一部分水就是被公众直接排放了的干净的水。热水管提高后，可明显减少这一部分水的浪费，而且供水管道中水温已提前调节好，也可防止烫伤事故的发生。
第三，将管道设计为环状[9]，可实现下一环节水的高效利用。管道改造成果图如图3，图4所示。
3.3 尾水处置
在热水供水管道的尾部增加温度控制阀门。即管道内部的低温水(未达到人们洗浴所适应的温度的水)可通过此处管道重新流入锅炉中，进行循环使用，其设计图见图5。
3.4 方案总效果图
综上所述，该方案的大致设计图如图6所示。该系统的优点为：
1)将双输水管改为单输水管，减少了材料的成本。
2)花洒直接放于热水输水管道，减少了改造前热水输水管道与花洒间管道中冷水的积累。
3)设置回水管，增加了管道中冷水的重复利用率。该系统的应用将减少原管道中冷水的浪费量，而且提高了其再利用率，系统改造成本低廉，符合国家节水要求，进行推广不仅能显著降低公共浴室这一高耗水行业的水资源浪费现象，还能给其带来一定的利润。
4 结语
以上设计方案是根据大连某公共浴室提出的，对于不同的浴室中不同的结构、布局和规模，以及不同的供水方式，供水管路的布设，淋浴器的选择，浴室内部的格局，浴室的档次等等均会对管道中水的温度产生影响，在实际改造过程中，可借鉴本设计方案，要针对不同的情况采取不同的措施，从而实现节约用水的目的。
[1] 杨红霞.Ic卡在企业公共浴室节水中的应用[J].内江科技,2006,27(8)：76-77.
[2] 王允松.公共浴室淋浴装置节水措施[J].节能,1996(6):34-35.
[3] 杨 帆,王持恒.从建筑节水出发对《建筑给水排水设计规范》的思考[J].重庆建筑,2011,10(12):56-57.
[4] 蒋飞龙.自动恒温恒流混水阀芯：中国专利，CN2317366[P].1999-05-05.
[5] 小 林.你会洗澡吗[J].工业安全与环保,2004(7):20-21.
[6] 中国市政工程西北设计研究院.给水排水设计手册(第11册)[M].北京：中国建筑工业出版社,2002.
[7] 钱 土.热水供应系统:中国专利,CN103175255A[P].2013-04-17.
[8] 赵 颖,李天荣,袁 方.大型公共浴室热水管路布置探讨[J].给水排水,2009,35(7):94-96.
[9] 张小明.NiTi形状记忆合金在冷热水混水阀中的应用[J].中国材料进展,2006,25(7):42-43.
[10] 2000年已发布的给排水工程建设标准[J].化工设备与管道,2001,38(2)：11-12.
Public bath temperature of the water system design
He Yuanqing Shi Xianying Hou Longfei Zhao Shiqi Zhai Liu Wu Yuesong
(CollegeofOceanandCivilEngineering,DalianOceanUniversity,Dalian116023,China)
Aiming at the phenomenon that the cold water is wasted when the public bathroom shower is not up to the bath temperature, a set of constant temperature water supply systems occured through experimental design. This paper mainly introduces the design principle of the system and analyzes the water saving effect of the system before and after the modification. The results show that the system will be well up the bath temperature and the cold water recycling use again. It has achieved the purpose of water conservation and has wide application prospect.
public bathroom, constant temperature water supply system, cold water recycling, water saving
1009-6825(2016)31-0151-02
2016-08-23
何远晴(1995- )，女，在读本科生； 史宪莹(1978- )，男，讲师； 侯龙飞(1993- )，男，在读本科生； 赵诗琦(1995- )，女，在读本科生； 翟 柳(1994- )，女，在读本科生； 吴跃松(1994- )，男，在读本科生
TU991.5
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