文档介绍：解决热水器冷水段问题的人性化自动循环装置摘要:介绍了一种解决热水器浴前出冷水问题的人性化机械装置。主要阐述了本装置的工作原理、可行性分析以及装置的组成。关键词:冷水段;机械装置;人性化引言随着人们生活水平的提高,热水器洗浴在普通家庭中也越来越常见。人们在使用热水器之前通常会放掉连接管路中的冷水, 然而冷水流失的过程影响了使用者的体验,洗浴前这段时间的等待也影响了使用者的心情; 另外, 在水资源日趋紧张的今天, 这一现象也不符合“低碳生活”的要求。本文中的方案是在原有热水器的基础上, 在出水管路上增加了一个人性化装置,该装置通过对“间歇式循环”――洗澡结束后对管路中的冷水进行收集存储, 下次开始洗浴时将所储藏的水慢慢融入热水――很好的解决了洗浴时等待排放冷水的问题,同时也能达到节水节能的目的。 1. 设计方案概述本设计方案旨在解决热水器浴前放冷水的问题。经过近半个月的调查研究以及积极讨论,提出如下的方案: 图1 解决冷水段问题自动循环装置 设计原理该装置的原理如图 4 所示,它为上下两层,底层是储水空间( 6 为所存水)通过回水管 5 与通水管路 3 连接;上层包含通水管路 3 ,管路四周包裹气囊 2 ,气囊内装有一定量的异戊烷(沸点 28℃) 。通气孔 7 位于上下两层间的隔板上。热水器加热,热水通过通水管路 3 ,气囊内的异戊烷受热气化, 气囊膨胀, 底层储水空间的水受到压力, 沿着回水管与通水管路中的热水慢慢相融合, 然后一同排出。停止使用热水器后, 通水管路温度下降, 异戊烷遇冷液化, 气囊内压强减小, 然后收缩, 通水管路中存留的水被吸回储水装置中。这样, 就确保了每次使用热水器时, 流出的水都是热水,解决了洗浴前冷水等待的问题。 流程框图该装置的工作流程框图如下: 图2 工作流程框图 理论可行性分析 参数选择(1) 热水器所用喷头水管长度 m, 管径为 4分, 经计算, 所含水量大概在 左右,所以设定装置储水部分容积 1L ,装置上部分体积为 。(2 )假定热水器工作时,通水管路的温度定为 37℃,这样可以设定气囊内异戊烷温度为 37℃,可以算出此温度下异戊烷的饱和蒸汽压。(3) 回水管与通水管路之间的垂直长度定为 82mm , 回水管内径为 6mm , 如图 6 所示: 图3 系统条件分析 公式推导忽略气囊膨胀时张力的影响, 异戊烷的饱和蒸汽压就为装置内气囊膨胀压缩空气产生的气压。只要室内压力能克服外部气压和流体压力, 并且使储水能够上升 82mm ,则此装置在理论上是可行的。(1 )饱和蒸气压:在一个密闭空间内,某种物质在给定的温度下, 该物质的液相、气相共存时的气体压力( 分压)。此时, 蒸发/ 凝结过程达到动态平衡。公式: 式中: P 为饱和蒸气压,单位为 1mm ***柱( ),t 为温度,单位是摄氏度;A,B,C 是常数参数, 查表可知:A: ,B: , C: 。经计算可得: P1= 137299Pa 。(2 )流体压力定为 P2= 。(查文献得此压力通常在 MPa- 之间)外部大气压力 P3 取标准大气压, P3= 101325Pa 。(3 )由公式