0 前言 我国是一个水资源非常贫乏的国家,近年来,许多大中城市缺水的现象日趋严重,节约用水和推广运用新型的节水器具是当务之急。
有关资料表明,洗浴用水占生活用水的1/3左右,节约洗浴用水,大有潜力可挖。值得庆幸的是,目前市场上已经出现了一种非常理想的混水装置—自力式恒温混水阀[1]。
1 简介
自力式恒温混水阀(简称:混水阀)[2]是一种专门为公共浴室提供恒温洗浴用水的产品,也可用于化工、食品、印染以及**的野战洗浴车等需要恒温水的场合。混水阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度驱动阀门自动工作,不需要外接电源和二次仪表。
用于公共浴室的混水阀一般与单管供水淋浴器配套使用,如:脚踏式、红外线式、IC卡等淋浴器,由于输出水的恒温精度高,提高了洗浴的舒适性,又能做到人离水停,洗浴过程中无需调节水温,所以比一般双管淋浴器节约用水20%~50%。因此,混水阀是一种节能、节水的新产品。

2 设计数据的选择
一台混水阀可以带动数个到二十几个喷头同时使用,但带动喷头的多少与输人混水阀的水源压力有很大关系,如果冷水压力高,热水压力低,那么以热水压力代表混水阀入口压力,因为混水阀内部有压力平衡装置,*终冷水也被降低到与热水压力相同,所以,衡量混水阀入口压力是以冷水或热水之间压力*低的水源为依据。
水在管道中流动是有阻力的,当管道通径不变,而流量增大后,流入混水阀入口处的水压会因管道阻力而下降,假若管道选择合理,供水阻力很小,可按表1,图2并根据混水阀入口压力估算流量(喷头数量)。
表1 供水压力与流量的对照
压力(MPa) | 0.02 | 0.025 | 0.05 | 0.075 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 |
喷头数(个) | 4 | 8 | 12- 14 | 15- 16 | 18- 20 | 20- 22 | 23- 24 | 24-25 |
注意:上述压力为进入混水阀的流出水头,不能理解为静态压力,可以理解为*大流量下的混水阀入口压力。

若每个喷头平均流量按0.5m3/h估算,当入口压力达到0.3MPa,混水阀可以带动24~26个喷头,从图2中曲线看出,压力越高曲线越陡,因此,入口压力超过0.3MPa继续增加则流量不会增加很多。
3 混水阀在公共浴室中的运用
混水阀既适于建造新浴室,也适于旧浴室的改造。
例1— 新浴室的建造
某浴室要求安装16套淋浴器,男女部各8套并使用2吨热水锅炉,根据现场情况,设计方案见图3。

3.1 水箱
根据用户要求锅炉自动补水,因此需要一个补水箱;为了解决热水供应的高峰低谷问题也需要一个热水箱。为了节省材料与空间,将两个水箱制成一体,箱体中间用一块钢板隔成两部份,总容积2m3,补水箱部分约占总体积的1/4左右,水箱有上盖,但不允许密封,应与大气相通。水箱外部做保温,在热水箱便于观察的位置上安装温度计和玻璃管液位计。
3.2 水供应与循环
从《混水阀流量表》查出,若带动16套淋浴器,冷、热水的流出水头均不小于0.08MPa,实测冷水(自来水)压力0.2MPa,而热水箱底部到喷头的垂直距离只有1.5米,水头压力为0.015MPa,所以热水压力过低不能带动16个喷头,解决的办法是在热水箱出水端串接一台热水泵提升压力满足淋浴要求。
有些浴室每隔几天才开放一次,浴室再次开放,水箱内的水温已经降低或变冷,又不能排放造成水的浪费,所以要求水箱内剩余的水能循环加热使用,这样,一台水泵就担负两个工作—向混水阀供水和热水循环,因此,图中水泵的出口分成两路,一路通往混水阀,另一路通过循环阀门、止回阀后进入补水箱。应该注意;通往混水阀的流量要大,通往补水箱的流量要小,要通过调节循环阀门控制流量。这样既能保证通往混水阀一路水压足够高,又能保证有一定的循环量。
脚踏淋浴器选用了一种单管供水直通式结构,阀的两端可以直接与供水干管连接,节省了一个DN40三通管件,脚踏阀内部隔膜式结构,能够长期使用,又能做到人离水停,符合节水要求。
例2—旧浴室的改造
某单位有4间浴室分布在同一栋楼、同一位置的1、2、3、4层,每间浴室有7个双调节淋浴器,从浴室建成后一直存在3个问题:
(1)调节水温时各个淋浴器之间互相干扰很厉害,洗一次澡总要不断的调节水温,而且水温总不能稳定下来;
(2)水温不稳定,水热不能洗、水凉不能洗,一些人洗浴后又不主动关闭阀门,造成水的浪费很严重;
(3)4个浴室层高不一样,当下层浴室开放时,上层浴室几乎不出热水。
经过重新设计改造,解决了上述问题,管路见图4。

设计中采用了上行下给的管路接法;第1、2层公用一台混水阀,安装在第2层。第3、4层公用一台混水阀,安装在第4层。为解决不同层高供热水流量不均匀的现象,第1、3层各安装了一台自力式流量控制阀(这种阀也称为“平衡阀”,它原来主要使用在区域供热,解决采暖中出现的水利失调问题)。每间浴室7个喷头,流量是3.5m3/h,选用自力式流量控制阀,要求它的通过流量能够调节到这个范围。
4 总结
浴室投入使用后的运行情况表明:浴室的淋浴系统运行良好,淋浴水温稳定,洗浴舒适,年运行耗能费用大大低于常规热水系统,节能效果十分明显。经过运行对照,发现比改造前洗浴系统节水约15~20%。