图片来源:所有照片:Marc Rosenbaum
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的EcoDrain是一种替代一段水平排水管的废水热回收装置。该设备能够使从排水管流下的水的热量转移到流向淋浴阀的冷水。
EcoDrain的大卫·维兰(David Velan)拜访了我们，让我和同事布莱斯·德尔霍夫内(Brice Delhougne)能够亲眼看到他的产品。几年前，大卫对收集淋浴水和其他热废水中的废热产生了兴趣。其他公司也这样做了(PowerPipe)，但仅限于垂直热交换器(通常有4到6英尺长)能够安装的应用场合，而且仍然高于建筑物的废水出口。
EcoDrain的创新是一种可以水平安装的废水热交换器。
在上面的照片中，你可以看到入口和出口，这是2英寸直径的PVC，和饮用水入口和出口的侧水龙头。这个装置大约56英寸长。水流是逆流的:上面的废水朝一个方向流动，下面的饮用水朝相反的方向流动，并通过铜界面获得热量。根据相对流量和装置的螺距，EcoDrain可以回收废水中30-45%的能量。
大卫在得到他的产品之前经历了许多改进。它有一个双壁热交换器配置，应该满足规范(该产品有UPC验收)和方形截面管在饮用水侧，以最大限度地扩大热交换接触面积。该装置的上部是聚氯乙烯，并且是平滑的，以减少任何固体的积聚。
左边的照片显示了一个横截面。
EcoDrain的创新之一可以在每个方形管中看到:一个塑料插入物，旨在保持流动的高度紊流，以增加传热。
该单元的底部有一个排水孔，以便任何泄漏很快变得明显。
该装置的设计具有非常轻微的倾斜，就像典型的管道废料管一样，但它可以在更严重的斜坡上倾斜，废水流速的增加增加了热回收。
该装置可以通过管道连接，使预热的水流向淋浴器的冷侧，或同时流向淋浴器和热水器的冷入口。后者等流配置将获得最多的btu。
让我们做一些马克草率的数学。假设一个家庭每天使用30加仑的淋浴水，其中1/3的能量被回收。也就是每年625千瓦时。以0.20美元/千瓦时的价格计算(由于去年冬天的天然气价格紧缩，马萨诸塞州居民的电费中供应部分将上涨30-35% !)，那就是每年125美元。这个装置的成本是440美元，我们假设它最终的安装成本是1000美元。有一个简单的8年回报。对于天然气来说，情况会更糟。
要从PV获得625 kWh/年，需要大约500瓦的面板，这比EcoDrain的安装成本还要高。
David给我介绍的一个应用是在人们没有热水的情况下使用EcoDrain。回收排水热有效地扩展了热水器的存储能力。
David好心地给我们留下了一个，我们正在寻找一个好的应用程序，这样我们就可以在实际情况下监视它的性能。我们对产品中体现的迭代式周到的工程设计、坚固的结构、EcoDrain为显示能量回收所做的测试以及它的无阻塞性能留下了深刻印象。
马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)是位于马萨诸塞州玛莎葡萄园岛的南山公司的工程总监。他写了一个博客低碳繁荣。马克在网上教了10周的课零净能源家居设计课程作为NESEA建筑能源大师系列的一部分。你可以免费试驾他的课。
14日的评论
没有NRCAN测试数据列表吗?
加拿大自然资源公司(Natural Resources Canada)在一套标准化的条件下，保留了由第三方测试房执行的排水热回收装置的效率清单，以便人们可以进行比较。很少有水平安装单元在那里竞争，但我认为这是值得实际测试EcoDrain到NRCAN标准，以更好地掌握它。
http://oee.nrcan.gc.ca/pml-lmp/index.cfm?language_langue=en&action=app.search-recherche&appliance=DWHR&attr=0
http://www.nrcan.gc.ca/energy/efficiency/housing/home-improvements/12356
“根据相对流量和装置的间距，EcoDrain可以回收废水中30-45%的能量。”
与重力膜垂直型不同，在非常低的流量时，EcoDrain的回收效率可能会在某个低流量点下降，因为与重力膜单元不同，它依赖于热交换效率的湍流。我从公司成立之初就开始观察这家公司(全不锈钢设计)，但还没有看到很多性能数据，知道相对于流量和俯仰曲线上的拐点是很重要的。30-45%的采收率差异是一个显著的范围，如果有好的/更好的/最好的流速和角度，难道不应该公布吗?(我想大多数人更愿意将效率设定为45%而不是30%。)在安装手册的第3页，它说:
“请注意，传热性能将随着倾斜角度的增加而增加
增加。这可以提高热交换器的性能5%-10%。的
原因是倾斜角度越高，废水传播得越快。
这在废水流中产生了紊流，从而导致
废水散发热量的速度更快。对于A1000单元，a
建议最大坡度为75度，以保证有效的热传递。”(原文如此)
（https://ecodrain.ca/media/products/ecodrain-installation-manual.pdf）
75度倾斜是重要的——如果这就是需要达到45%的效率将会有许多设施,将不得不满足于更少,但要知道你放弃了多少每5度的倾斜低于弯曲近垂直的角度,和放弃,多少钱不平衡流(选择一个,第1页)vs.平衡流程(选项B)。
在MA, EcoDrain没有出现在该州的“已接受的管道装置”列表中(还没有)，这意味着它将需要一个方差来安装在该州。http://license.reg.state.ma.us/pubLic/pl_products/pb_product.asp(但目前有两家重力膜式排水换热器公司上市，分别是Renewability公司的“PowerPipe”系列和EcoInnovation公司的“ThermoDrain”系列。)
有了更多的数据和更少的代码障碍，它将更容易销售。对于那些有较浅的爬行空间或在平地基础上有厚板的房屋来说，这将是唯一的选择。
的确，排水热交换器增加了水箱式热水器的“表面尺寸”，增加了淋浴能力，并增加了所有类型热水器的“表面效率”。当考虑使用优质不锈钢热泵热水器的容量问题时，其排水热回收的成本可能与仅仅为了覆盖更多的淋浴容量而增大热水器的成本相当，甚至更低。
顺便说一句:声明“麻萨诸塞州居民即将看到一个30 - 35%供应部分的电费上涨由于去年冬天的天然气价格挤压!”是一种严重低估的实际电荷增加,供应和接近促进整个法案(包括传输和固定费用)。对于国家电网的用户来说，电力供应从8美分增加到16美分，增长了100%;对于NStar的用户来说，电力供应从9美分增加到15美分，增长了60%以上，而传输费用保持不变。这两家公用事业公司合计支付了该州一半的居民电费，所以即使没有其他公用事业公司涨价(不太可能)，它也已经比全州平均水平高出30%以上了。
和…
．..15-16美分/千瓦时的标准供应商价格现在比许多全可再生能源供应商的选择要高。在MA(和其他“脱钩”的州一样)，人们可以从其他地方购买电力，而不是当地电网和公用事业的标准组合。在这样的价格下，即使是没有补贴的屋顶太阳能也会更便宜，如果采用电网计量的话(这抵消了传输费用和供应费用)。如果有一个真正的好时机来启动MA的屋顶光伏系统交易(无论是租赁还是购买)，这可能是其中之一。
投资回报率取决于投入成本和使用模式
投入成本:能源市场价格的波动
输入值:DHW通过系统的体积(即户型大小，淋浴长度)
EcoDrain在加拿大进行了评估。
“对于使用电热水器的家庭来说，DWHR更经济，因为他们的能源成本要高得多。有电热水器的四口或四口以上的家庭可以安装像EcoDrain这样的DWHR设备。如果每天有超过14个用户，或者天然气价格回到历史水平，那么拥有天然气加热器的地区将受益于DWHR。”
“根据分析的结构，一般的加拿大家庭会
没有看到安装这个DWHR设备的好处。一般来说，目前天然气的成本较低，使得在使用天然气热水器的家庭中使用DWHR装置的经济困难。如果天然气价格回到更接近历史水平，这种情况可能会改变。根据盈亏平衡分析显示，四人或四人以上的家庭如果有电热水器，安装DWHR装置将会受益。”
https://circle.ubc.ca/bitstream/handle/2429/46650/Frankowski%20_C_SEEDS_2013.pdf?sequence=1
http://www.cmhc.ca/odpub/pdf/65680.pdf
http://www.nrcan.gc.ca/energy/efficiency/housing/home-improvements/12356
http://sbrn.solarbuildings.ca/c/sbn/file_db/Doc_File_e/On%20the%20combined%20effect%20of%20wastewater%20heat.pdf
不要低估小型HW设备的节省。
在翻新的情况下，纯粹根据节省的能源成本来计算可能是有意义的，但忽略了热水加热设备的大小/容量方面的潜在成本抵消，这通常是非常重要的。
在我自己的家里，定制的组合系统没有足够的能力运行一个24/7的淋浴，更不用说在这样做的时候加热房子了。但有了~50%的效率重力膜式排水热交换器，它管理两者。这就减少了必要的间接HW加热器的尺寸&/或降低了存储温度要求，从而允许燃气系统100%在冷凝温度下运行。
在纯天然气使用的基础上，我的DWHX的“回报”将超过10年，但事实上，它为系统的其他部分支付了更小/更便宜的设备。显然是YMMV，但要知道，如果事先考虑一下，未来节省燃料的净现值可以远远超过这个数字。
可用性问题
建议将这个设备的可饮用输出量与淋浴冷水相结合，这很直观:这是一个短期运行，通过加热冷水，你可以改变比例来节省热水。
我看到的缺点是，如果这个系统需要时间达到稳定状态(这是必须的)，目标热/冷比将不断变化，因为进入的冷水越来越多地被废水加热。
一般来说，人们不希望自己的淋浴温度发生变化。许多人浪费一吨水，或者花钱安装再循环泵，这样他们就可以设定淋浴温度，而不用担心。这个装置似乎可以解决现有的问题，使问题变得更糟(循环泵也没用!)
我希望安装这个装置的人不要为了避免温度变化的问题而增加额外的水，但我不会指望它。无论如何，房主为了节约能源而花钱，但代价是持续的不便。这听起来不像是市场成功的秘诀。
也许我高估了这个问题的严重性，但我对此表示怀疑。热交换器有一些热质量，这会导致温度上升的时间滞后。
我想知道制造商是否有回应或解决方案。
布伦特……我们使用一个
布伦特……我们使用一个恒温混合阀来调节喷头的DHW供应温度。回淋浴间的DWHR应该在那个阀门的上游。但路线(预热)供应似乎有更好的回报(如果我读的文章是正确的，也是Dana点)。
丹娜，考虑到满载和机会成本在文章和评估中缺失了。和往常一样，你的远见给我的后见之明增加了痛苦。
但在我们的情况下，两名居住者和威望卓越，DWHR将没有什么好处。如果我增加一个预热罐，我们可能会得到一些价值，如果它绝缘良好，我们把所有的排水管进入单位(特别是洗衣机)。
我们在所有水槽的DHW水龙头处安装了井涌控制阀，所以只有当握住位于趾井涌处的杠杆时，才可以使用HW。
http://www2.buildinggreen.com/blogs/foot-control-faucet-convenience-and-savings
http://www.finehomebuilding.com/departments/feedback/foot-pedal-powered-faucet.aspx
热水滞后时间
几年前我参加了一个家庭展览，有一个设备可以保持热水，所以我们不用浪费很多水等它变热。有人知道这是什么吗?
对李泰利的回应
特里,
可能是D'Mand泵。
以下是一些链接:
http://www.finehomebuilding.com/design/departments/energy-smart-details/hot-water-circulation-loops.aspx
//m.etiketa4.com/product-guide/prod/taco-hot-water-dmand-system
//m.etiketa4.com/blogs/dept/energy-solutions/waiting-hot-water
//m.etiketa4.com/green-basics/hot-water-circulation
回复马克，还在找实验对象吗?
嗨,马克,
我们刚刚开始进行DER / LEED-H改造，我认为我们是完美的测试对象!(也就是说，如果您还在“寻找一个好的应用程序”的话。)让我知道!
一如既往地感谢你提供的信息，
(Erica Downs
我的两个美分
感谢你的文章和讨论——让我看到了这个产品(电子邮件保护)在平板上，我的理解是，最有效的配置是垂直于从机组出来的冷管道到淋浴冷侧和DWH:更大的冷水总流量通过机组提取最多的BTU。
对浴室以外的管道有什么意见吗?我认为油脂问题(水槽)和不均匀的流动(洗碗机或洗衣机)会反对。
几乎关于DWHR效率的一切(大卫·格雷戈里)
可以从加拿大自然资源公司的好人所做的测试中得到:
http://www.regie-energie.qc.ca/audiences/3637-07_2/DDR3637_2/RepDDR/B-12-GI-23Doc1-2_RepDDRSE-AQLPA_3637-2_28sept07.pdf
然而，水平EcoDrain是一个不同的怪兽，将有非常不同的操作特性。而重力电影热交换器达到最高性能的最低流速(由于薄水膜紧贴的室内一侧排水)热交换的EcoDrain严重依赖于湍流热交换器在排水方面,和慢率将减少湍流和由于层流的流动换热。
“平衡流”问题,提高效率是实现当所有水沿着排水管通过饮用的热交换器的方式(热、冷端进料淋浴)是大致相同的,独立的换热器类型。
一生的分离
终身分离的水?
从照片上看，它是由碎片组成的……它有一天会失败吗?有些会在生产过程中失败吗?
不均匀膨胀……PVC诗句铜…等等……粘关节?垫圈吗?没有关节?
马丁…打电话?
丹娜
谢谢你的链接，我曾经寻找过这个研究，但几年前从未发现它!
我很惊讶使用这样的设备能节省多少钱....
即使有一个2-3 COP热水器，这将为家庭提供一个良好的长时间热淋浴，投资回报率约10年。
我认为它比最初的效率低。
至于ecodrain
我对长寿和安全的看法和AJ一样。
除非我们能得到非常高效的结果。我怀疑它能否超过30% -50%的效率
从垂直测试单元…
出于好奇,
你们有多少人相信最近/新的高效建筑/温室
层流和湍流
我不确定Ecodrain的排水侧的流动是否在倾斜时从层流转变为紊流——也许会发生。我的理解是，热回收效率的提高是由于热交换器可饮用侧的塑料插入物使可饮用侧保持紊流状态，并与热交换表面保持碰撞接触。
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