CN101413764B - 污水源热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水源热交换器。包括有套管和换热管，套管中轴向贯穿换热管，套管的两端与换热管之间设置有部件连接接头和压盖，受热介质的进、出接口开设在套管的管壁上；换热管伸出套管之外的两端之端部设置有三通接头和端盖，三通接头的径向设置与换热管内腔相通的污水进、出接口；换热管内设置有节距式链轴除垢器。本发明不仅可以制作成直管，还可设置成U型、O型、S型等弯曲环型结构，在达到同样换热效果的情况下，缩短了换热管长度，减小热交换器安装空间，减少了耗材、降低生产成本；本发明可主动控制对换热器进行连续或者定时除污和不同旋转方向的除污，除垢效果好；且拆卸方便、易进行清洗。本发明特别适宜于污水源热泵系统中作冷凝器或蒸发器所用。

Description

污水源热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器技术，特别涉及一种取用原生污水作为热源的热交换器。

背景技术

目前，具有明显节能效果和良好环保效益的热交换器的应用前景很好。但是现已面市的热交换器并不适用于以城市原生污水、工业废弃水等非自然水为热源的热交换。这是因为原生污水所含固态废弃物多、泥沙含量大，泥沙不能与水同步流动，所产生的沉积就会造成管道堵塞；另其所含的各种有机物和污泥相结合，极易形成“软垢”附着在热交换器的内表面，会严重影响换热效果。然而，城市中原生污水或工业废弃水不但量大，而且流量稳定、冬暖夏凉，具有其他热源所不可比拟的优点，如不加利用是非常可惜的。特别是含有大量热能的原生污水源、可以为人们生产、生活供热或制冷，但其中最重要的是离不开符合要求的、作为蒸发或冷凝所用的热交换器。为此，研究设计适宜于原生污水源的热交换器是极为必要的。中国专利CN201069339公开了一种“污水源热泵自清洗换热器”，该技术方案是在所称换热器的换热管中安装螺旋纽带装置，该装置在水流作用下作自然旋转，该被动的除污方式实现了污水换热器在运行中自动连续地清理水垢、污垢。但这种“污水源热泵自清洗换热器”由于结构上的局限性也不可避免地存在着一些不足之处，如：较长的外形给运输以及进入系统中的安装带来诸多不便；其直管型换热管换热效率相对较低；另，换热器拆卸不很方便等。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种污水源热交换器，目的在于使它更适宜在污水源的热交换中的应用，并取得良好的热交换效果。

本发明的技术解决方案：

本发明是对现有技术的一种改进，与现有技术相同之处是均包括有套管和换热管，且套管和换热管均设有各相关介质的进、出接口，套管内壁与换热管外壁之间均设有受热介质的流通通道，换热管内设置除垢器；不同之处在于：所述套管之中轴向贯穿换热管，套管的两端与换热管之间连接设置有连接接头和压盖，受热介质的进、出接口开设在套管的管壁上；所述换热管伸出套管之外的两端之端部设置有三通接头和端盖，三通接头的径向设置与换热管内腔相通的污水进、出接口；所述换热管内设置有节距式链轴除垢器。

本发明的进一步技术解决方案：

所述套管的两端与换热管之间设置的连接接头为圆柱状凸台，其凸出的外圆与套管的内径相应匹配；其内圆与换热管的外径相应匹配，连接接头与换热管为焊接；所述压盖呈中空的翻边状，通过内螺纹与连接接头圆柱面上设置的外螺纹旋接，连接接头的凸台面上放置橡胶密封件。

所述换热管为材质是铜、或钢、或合金的螺旋管、或直光管、或波纹管。换热管的两端设置的三通接头的一端与换热管焊接，另一端设置外螺纹、与设置有内螺纹的端盖通过橡胶密封件旋接压紧，密封住换热管轴向通道。

所述换热管内轴向所设置的节距式链轴除垢器由节距链轴、若干单元节距以及设置在节距体外的除垢刷组成。单元节距或呈环状、或为圆柱状、或为多棱柱状；除垢刷刷毛的径向长度与换热管内径相应匹配，该除垢刷为刚柔并济材质，或为软钢丝、或为塑料丝、或为牲畜毛制成。当单元节距为环状时，各节距环通过环环相扣连接成环链，且该环链的两端设节距链轴；当单元节距为圆柱状、或为多棱柱状时，各节距单元的两端分别设置凸肩、凹槽，相邻单元节距凸肩插入凹槽内，通过销轴连接成节距链轴。节距链轴两端设置有“O形圈”穿过换热管的密封端盖，其中一端连接驱动装置；或其中一端与超越离合器的被动圈相连接，超越离合器的主动轮轴穿过端盖并与之构成旋转密封，轴端连接驱动装置。

本发明的有益效果：

(一)本发明的换热管内，由于同轴心地设置了首尾相接、环环紧扣的链状结构的节距式链轴除垢器，其节距链轴可以弯曲设置，因此换热管不仅可以制作成直管，还可设置成U型、O型、S型等弯曲环型结构，且伸缩长短不受限制，在达到同样换热效果的情况下，可大大缩短换热管长度，减少热交换器安装所需占据空间，且减少耗材、降低生产成本。

(二)本发明的节距式链轴除垢器的节距链轴轴端与驱动装置连接，可以主动控制对换热器进行连续或者定时除污和不同旋转方向的除污，而且当驱动装置间隔停机时，仍可以借助换热器内水流的作用使除垢器产生旋转，特别是连接有超越离合器的除垢器，可与超越离合器被动圈一起旋转，而不影响驱动装置。

(三)本发明的套管两端与换热管之间设置连接接头和压盖；换热管的两端设置有三通接头和端盖，连接接头和压盖、三通接头和端盖均采用螺纹联接，压紧橡胶密封件予以密封，方便拆卸，易进行清洗和除污。

附图说明

图1为本发明的基本结构(如实施例一)示意图；

图2为本发明的组件节距式链轴除垢器(如实施例二)的结构示意图；

图3为本发明优选实施例的结构示意图；

具体实施方式

实施例一，如图1所示：

本发明包括套管1和贯穿其中的换热管2，且套管内壁与换热管外壁之间为受热介质的流通通道11。外套管的管壁上开设有受热介质的进接口12、出接口13；换热管内轴向设置有节距式链轴除垢器3。套管1的两端与换热管之间设置连接接头21和压盖22。换热管2的两端设置有三通接头23和端盖24，三通接头的径向设置与换热管内腔相通的污水进接口231、出接口232。图中换热管为螺旋管。受热介质从受热介质的进接口12进入，徘徊在螺旋流通通道11内受热后，再从受热介质的出接口13流出，受热介质的进接口12与受热介质的出接口13的部位交错、方位相反。污水介质从污水介质进接口231进入，在换热管内节距链轴在驱动装置4的带动下旋转，污水经搅动散热后，再从污水介质的出接口232流出，污水介质的进接口231与污水介质的出接口232的部位交错、方位相反。如此，受热介质与污水逆向流动使两种介质最大程度地进行了热交换。所述换热管内轴向所设置的节距式链轴除垢器3由节距链轴31、若干单元节距32以及设置在节距上的除垢刷33组成。其过程中各单元节距32体外所设置的柔性除垢刷33不间断地对换热管内壁除垢。

实施例二，如图2所示：

本发明换热管内所设节距式链轴除垢器的单元节距为圆柱形(图中未示多棱柱状)，单元节距两端分别设置凸肩34、凹槽35，相邻单元节距凸肩插入凹槽内，通过销轴36连接成链轴；单元节距上设置刷毛为软钢丝的除垢刷。该除垢刷还可塑料丝或牲畜毛制成，径向尺寸与换热管内径相适应。

优选实施例，如图3所示：

本实施例中，所述的节距式链轴除垢器3一端与超越离合器37的被动圈371相连接，超越离合器的主动轮轴372与端盖24构成旋转密封，且轴端连接驱动装置4。当输入电能，驱动装置4通过超越离合器带动节距式链轴除垢器3按设计的方向转动，实现对换热管内表面除污。其节距式链轴的转速，除污工作时间、间隔时间、污物残留量等参数均可通过计算机设定控制，达到自动除污。

本发明特别适宜于污水源热泵系统中作冷凝器或蒸发器应用。

Claims (7)

1.污水源热交换器，包括套管和换热管，套管内壁与换热管外壁之间设有受热介质的流通通道，换热管内设置有节距式链轴除垢器，其特征在于：所述套管之中轴向贯穿换热管，套管的两端与换热管之间设置连接接头和压盖，套管的管壁上开设有受热介质的进、出接口；所述换热管伸出套管之外的两端之端部设置有三通接头和端盖，三通接头的径向设置与换热管内腔相通的污水进、出接口；所述换热管内轴向所设置的节距式链轴除垢器由节距链轴、若干单元节距以及除垢刷组成，节距链轴与若干单元节距连接，节距链轴两端穿过换热管的密封端盖；轴与端盖设置有“O形圈”；除垢刷设置在单元节距上。

2.根据权利要求1所述的污水源热交换器，其特征在于：所述套管的两端与换热管之间设置的连接接头为圆柱状凸台，所述圆柱状凸台凸出的外圆与套管的内径相应匹配；所述圆柱状凸台的内圆与换热管的外径相应匹配，连接接头与换热管为焊接；所述压盖呈中空的翻边状，通过内螺纹与连接接头圆柱面上设置的外螺纹旋接。

3.根据权利要求1所述的污水源热交换器，其特征在于：所述换热管两端部设置的三通接头除径向为污水进、出接口外，一端与换热管焊接，另一端设置外螺纹，与设置有内螺纹的端盖旋接，密封住换热管轴向通道。

4.根据权利要求1述的污水源热交换器，其特征在于：所述的单元节距或呈环状、或为圆柱状、或为多棱柱状；单元节距为环状时，各节距环通过环环相扣连接成环链，且该环链的两端连接节距链轴；单元节距为圆柱状、或为多棱柱状时，各节距单元的一端设置有凸肩、另一端设置有凹槽，相邻单元节距凸肩插入凹槽内，通过销轴连接成节距链轴。

5.根据权利要求1所述的污水源热交换器，其特征在于：所述的除垢刷刷毛的径向长度与换热管内径相应匹配，该除垢刷或为软钢丝、或为塑料丝、或为牲畜毛制成。

6.根据权利要求1述的污水源热交换器，其特征在于：所述的节距链轴，其中一端连接驱动装置；或其中一端与超越离合器的被动圈相连接，超越离合器的主动轮轴穿过端盖并与端盖构成旋转密封，节距链轴的轴端连接驱动装置。

7.根据权利要求1所述的污水源热交换器，其特征在于：所述的换热管为螺旋管、或为光管、或为波纹管，其材质是铜、或钢、或合金。

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