CN102679802A

CN102679802A - 自动换向运行热交换系统

Info

Publication number: CN102679802A
Application number: CN2012101610142A
Authority: CN
Inventors: 何建明; 张志洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明涉及一种自动换向运行热交换系统，包括清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、换热器、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路和控制装置，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与换热器连接，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路在换热器内的流向相反，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路分别与换热器连接，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路在换热器内的流向相反，控制装置控制清水与污水进行正反向交替换热，冷的清水交替正反向从换热器内吸热后流出，热的污水交替正反向从换热器内放热后流出，解决了现有污水热能回收装置中存在的易堵塞及热能回收率低和自动化程度低的技术问题。

Description

自动换向运行热交换系统

技术领域

本发明涉及一种热能回收处理领域，特别涉及一种自动换向运行热交换系统。

背景技术

纺织印染是工业污水排放的大户，每年排放污水量高达9亿多吨，其中印染污水排放量占纺织工业污水排放量的80%左右，是我国排放污水和污染物量较大的行业之一。但由于印染工艺的特性，决定了印染车间排放的污水温度较高，约40——50℃，甚至部分高达70——90℃以上，这些印染污水除了含有布料纤维、染料助剂等杂志外，还含有大量的热能。因此，回收印染污水热能对节约能源，降低企业运行成本具有举足轻重的作用。

目前，随着能源形势的加剧，印染行业的利润空间越来越小，为了减少企业成本，部分印染厂已经开始实施污水热能的回收利用工作；以此同时，国内外不少学者也在力图研究开发高效的污水换热器。但结果总是不尽人意，换热器运行不到一段时间就出现堵塞结垢现象，换热效率非常低，甚至无法正常运行。

中国专利局公开了申请号为2005200632671专利名称为一种废水余热回收的方法，但由于该方法只实现一次过滤，大量污物杂质被送往废水换热器，换热器经常出现堵塞结垢的现象。

中国专利局公开了公开号为CN101294775A专利名称为印染废水的热回收利用的方法中，虽然采用了二次过滤的方法减少污物杂质的含量，但没有实现很好的智能控制，自动化程度不高，也没有采用阻垢技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动换向运行热交换系统，以解决现有污水热能回收装置中存在的易堵塞及热能回收率低和自动化程度低的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种自动换向运行热交换系统，包括清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、换热器、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路和控制装置，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与换热器连接，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路在所述换热器内的流向相反，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路分别与换热器连接，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路在所述换热器内的流向相反，所述控制装置分别连接至清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路以控制清水与污水进行正反向交替换热，冷的清水交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器吸热后流出，热的污水交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器内放热后流出。

较佳地，还包括一清水进水总管，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的进水口均连接于此清水进水总管，所述清水进水总管上还设置一调节清水进水流量的调节阀。

较佳地，还包括一清水出水总管，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的出水口均连接至此清水出水总管，所述清水从清水进水总管内流入，并交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器，并从清水出水总管流出。

较佳地，所述清水正向热交换管路上包括第一正向清水阀和第二正向清水阀，所述控制装置控制打开第一正向清水阀和第二正向清水阀，冷的清水从清水进水总管进入并流经调节阀、第一正向清水阀、换热器、第二正向清水阀，并从清水出水总管流出温度升高的清水。

较佳地，所述清水反向热交换管路上包括第一反向清水阀和第二反向清水阀，所述控制装置控制打开第一反向清水阀和第二反向清水阀，冷的清水从清水进水总管进入并流经调节阀、第一反向清水阀、换热器、第二反向清水阀，并从清水出水总管流出温度升高的清水。

较佳地，还包括一污水进水总管，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的进水口均连接于此污水进水总管。

较佳地，还包括一污水出水总管，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的出水口均连接至此污水出水总管，所述污水从污水进水总管内流入，并交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器，并从污水出水总管流出。

较佳地，所述污水正向热交换管路上包括第一正向污水阀和第二正向污水阀，所述控制装置控制打开第一正向污水阀和第二正向污水阀，热的污水从污水进水总管依次流经第一正向污水阀、换热器、第二正向污水阀，并从污水出水总管流出温度降低的污水。

较佳地，所述污水反向热交换管路上包括第一反向污水阀和第二反向污水阀，所述控制装置控制打开第一反向污水阀和第二反向污水阀，热的污水从污水进水总管依次流经第一反向污水阀、换热器、第二反向污水阀，并从污水出水总管流出温度降低的污水。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

本发明一种自动换向运行热交换系统，换热器通过清水的正反向交替运行和污水的正反向交替运行分别进行正反向冲洗，使热交换器在运行中实现冲洗，解决换热器出现堵塞结垢的现象，提高了热能回收效率。并且，在本发明中，通过控制系统来调整清水与污水的正反向运行，提高了自动化控制程度和热交换系统运行效率。

附图说明

图1为本发明一种自动换向运行热交换系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种自动换向运行热交换系统，包括清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、换热器、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路和控制装置，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与换热器连接，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路在换热器内的流向相反，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路分别与换热器连接，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路在换热器内的流向相反，控制装置分别连接至清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路以控制清水与污水进行正反向交替换热，冷的清水交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器吸热后流出，热的污水交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器内放热后流出。在本发明中，换热器通过清水的正反向交替运行和污水的正反向交替运行分别进行正反向冲洗，通过这种正反向交替运行的方式，解决了换热器出现堵塞结垢的现象。以下结合附图，对本发明加以详细说明。

请参考图1，一种自动换向运行热交换系统，包括清水端1、换热器3、污水端2和控制系统，从清水端1进入到换热器3的冷（温度低）的清水与从污水端2进入到换热器3的热（温度高）的污水在换热器3中发生热交换，热的污水将热能传递给冷的清水，使得最终从清水端1流出的清水温度升高，从污水端2流出的污水温度降低。在本发明中，清水端1和污水端2均采用正反两种流动方向在换热器3中运行，目的是防止换热器3中出现堵塞结垢。在本发明中，清水端1和污水端2在换热器3中的正反向运行是受控制装置控制实现的。

清水端1：包括清水进水总管11、清水正向热交换管路、清水反向热交换管路和清水出水总管14，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与控制装置连接，受控制装置控制来改变清水在换热器3中的正反向运行。清水进水总管11连接于清水源，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的进水口均连接于清水进水总管11，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与换热器3连接，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路在换热器3内的流向相反，清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的出水口均连接于清水出水总管14，清水从清水进水总管11内流入，并交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器3，并从清水出水总管14流出。在本实施例中，清水进水总管11上还设置一调节清水进水流量的调节阀111，根据污水进温度（污水的初始温度）T₁与在清水出温度（经在换热器3中加热的清水的末端温度）T₂之差与设定值差，自动改变调节阀111的开度，使得清水出温度T₂与污水进温度T₁保持一个相对稳定的温差，以提高热能回收率。

在本实施例中，清水正向热交换管路上包括第一正向清水阀121和第二正向清水阀122，第一正向清水阀121和第二正向清水阀122分别位于换热器3的两侧，控制装置控制打开第一正向清水阀121和第二正向清水阀122，冷的清水从清水进水总管11进入并流经调节阀111、第一正向清水阀121、换热器3、第二正向清水阀122后，并从清水出水总管14流出温度升高的热清水。

清水反向热交换管路上包括第一反向清水阀131和第二反向清水阀132，第一反向清水阀131和第二反向清水阀132分别位于换热器3的两侧，控制装置控制打开第一反向清水阀131和第二反向清水阀132，冷的清水从清水进水总管11进入并流经调节阀111、第一反向清水阀131、换热器3、第二反向清水阀132，并从清水出水总管14流出温度升高的热清水。

在本实施例中，第一正向清水阀121、第二正向清水阀122、第一反向清水阀131和第二反向清水阀132的开合是受控制装置控制的，第一正向清水阀121和第二正向清水阀122同时打开和关闭，第一反向清水阀131和第二反向清水阀132同时打开和关闭，但第一正向清水阀121和第一反向清水阀131是交替开合的。当第一正向清水阀121和第二正向清水阀122同时打开时，第一反向清水阀131和第二反向清水阀132是同时关闭的，此时为清水在换热器3中正向运行；当第一反向清水阀131和第二反向清水阀132同时打开时，第一正向清水阀121和第二正向清水阀122是同时关闭的，此时为清水在换热器3中反向运行。

污水端2：包括污水进水总管21、污水正向热交换管路和污水反向热交换管路和污水出水总管24，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路均与控制装置连接，受控制装置控制来改变污水在换热器3中的正反向运行。污水进水总管21连接于污水源，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的进水口均连接于污水进水总管21，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路均与换热器3连接，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路在换热器3内的流向相反，污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的出水口均连接于污水出水总管24，污水从污水进水总管21内流入，并交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器3，然后从污水出水总管24流出。

在本实施例中，污水正向热交换管路上包括第一正向污水阀221和第二正向污水阀222，第一正向污水阀221和第二正向污水阀222分别位于换热器3的两侧，控制装置控制打开第一正向污水阀221和第二正向污水阀222，热的污水从污水进水总管21依次流经第一正向污水阀221、换热器3、第二正向污水阀222，并从污水出水总管24流出温度降低的污水。

污水反向热交换管路上包括第一反向污水阀231和第二反向污水阀232，第一反向污水阀231和第二反向污水阀232分别位于换热器3的两侧，控制装置控制打开第一反向污水阀231和第二反向污水阀232，热的污水从污水进水总管21依次流经第一反向污水阀231、换热器3、第二反向污水阀232，并从污水出水总管24流出温度降低的污水。

在本实施例中，第一正向污水阀221、第二正向污水阀222、第一反向污水阀231和第二反向污水阀232的开合是受控制装置控制的，第一正向污水阀221和第二正向污水阀222同时打开和关闭，第一反向污水阀231和第二反向污水阀232同时打开和关闭，但第一正向污水阀221和第一反向污水阀231是交替开合的。当第一正向污水阀221和第二正向污水阀222同时打开时，第一反向污水阀231和第二反向污水阀232是同时关闭的，此时为污水在换热器3中正向运行；当第一反向污水阀231和第二反向污水阀232同时打开时，第一正向污水阀221和第二正向污水阀222是同时关闭的，此时为污水在换热器3中反向运行。

在本系统中，系统的正向运行是：第一正向清水阀121和第二正向清水阀122同时打开，第一反向清水阀131和第二反向清水阀132同时关闭，第一正向污水阀221和第二正向污水阀222同时打开，第一反向污水阀231和第二反向污水阀232同时关闭，即系统的正向运行是清水和污水均正向运行。

系统的反向运行是：第一反向清水阀131和第二反向清水阀132同时打开，第一正向清水阀121和第二正向清水阀122同时关闭，第一反向污水阀231和第二反向污水阀232同时打开，第一正向污水阀221和第二正向污水阀222同时关闭，即系统的反向运行是清水和污水均反向运行。

在本系统中，污水的正反向运行有个时间周期，此时间周期是通过控制装置预先设置的，本发明对此时间周期的具体时间不做限制，如每20个小时换向一次。

本发明通过此正反向运行，使换热器边运行边冲洗，可有效的消除了换热器3内的堵塞结垢，减少热交换器人工维护频率。在本发明中，对换热器3的类型不做限制，如采用相变换热器、板式换热器或管式换热器等。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims

1.一种自动换向运行热交换系统，其特征在于，包括清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、换热器、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路和控制装置，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路均与换热器连接，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路在所述换热器内的流向相反，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路分别与换热器连接，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路在所述换热器内的流向相反，所述控制装置分别连接至清水正向热交换管路、清水反向热交换管路、污水正向热交换管路、污水反向热交换管路以控制清水与污水进行正反向交替换热，冷的清水交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器吸热后流出，热的污水交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器内放热后流出。

2.如权利要求1所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，还包括一清水进水总管，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的进水口均连接于此清水进水总管，所述清水进水总管上还设置一调节清水进水流量的调节阀。

3.如权利要求2所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，还包括一清水出水总管，所述清水正向热交换管路和清水反向热交换管路的出水口均连接至此清水出水总管，所述清水从清水进水总管内流入，并交替从清水正向热交换管路和清水反向热交换管路流入换热器，并从清水出水总管流出。

4.如权利要求3所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，所述清水正向热交换管路上包括第一正向清水阀和第二正向清水阀，所述控制装置控制打开第一正向清水阀和第二正向清水阀，冷的清水从清水进水总管进入并流经调节阀、第一正向清水阀、换热器、第二正向清水阀，并从清水出水总管流出温度升高的清水。

5.如权利要求3所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，所述清水反向热交换管路上包括第一反向清水阀和第二反向清水阀，所述控制装置控制打开第一反向清水阀和第二反向清水阀，冷的清水从清水进水总管进入并流经调节阀、第一反向清水阀、换热器、第二反向清水阀，并从清水出水总管流出温度升高的清水。

6.如权利要求1所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，还包括一污水进水总管，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的进水口均连接于此污水进水总管。

7.如权利要求6所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，还包括一污水出水总管，所述污水正向热交换管路和污水反向热交换管路的出水口均连接至此污水出水总管，所述污水从污水进水总管内流入，并交替从污水正向热交换管路和污水反向热交换管路流入换热器，并从污水出水总管流出。

8.如权利要求7所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，所述污水正向热交换管路上包括第一正向污水阀和第二正向污水阀，所述控制装置控制打开第一正向污水阀和第二正向污水阀，热的污水从污水进水总管依次流经第一正向污水阀、换热器、第二正向污水阀，并从污水出水总管流出温度降低的污水。

9.如权利要求8所述的自动换向运行热交换系统，其特征在于，所述污水反向热交换管路上包括第一反向污水阀和第二反向污水阀，所述控制装置控制打开第一反向污水阀和第二反向污水阀，热的污水从污水进水总管依次流经第一反向污水阀、换热器、第二反向污水阀，并从污水出水总管流出温度降低的污水。