CN102798306A - 弯板式污水换热器 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种弯板式污水换热器，它的结构包括：箱体、污水流道和清水流道。污水流道和清水流道在箱体内上下相间设置，污水和清水通过间壁换热，流道的间壁的横切面，均为向下弯曲的弧形，是一种类似水槽的横向弯板。污水从箱体上方的污水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的污水流道流动。清水从箱体下方的清水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的清水流道流动。流道间壁采用横向弯板，有很高的强度。当污水中杂质沉淀，由于弯板的坡度影响，杂质集中在污水流道的中心线附近，对传热的影响较小，也便于清洗。本发明适用于污水换热，不易诸塞，制造成本较低，设备也较轻，可以长期稳定工作，还可以保持较高的传热效率。

Description

弯板式污水换热器

技术领域

本发明涉及热交换设备，特别是涉及弯板式污水换热器。

背景技术

利用城市污水作为冷热源对建筑进行采暖空调，可以直接减少其他短缺能源的消耗，同时还可以达到废物利用的目的，是资源再生利用、发展循环经济、建设节约型社会、友好环境的重要措施。

污水源热泵是依靠热泵机组内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而实现供冷。污水替代了冷却塔，具有高效节能、绿色环保、安全可靠、一机多用等突出优点。

利用污水源热泵实现城市废热的回收利用，变废为宝，是新型的可再生清洁能源利用技术，符合可持续发展、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。在扩大城市污水利用范围、拓展城市污水治理效益方面具有深远意义。

解决包括污水在内的恶劣水质，对换热设备及管路的堵塞与结垢，实现持续和稳定地换热，是一个世界性技术难题。

利用污水作为热泵冷热源的技术关键在于：实现污水的高效连续换热。

通常的做法是在城市污水和热泵之间，设置污水过滤装置和污水换热器，热泵从污水中吸收热量，或向污水中释放热量。交换能量后的污水，从回水管，返回到城市污水的排放系统中。

在污水换热器前设置的污水过滤装置，其过滤孔不可能很小，否则污水过滤装置很快就被堵塞。当污水过滤装置的过滤孔较大时，这样的污水过滤装置，不可能彻底解决污水换热器的堵塞问题。

为了防止污水换热器堵塞，通常的做法是采用平板大流道的污水换热器。这种换热器污水流动空间大，流道内基本没有水平和上下支撑。如果在污水流道内有任何支撑，很快就会在这些支撑上挂垢，特别是一些纤维类的东西，包括头发，从而造成阻塞。对于普通换热器，可以采用在换热板上，进行碾压，产生凸凹形状，以增强抗压能力。但是，对于污水换热器，却不能采用这个办法，否则，凸凹不平的表面很快积垢，促成换热器换热效果下降。

对于污水换热器，考虑到污水或清水的压力，为了保证流道的强度，流道的壁面不得不采用很厚的钢板做成，这就增加了金属材料的消耗，建造成本，和运输费用。

上述有关污水换热器的背景技术，在以下专著中有详细描述：

1、赵军，戴传山主编，地源热泵技术与建筑节能应用，北京：中国建筑工业出版社，2009。

2、(美)沙拉，塞库利克著，程林译，换热器设计技术，北京：机械工业出版社，2010。

发明内容

本发明给出一种弯板式污水换热器。

它的结构包括：箱体、污水流道和清水流道；污水和清水分别在流道内多流程地水平流动，污水流道和清水流道在箱体内上下设置，其中间是共同的间壁，污水和清水通过间壁换热，其特征在于：所述流道的间壁的横切面，均为向下弯曲的弧形，是一种类似水槽的横向弯板。

所述箱体，它包括弯板式污水换热器的外壁和底座，呈矩形，箱体用碳钢板做成；箱体内部是污水流道和清水流道，箱体外壁上，有污水进口、污水连管、污水出口、清水进口、清水连管、清水出口。

所述污水流道，它包括：污水进口、间壁、污水连管和污水出口；污水从箱体上方的污水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的污水流道流动，通过流道末端开口，进入污水连管，跨过一个清水流道，进入下一个水平的反方向的污水流道，经过在换热器内多次往返流动，，最后到达箱体下方的污水出口，污水流道用碳钢板做成。

所述清水流道，它包括：清水进口、间壁、清水连管和清水出口，清水从箱体下方的清水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的清水流道流动，通过流道末端侧面开口，进入清水连管，跨过一个污水流道，进入下一个水平的反方向的清水流道，经过在换热器内多次往返流动，最后到达箱体上方的清水出口，清水流道用碳钢板做成。

本发明的优点是：

1，它适用于污水换热，流道内部通畅，不易诸塞；

2，流道的间壁采用横向弯板，流道的截面为凹陷的弧形，这样的流道形状具有很高的强度，流到的壁面不必采用很厚的钢板，降低了成本；

3，污水中的杂质沉淀时，杂质集中在污水流道的中心线附近，在较窄的区域内，对传热的影响较小；

4，因为杂质集中在污水流道的中心线附近，又是直通的流道，所以很方便清洗。用高压水冲洗，或用毛刷刷洗，都很容易。

可以看出，弯板式污水换热器，它适用于污水换热，它不易诸塞，杂质沉淀积垢也不太影响换热，制造成本较低，设备也较轻。弯板式污水换热器可以长期稳定工作，可以保持较高的换热效率。

附图说明

图1是本发明弯板式污水换热器实施例的基本原理图；

图2是本发明弯板式污水换热器实施例的污水流道结构图；

图3是本发明弯板式污水换热器实施例的清水流道结构图；

图4是本发明弯板式污水换热器实施例的外形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。

图1给出了本发明弯板式污水换热器实施例的基本原理图。

本发明弯板式污水换热器实施例的基本原理如图1所示。污水与清水进行热交换，污水与清水的两个流道，是由外壁130和间壁120，所构成的两个上下相邻的流道，当两个流道的流体的温度不同时，两个流道的流体，即污水与清水，通过间壁120换热。

流道的两侧外壁130都是平板，这和一般的换热器是一样的，但流道的间壁120是一个向下凹陷的弧形，即间壁120的横向截面是一个弯板。而且，从上到下，所有的间壁都是同样的弧形，即同样的弯板。由上下都是弧形弯板间壁形成的流道，是横截面为向下凹陷的弧形的流道。

通常换热器的间壁都是平板，本发明弯板式污水换热器实施例的间壁采用了弯板。由间壁120隔开的两个流道，一个流道是污水管道115，另一个流道是清水管道215，两个流道中的流体的温度不同时，它们之间通过间壁120进行热交换。

按着这种结构设置的换热器，它有如下几点好处：

1，它适用于污水换热，流道内部通畅，无阻挡，无死角，不易诸塞；

2，当污水中的杂质在流道中沉淀，杂质落在弧形的间壁上，沿着坡度向流道的中心线滑移。最后，大部分杂质集中在流道中心线附近，将杂质对间壁传热的影响降到最低限度；

3，相对于平板的间壁，弧形的间壁有较高的强度，不用很厚的间壁，可以节省材料，降低成本；

4，采用弧形截面的直通的流道，污垢又集中在流道中心线附近，这样的弯板式污水换热器的清洗比较方便，可以用高压水冲，或用毛刷擦洗，都很容易去除污垢。

可以看出，弯板式污水换热器，它适用于污水换热，它不易诸塞，杂质沉淀积垢也不太影响换热。弯板式污水换热器可以长期稳定工作，始终可以保持较高的换热效率。

图2给出了本发明弯板式污水换热器实施例的污水流道结构图。

本发明弯板式污水换热器实施例的污水流道，它包括：污水进口110、间壁120、污水连管125和污水出口140。

污水从箱体上方的污水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的污水管道115流动，通过流道末端开口，进入污水连管125，跨过一个清水流道，进入下一个水平的污水流道，在换热器内多次往返流动，到达最下部的污水流道，最后到达箱体下方的污水出口140，污水流道用碳钢板做成。

在污水换热器内，每一个水平污水流程的两端的开口，或连接污水进口，或连接污水连管，或连接污水出口。

污水流道内的污水，是在一个垂直立面内，在不同的高度上，水平往返流动。就是说，上一个污水流程如果是从左到右，下一个污水流程就是从右到左。两个污水流程之间，夹一个清水流程。同样的，两个清水流程中间，也夹一个污水流程。

污水流道内污垢杂质，由于重力影响和间壁坡度作用，沉积在污水流道底面的中心线附近。污水流道底面的其它部分污垢很少，与清水流道的换热基本不受影响。

污水流道的顶面，与污水的上表面接触，结构很少，污水与清水的换热基本不受影响。因此，污水在污水流道内，应该是充满流道的流动，或说是，污水流道的四个表面，包括上表面，必须是湿润的。污水流道上表面与清水流道的换热量，占全部污水换热量的半数以上。

污水的粘性较大，换热器的热阻主要是在污水侧的污垢。换热器污水流道中间设有多个折返流道，是为了提高污水流速，以提高污水与间壁之间的对流换热系数。

为了防止污水对换热器污水流道的腐蚀，对污水流道的四个内表面，要做表面处理，可以电镀耐蚀金属，比如：铬、镍。

图3给出了本发明弯板式污水换热器实施例的清水流道结构。

本发明弯板式污水换热器实施例的清水流道，它包括：清水进口210、间壁120、清水连管225和清水出口240。

清水从箱体下方的清水进口210进入，沿着由上下间壁120和箱体外壁130形成的水平的清水管道215流动，通过流道末端侧面开口，进入清水连管225，跨过一个污水流道，进入下一个水平的反方向的清水流道，在换热器内多次往返流动，到达最上方的清水流道，最后到达箱体上方的清水出口240，清水流道用碳钢板做成。

在清水换热器内，每一个水平的清水流程的两端的开口，或连接清水进口，或连接清水连管，或连接清水出口。

清水流道的清水，是在一个垂直立面内，在不同的高度上，水平往返流动。就是说，上一个清水流程如果是从左到右，下一个清水流程就是从右到左。两个清水流程之间，夹一个污水流程；同样的，两个污水流程中间，也夹一个清水流程。

清水流道内，很少有污垢杂质，少许杂质沉积在清水流道底面的中心线附近，对清水流道与污水流道的换热，基本无影响。

清水流道的顶面，与清水的上表面接触，没有污垢。清水流道的顶面与上边的污水流道的换热，基本是取决污水侧的热阻。清水流道的下表面与污水流道的换热情况最好，这是因为下边的污水流道的顶面，污垢很少，热阻较小。

为了保证充分换热，清水在清水流道内，应该是充满流道的流动，或说是，清水流道的四个表面，包括上表面，即顶面，必须是湿润的。清水流道下表面，即底面，与污水流道的换热量，占全部清水换热量的半数以上。

换热器清水流道中间设有多个折返流道，是为了提高清水流速，以提高清水与间壁之间的对流换热系数。

为了防止水对换热器清水流道的腐蚀，清水流道的四个内表面，要做表面处理，可以采用烤漆防腐。

图4给出了本发明弯板式污水换热器实施例的外形图。

本发明弯板式污水换热器实施例的外形是一个矩形的箱体，用碳钢板做成，箱体的外表面上有：外壁130、污水进口110、污水连管125、污水出口140、清水进口210、清水连管225、清水出口240和底座150。

污水从箱体上方的污水进口110进入换热器后，沿着水平的污水流程，在换热器内往返流动，每流完一个行程，通过污水连管125，向下降一个流道。往返流过几个行程后，到达箱体最下部的污水流程，再到达污水出口140。

清水由箱体下方的清水进口210进入，沿着水平的清水流程流动，每流完一个行程，通过清水连管225，进入下一个流程。往返流过几个行程后，到达最上部的清水流程，再到达箱体上方的清水出口240。

污水与清水是逆流换热。

Claims (4)

1.一种弯板式污水换热器，它的结构包括：箱体、污水流道和清水流道；污水和清水分别在流道内多流程地水平流动，污水流道和清水流道在箱体内上下设置，其中间是共同的间壁，污水和清水通过间壁换热，其特征在于：

所述流道的间壁的横切面，均为向下弯曲的弧形。

2.按照权利要求1所述的弯板式污水换热器，其特征在于：

所述箱体，它包括弯板式污水换热器的外壁和底座，呈矩形，箱体用碳钢板做成；箱体内部是污水流道和清水流道，箱体外壁上，有污水进口、污水连管、污水出口、清水进口、清水连管、清水出口。

3.按照权利要求1或2所述的弯板式污水换热器，其特征在于：

所述污水流道，它包括：污水进口、间壁、污水连管和污水出口；污水从箱体上方的污水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的污水流道流动，通过流道末端开口，进入污水连管，跨过一个清水流道，进入下一个水平的反方向的污水流道，经过在换热器内多次往返流动，，最后到达箱体下方的污水出口，污水流道用碳钢板做成。

4.按照权利要求1或2所述的弯板式污水换热器，其特征在于：

所述清水流道，它包括：清水进口、间壁、清水连管和清水出口；清水从箱体下方的清水进口进入，沿着由上下间壁和箱体外壁形成的水平的清水流道流动，通过流道末端侧面开口，进入清水连管，跨过一个污水流道，进入下一个水平的反方向的清水流道，经过在换热器内多次往返流动，最后到达箱体上方的清水出口，清水流道用碳钢板做成。

Images