CN104197750A - 楔形管式换热器 - Google Patents

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Abstract

一种关于污水源热泵系统的高效污水换热器装置,使用了楔形管道，有利于污浊流体的流动顺畅，增加了换热器污水与清水的接触面。楔形管道之间加装了网状支承架，既增强了楔形管的抗压强度，同时又减弱了因冷热流体的压力波动而产生的振颤。根据工程项目的实际状况，热冷流体流量、换热面积、换热量大小等实际需求，可以作多楔形管道、多区室、多流程的设计。

Description

楔形管式换热器
技术领域
本发明属于污水源热泵领域，涉及一种关于污水源热泵系统的高效污水换热器装置。 
背景技术
目前人口增长、环境污染等越来越多的社会问题备受人们关注，而资源缺乏在21世纪又成为全球共同面临的危机。因此，利用可再生能源是环保节能的需要。采用热泵技术，利用城市污水热能作为低位热源供热/制冷是实现污水热能综合利用的有效途径之一。回收蕴藏于污水中的城市废热这种可再生能源，拓展城市污水处理和能源利用的效益，实现废水回收再利用，体现了“大力发展循环经济，建设节约型城市”的要求。但同时城市污水热能利用的首要难题在于如何避免污水中所含的大量固体污杂物堵塞换热设备。为解决原生污水堵塞换热器的问题，本发明通过设计特殊的污水管路形状，达到良好的防堵换热的效果。 
发明内容
针对现有换热器易堵塞、换热效率不高等问题，本发明使用了楔形管道，有利于污浊流体的流动顺畅，增加了换热器污水与清水的接触面。根据工程项目的实际状况，热冷流体流量、换热面积、换热量大小等实际需求，可以作多楔形管道、多区室、多流程的设计。 
本发明是这样实现的，换热器主要由(带有冷流体连通和冷流体 出口的)盖板、(带有冷流体连通和冷流体进口的)底板、(带有检视窗的)热流体进出口仓、(带有检视窗的)热流体连通ⅠⅡⅢ、(带有固定支承架的)两侧板、楔形管道、前后堵板、水平中隔板、上下垂直中隔板及楔形管之间的网状支承架等所组成；换热器各密封处，皆采用橡胶条紧固密封。换热器由两件上、下垂直中隔板和水平中隔板划分为四个区域：即热流体流道的右上楔形管道、左上楔形管道、左下楔形管道、右下楔形管道及冷流体流道的右下室、左下室、左上室、右上室。 
热流体从热流体进口进入右上楔形管道中，经热流体连通Ⅰ进入左上楔形管道中，与楔形管外的冷流体换热后，再经热流体连通Ⅱ进入左下楔形管道中，与楔形管外的冷流体换热后经热流体连通Ⅲ进入右下楔形管道中，换热后从热流体出口输出。与此同时，冷流体从冷流体进口流入换热器的右下室中，与楔形管中热流体换热后，在右下室末端经楔形管之间的网状支承架间的缝隙及底板上的冷流体连通进入左下室，换热后在左下室末端穿过水平中隔板的孔隙进入左上室，与冷流体换热后经楔形管之间的网状支承架间的缝隙及盖板上的冷流体连通进入右上室，与冷流体换热后从冷流体出口流出。 
本发明的有益效果是： 
1、楔形管道是创新研制的新式独特的一种换热器的核心部件。符合国家现有的国家标准生产的钢管，用成型模具控制；楔形管道的材质可依据冷热流体的化学形态、冷热流体运行压力大小等实际情况进行选择。 
2、楔形管道呈上、下圆滑，上窄下宽的长楔状，用其作为换热器流体管道不仅完全具有宽流道换热器之优点，而且尤其适用于作为污浊流体管道，由于管道呈上窄下宽长楔状，有利于污浊流体顺畅流动，不易堵塞。特别适用于城市原生污水源作为热流体的管道之用。 
3、热流体与冷流体呈逆向流动，可获得最佳换热效果，而且诸楔形管道之间加装了网状支承架，既增强了楔形管的抗压强度，同时又减弱了因冷热流体的压力波动而产生的振颤；这种圆钢焊接结构的网状支承架，不仅减小冷流体的流动阻力，确保冷流体顺畅流动，而且还促使冷流体呈紊流状态流动，较好的提高换热效率。 
附图说明
图1为本发明的总体结构，图2为楔形管式换热器剖视图，图3为本发明的原理图。 
图中：1.热流体出口仓，2.热流体出口检视窗，3.热流体连通Ⅱ检视窗，4.热流体进口仓，5.热流体连通Ⅱ，6.热流体进口仓检视窗，7.盖板(带有冷流体连通和冷流体出口)，8.楔形管(热流体主流道)，9.热流体连通Ⅰ，10.热流体连通Ⅰ检视窗，11.水平中隔板，12.热流体连通Ⅲ检视窗，13.热流体连通Ⅲ，14.底板(带有冷流体连通和冷流体出口)，15.垂直中隔板(上)，16.侧板(带固定支承架)，17.垂直中隔板(下)，18.网状支承架，19.左上室，20.右上室，21.左下室，22.右下室，23.左上楔形管道，24.右上楔形管道，25.左下楔形管道，26.右下楔形管道。 
具体实施方式
热流体从热流体进口仓4进入右上楔形管道24中，经热流体连通Ⅰ9进入左上楔形管道23中，与楔形管外的冷流体换热后，再经热流体连通Ⅱ5进入左下楔形管道25中，与楔形管外的冷流体换热后经热流体连通Ⅲ13进入右下楔形管道26中，换热后从热流体出口仓1输出。与此同时，冷流体从底板14上的冷流体进口流入换热器的右下室22中，与楔形管中热流体换热后，在右下室22末端经底板14上的冷流体连通进入左下室21，换热后在左下室21末端穿过水平中隔板11的孔隙进入左上室19，与冷流体换热后经盖板7上的冷流体连通进入右上室20，与冷流体换热后从盖板7上的冷流体出口流出。 
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。 

Claims (3)

1.一种关于污水源热泵系统的高效污水换热器装置，其特征在于：
热流体从热流体进口进入右上楔形管道中，经热流体连通Ⅰ进入左上楔形管道中，与楔形管外的冷流体换热后，再经热流体连通Ⅱ进入左下楔形管道中，与楔形管外的冷流体换热后经热流体连通Ⅲ进入右下楔形管道中，换热后从热流体出口输出。与此同时，冷流体从冷流体进口流入换热器的右下室中，与楔形管中热流体换热后，在右下室末端经楔形管之间的网状支承架间的缝隙及底板上的冷流体连通进入左下室，换热后在左下室末端穿过水平中隔板的孔隙进入左上室，与冷流体换热后经楔形管之间的网状支承架间的缝隙及盖板上的冷流体连通进入右上室，与冷流体换热后从冷流体出口流出。
2.根据权利要求1关于污水源热泵系统的高效污水换热器装置，其至少包括：
楔形管道，呈上、下圆滑，上窄下宽的长楔状，进行热量传递的理想管道。
网状支承架，焊接结构，用于增强楔形管的抗压强度，同时又减弱因冷热流体的压力波动而产生的振颤。
设备支承结构，包括盖板、底板、侧板、中隔板、堵板等。
3.根据权利要求1的设备支承结构，其至少包括一个带有冷流体连通和冷流体出口盖板、一个带有冷流体连通和冷流体出口底板、一个带固定支承架的侧板、一个垂直中隔板、一个水平中隔板，将设备内部分成四个室。
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