CN104406438A - 一种基于辐射式热管的废水余热回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于辐射式热管的废水余热回收装置，属于节能减排领域，该装置包括：由取热水腔，绝热隔断板及废水腔构成的水箱、辐射热管、污物过滤器、加热装置、热水提升泵以及废水收集器；其中：绝热隔断板将水箱分割成取热水腔及废水腔；取热水腔壁两侧分别与自来水进水管、热水出水管相连；热水提升泵设置在于热水出水管道上，热水出水管的出水口与加热装置的进水口相连；废水收集器通过污物过滤器与废水进水管的进水口相连，废水进水管与废水腔壁一侧相连；废水出水管与废水腔壁的另一侧相连；所述辐射热管的两端分别伸入到水箱的取热水腔和废水腔中。本装置特别适用于生产生活过程中温度在三十摄氏度以上的废水余热的回收再利用。

Description

一种基于辐射式热管的废水余热回收装置
技术领域
本发明属于节能减排领域，特别涉及生活生产中排出废水余热的回收再利用，是一种高效零能耗回收余热的辐射式热管技术与装置。
背景技术
余热回收再利用技术的研究与应用是国家鼓励发展的节能减排项目。随着人们生活舒适度的提高，热水所消耗的能量在建筑能耗中的的比重逐年增高，特别是生产生活中废水的余热。通常，这些废水的排放温度一般在三十多度，大量的热量被白白的浪费。若是能够将这部分热量合理有效的利用起来，将会在节约能源的同时并带来可观的经济效益。目前，废水的使用具有排量不稳定、水质较复杂等特点，采用普通的余热回收机组将会带来机组频繁启停、易堵塞与腐蚀等问题，且需要消耗一定的电能。
发明内容
本发明的目的在于为解决生产生活废水的余热回收问题，提供一种辐射式热管技术，零能耗的提取洗浴废水余热的技术与装置。一定程度上避免了目前传统技术存在的弊端，使生产生活废水的余热得到合理有效的利用，为节能减排事业做出贡献。
本发明提出的一种基于辐射式热管的废水余热回收装置，其特征在于，该装置主要包括：由取热水腔，绝热隔断板及废水腔构成的水箱、自来水进水管、废水出水管、废水进水管、热水出水管、辐射热管、污物过滤器、加热装置、热水提升泵以及废水收集器；其连接关系为：绝热隔断板置于水箱中间将水箱分割成相互隔断的取热水腔及废水腔两部分；取热水腔壁一侧与自来水进水管的出水口相连，另一侧与热水出水管的进水口相连；热水提升泵设置在于热水出水管道上，热水出水管的出水口与加热装置的进水口相连，加热装置的出水口为使用侧水出口；废水收集器通过污物过滤器与废水进水管的进水口相连，废水进水管的出水口与废水腔壁一侧相连；废水出水管与废水腔壁的另一侧相连；所述辐射热管置于水箱中，辐射热管的两端分别伸入到水箱的取热水腔和废水腔中。
本发明的特点及有益效果：本发明利用零能耗辐射式热管装置，从废水中提取热量而不需要消耗额外能量，有效的提高了热水进入加热装置的初始温度，降低了废水的排放温度，节约能源的同时也减小了中低温水排放对生态环境的影响。本装置特别适用于生产生活过程中温度在三十摄氏度以上的废水余热的回收再利用。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为辐射式热管装置的结构示意图；
图3为蒸发吸热过程原理图与冷凝放热过程原理图。其中，(a)为冷凝放热过程，(b)为蒸发吸热过程。
具体实施方式
本发明提出的一种基于辐射式热管的废水余热回收装置结合附图及实施例详细说明如下：
本发明提出的一种基于辐射式热管的废水余热回收装置实施例，如图1所示，该装置用于生活生产中产生的热水余热回收，其特征在于，该装置主要包括：取热水箱1、自来水进水管2、废水出水管3、绝热隔断板4、废水水箱5、辐射热管6、废水进水管7、污物过滤器8、热水出水管9、加热装置10、热水提升泵11；其连接关系为：绝热隔断板4置于水箱中间，将水箱隔开成为取热水腔1与废水水腔5两部分；取热水腔一侧与自来水进水管相连，另一侧与热水出水管9相连；热水提升泵位于热水出水管上，热水出水管与加热装置相连；废水进水管一端与污物过滤器8相连，另一端与废水水腔相连；废水出水管与废水水腔另一侧相连；辐射热管6位于水箱中间，蒸发端与废水水腔5相连，冷凝端与取热水箱1相连；所述的辐射热管通过焊接套管固定在绝热隔断板4上；各个进、出水管通过丝扣与水箱相连。
上述的辐射热管，如图2所示，其特征在于，该热管主要包括：固定钢架6-1、辐射式冷凝管6-2、循环工质6-3、辐射式蒸发管6-4、蒸发连接头6-5、绝热导管6-6、保温材料层6-7、冷凝连接头6-8；其连接关系为：辐射式冷凝管6-2通过冷凝连接头6-8相连，并置于固定钢架上组成端与冷；辐射式蒸发管6-8通过蒸发连接头相连，并置于固定钢架上组成蒸发端；蒸发端与冷凝端通过绝热导管6-6相连；保温材料层6-7外包覆在绝热导管上；循环工质置于辐射式冷凝管6-2、辐射式蒸发管6-4与绝热导管6-6之中。
上述的辐射热管的另一种结构，，每个辐射式冷凝管和辐射式蒸发管管壁都带有螺旋肋片结构；且辐射式冷凝管以中心保持6°的向上倾角，辐射式蒸发管以中心保持6°的向下倾角，确保经过循环后的工质能够回流而顺利的进入下一个工作过程。
本实施例的工作原理：
如图1，废水经过毛发过滤器8处理后，通过废水进水管7流入废水水箱5；辐射热管6的蒸发端通过吸收废水水箱5中废水的热量而蒸发，降温后的废水通过废水出水管3排出；低温水通过自来水进水管2进入取热水箱1；辐射热管6的冷凝端通过放出热量到取热水箱1的低温水而冷凝；升温后的低温水通过热水出水管9与热水提升泵11后进入加热装置10再次升温。
如图3，辐射式热管装置工作过程：
(1)蒸发吸热过程：辐射热管蒸发端吸热后，循环工质6-3在真空辐射式蒸发管6-4内升温变成气态，通过绝热导管6-6进入辐射式冷凝管6-2中；
(2)冷凝放热过程：辐射热管冷凝端放热后，循环工质在真空辐射式冷凝管6-2内降温变成液态，通过绝热导管6-6进入辐射式蒸发管6-4中；
过程(1)、(2)完成一个循环。
本实施例的各部件的具体实现方式说明如下：
辐射式冷凝管6-2为16Mn材质并以中心保持一定的上倾角，辐射式蒸发管6-4为16Mn材质并以中心保持一定的下倾角，所述的向上及向下的倾角根据情况不同控制在5°到10°的范围内，本发明选取6°倾角；蒸发管、冷凝管为管壁带有螺旋肋片，以增加换热面积，提高换热效率。
固定钢架6-1为普通材质钢管，接口处焊接；
毛发过滤器8为成熟设备；
加热装置10为电加热、燃气加热等设备；
蒸发连接头6-5、冷凝连接头6-8为不锈钢材质；
绝热导管6-6为16Mn材质；
保温材料层6-7为聚氨酯保温泡沫、岩棉等；
循环工质为氨、R21、R22等；
取热水箱1、废水水箱5为市场成熟保温水箱。
绝热隔断板4不锈钢板外覆聚苯乙烯、聚丙乙烯等保温材料。

Claims (4)

1.一种基于辐射式热管的废水余热回收装置，其特征在于，该装置主要包括：由取热水腔，绝热隔断板及废水腔构成的水箱、自来水进水管、废水出水管、废水进水管、热水出水管、辐射热管、污物过滤器、加热装置、热水提升泵以及废水收集器；其连接关系为：绝热隔断板置于水箱中间将水箱分割成相互隔断的取热水腔及废水腔两部分；取热水腔壁一侧与自来水进水管的出水口相连，另一侧与热水出水管的进水口相连；热水提升泵设置在于热水出水管道上，热水出水管的出水口与加热装置的进水口相连，加热装置的出水口为使用侧水出口；废水收集器通过污物过滤器与废水进水管的进水口相连，废水进水管的出水口与废水腔壁一侧相连；废水出水管与废水腔壁的另一侧相连；所述辐射热管置于水箱中，辐射热管的两端分别伸入到水箱的取热水腔和废水腔中。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述的辐射热管包括：两个固定钢架框、多根冷凝管、冷凝连接头、多根蒸发管、蒸发连接头、绝热导管、保温材料层及循环工质；其连接关系为：多根冷凝管成辐射状排列，各根冷凝管远端与固定钢架框固连，近端与冷凝连接头相通构成冷端；多根蒸发管成辐射状排列，各根蒸发管远端与固定钢架框固连，近端与蒸发连接头相通构成热端；冷凝接头和蒸发连接头分别固定在绝热导管两端，且与绝热导管连通；保温材料层包裹在绝热导管外周，循环工质封装在绝热导管中。
3.如权利要求2所述装置，其特征在于，所述的辐射热管中每个辐射式冷凝管和辐射式蒸发管的管壁均带有螺旋肋片结构。
4.如权利要求2或3所述装置，其特征在于，所述的辐射式冷凝管以中心向上倾斜，上倾斜角为5°-10°，辐射式蒸发管以中心向下倾斜，下倾斜角为5°-10°。
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