CN104422312B - 回流式污水换热器 - Google Patents

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本发明给出一种适用于生活污水、江河海湖水和各种工业废水进行换热的回流式污水换热器,它的结构包括:壳体、污水流道、清水流道、污水门、清水门和底座。污水从壳体顶部的污水进口进入换热器,从上到下,依次水平流过多层污水流道后,从换热器底部的污水出口流出。清水从壳体底部的清水进口进入换热器,从下到上,依次水平流过多层清水流道后,从换热器顶部的清水出口流出。污水与清水逆流换热,污水门和清水门分别位于污水换热器内部流道的两端,其特征在于:(1)所述污水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于污水门一侧;(2)所述清水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于清水门一侧。

Description

回流式污水换热器
技术领域
[0001]本发明涉及热交换设备,特别是涉及回流式污水换热器。
背景技术
[0002]污水换热器是污水源热栗系统中的前端产品,主要用来冬季提取分散在城市原生污水中和化工冷却水、高炉冲渣水、印染废水等工业废水中的热量,通过中介水交换传递给热栗机组,经热栗机组提升给建筑物供暖;夏季把建筑里面的热量传递给污水中,给建筑物制冷。
[0003]污水换热器在绿色节能建筑,建筑节能减排中起到有非常的作用,在地土壤源热栗、地下水源热栗发展遇到不可解决的问题时,污水换热器的出现,使的污水源热栗系统得到发展,污水换热器有效解决了污水利用的难度,如污水利用中,城市原生污水的结垢、堵塞、腐蚀等问题,这样使得热栗对城市原生污水的利用,推动了热栗的进一步发展。
[0004]污水源热栗依靠热栗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栗机组升温后对建筑供热,夏季通过热栗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。
[0005]利用污水源热栗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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]利用污水作为污水源热栗的冷热源的技术关键在于:实现污水的高效连续换热,给出不堵塞,不结垢,能长期稳定工作的污水换热器。
[0009]在城市污水、工业废水和热栗之间,设置污水换热器,热栗从污水中吸收热量,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。
[0010]污水换热器很快就被堵塞。污水中的细小粘性杂质,进入污水换热器,不断地在污水换热器内部沉降,在换热板表面沉积,结垢,使换热板表面热阻增大,换热器总体性能很快就变坏。
[0011]在工农业和人民生活中,排放各种各样的污水。污水换热器与普通换热器工作条件有很大的区别,普通换热器的结构设计和使用经验,不能用于污水换热器。尽管普通换热器的设计方法与制造工艺,都很成熟,但是,污水换热器结构和科学设计方法,至今,还没有很好解决。
[0012]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:
[0013] 1、赵军,戴传山主编,地源热栗技术与建筑节能应用,北京:中国建筑工业出版社,2009 ο
[0014] 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
[0015]本发明给出一种适用于生活污水、江河海湖水和各种工业废水进行换热的回流式污水换热器。
[0016]本发明给出的回流式污水换热器,它的结构包括:壳体、污水流道、清水流道、污水门、清水门和底座。
[0017]污水从壳体顶部的污水进口进入换热器,从上到下,依次水平流过多层污水流道后,从换热器底部的污水出口流出。清水从壳体底部的清水进口进入换热器,从下到上,依次水平流过多层清水流道后,从换热器顶部的清水出口流出。
[0018]污水与清水逆流换热,污水门和清水门分别位于污水换热器内部流道的两端,其特征在于:
[0019] (I)所述污水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于污水门一侧;
[0020] (2)所述清水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于清水门一侧。
[0021 ]所述壳体,它是回流式污水换热器的外壳;壳体内部是污水流道和清水流道,壳体外表面上,有污水进口、污水出口、清水进口和清水出口,壳体前后有污水门和清水门,壳体底部由底座固定。
[0022] 所述污水流道,它的结构包括:污水进口、流道进口、隔板、进水流道、返流口、退水流道、流道出口和污水出口 ;污水通过污水进口进入污水换热器,从流道进口进入水平的第一层进水流道,直行到尽头,在返流口污水掉头反向流淌,经过退水流道从流道出口流出,转入下一层污水流道,依次向下流过全部污水流道后,从换热器的污水出口流出。
[0023] 所述清水流道,它的结构包括:清水进口、隔板、流道进口、进水流道、翅片、返流口、退水流道、流道出口和清水出口 ;清水通过清水进口进入换热器,从下到上,水平地流过多层清水流道后,到达顶层清水流道,从流道进口,进入水平的顶层进水流道,直行到尽头,在返流口清水掉头反向流淌,经过退水流道和流道出口,最后从换热器的清水出口流出。
[0024]所述污水门,它在换热器壳体上,位于污水流道的每层流道的进出口 一侧,它的内壁构成污水流道的一部分,污水门定期打开,各层污水流道全部暴露出来,方便清理污水流道。
[0025]所述清水门,它在换热器壳体上,位于清水流道的每层流道的进出口 一侧,它的内壁构成清水流道的一部分,清水门定期打开,各层清水流道全部暴露出来,方便清理清水流道。
[0026]本发明给出的回流式污水换热器,污水流道畅通,污水中的杂物及泥沙,可以顺利通过它,结构合理,降低了制造劳动强度,它不易泄漏,传热系数高,可以长期稳定工作
附图说明
[0027]图1是本发明回流式污水换热器实施例的基本原理图;
[0028]图2是本发明回流式污水换热器实施例的污水流道结构图;
[0029]图3是本发明回流式污水换热器实施例的清水流道结构图;
[0030]图4是本发明回流式污水换热器实施例的总体结构图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例,对本发明作进一步详细描述。
[0032]图1给出了本发明回流式污水换热器实施例的基本原理图。
[0033]本发明回流式污水换热器实施例,它的结构包括:壳体、污水流道、清水流道、污水门、清水门和底座。污水流道的基本原理如图1,它表示了在污水换热器内,污水流道的一个基本单元的结构。清水流道的基本原理,与污水流道相同。
[0034]污水流道的一个基本单元的结构是由左侧壁115、右侧壁145、隔板125、端壁135、顶板160和底板170,所形成的一个在水平面内呈U字形的往返流道。
[0035] 污水由流道进口 110进入,沿着左侧壁115和隔板125间的进水流道120流淌,直行到尽头,在隔板125和端壁135间,为返流口 130,污水流经返流口 130后,掉头反向流淌,经过右侧壁145和隔板125间的退水流道140,最后,从流道出口 150流出。
[0036]由左侧壁115、右侧壁145、隔板125、端壁135、顶板160和底板170,所形成的往返流道,它由进水流道120、返流口 130和退水流道140等三段构成,在水平面内形成一个U字形的往返流道。
[0037]污水流道的一个基本单元的结构特点为它是一个往返流道,而不是笔直的一直流下去,这样结构的流道有如下的优点:
[0038] (I)污水进出口位于换热器的一侧,同样的,清水的进出口位于换热器的另一侧,这种布置方法避免了污水和清水管路的交叉,使换热器内部结构更合理。
[0039] (2)污水在进水口 110处流动截面和方向变化引起的流动混乱,提高了在进水流道120中的换热系数;接着在返流口 130处转向引起的流动混乱,提高了在退水流道140中的换热系数。
[0040] (3)污水流道呈扁平结构,它依靠顶板160和底板170,与上下清水流道中的清水换热,隔板125的高度很小,尽管它不参与换热,对整个换热器换热的影响很小。
[0041] (4)它适用于污水换热,流道内部通畅,无阻挡,无死角,不易积垢,不易诸塞。
[0042] (5)在污水流道内部,污水对上下器壁的压力,由整体成型的上下清水流道所承受,可以很好的抵抗内力或外力的作用,不变形,即,污水流道单元有很好的强度。
[0043]图2给出了本发明回流式污水换热器实施例的污水流道结构图。
[0044]本发明回流式污水换热器实施例,它的结构包括:壳体300、污水流道、清水流道、污水门115、清水门和底座。污水流道的结构包括:污水进口 105,流道进口 110,进水流道,隔板125,返流口 130,退水流道140,流道出口 150和污水出口 155。
[0045] 污水通过污水进口 105进入污水换热器,从流道进口 110,进入水平的第一层污水流道的进水流道流淌,直行到尽头,在返流口 130,污水掉头反向流淌,经过退水流道140,从流道出口 150流出,转入下一层的污水流道的流道进口,依次向下流过全部多层污水流道后,最后从换热器的污水出口 155流出。
[0046]可以看出污水流道的几个特点:
[0047] (I)每一层水平的污水流道都是U字形往返流道,都由进水流道,返流口和退水流道组成,进水流道和退水流道中间是隔板125 ;
[0048] (2)每一层污水流道的流道进口和流道出口,都在换热器的同一侧,包括污水换热器的污水进口 105和污水出口 155,也在换热器的同一侧,这就给污水换热器的设计带来很大方便;
[0049] (3)上下两层污水流道之间的导流流道,未在图中详细画出,它是在污水门115和上下污水流道进出口之间,具体走向可看左视图的弧形箭头指示;
[0050] (4)污水是从换热器上方的污水进口 105进入换热器,最后从换热器底部的污水出口 155流出换热器;
[0051 ] (5)返流口 130的流通面积与进水流道或退水流道的流通面积相同;
[0052] (6)由于污水的粘性较大,杂质较多,换热器的热阻主要是在污水侧。因此,污水流道设计原则是宽敞,简洁。污水流道的高度明显高于清水流道,通常为3-4厘米。流道内没有任何多余物。即降低了换热器的成本,又保障了污水流道畅通,不堵塞;
[0053] (7)换热器内设有多层往返污水流道,适当提高污水流速,以提高污水与间壁之间的对流换热系数。
[0054]图3给出了本发明回流式污水换热器实施例的清水流道结构图。
[0055]本发明回流式污水换热器实施例,它的结构包括:壳体300、污水流道、清水流道、污水门、清水门215和底座。
[0056]清水流道的结构包括:清水进口 205,隔板225,流道进口 210,进水流道,翅片235,返流口 230,退水流道240,流道出口 250和清水出口 255。
[0057] 清水通过清水进口 205进入换热器,从下到上,水平地流过多层清水流道后,到达顶层清水流道,从流道进口 210,进入水平的顶层清水流道的进水流道流淌,直行到尽头,在返流口 230,清水掉头反向流淌,经过退水流道240,从流道出口 250流出,最后从换热器的清水出口 255流出。
[0058]可以看出清水流道的几个特点:
[0059] (I)每一层水平的清水流道都是U字形的往返流道,都由进水流道,返流口和退水流道组成,进水流道和退水流道中间是隔板225 ;
[0060] (2)每一层清水流道的流道进口和流道出口,都在换热器的同一侧,包括清水换热器的清水进口 205和清水出口 255,也在换热器的同一侧,这就给换热器的设计带来很大方便;
[0061] (3)上下两层清水流道之间的导流流道,未在图中详细画出,它是在清水门215和上下清水流道进出口之间,具体走向可看左视图的弧形箭头指示;
[0062] (4)清水是从换热器下方的清水进口 205进入换热器,最后从换热器顶部的清水出口 255流出换热器,清水与污水是逆流换热;
[0063] (5)返流口 230的流通面积与进水流道或退水流道的流通面积相同;
[0064] (6)由于清水的粘性小,可以提尚流速,为了提尚设备的紧凑性,清水流道的尚度明显低于污水流道,通常清水流道的高度为I厘米。清水流道内设有翅片235,主要是为了提高流道的强度,同时也扩大了传热面积。
[0065] (7)换热器内设有多层往返清水流道,适当提高清水流速,以提高清水与间壁之间的对流换热系数。
[0066]图4给出了本发明回流式污水换热器实施例的总体结构图。
[0067]本发明回流式污水换热器实施例的总体结构,它包括:壳体300、污水流道、清水流道、污水门115、清水门215和底座400。
[0068] 在换热器壳体300上的污水门115的一侧的上方,有污水进口 105,污水通过污水进口 105进入污水换热器,从流道进口,进入水平的第一层污水流道的进水流道流淌,直行到尽头,在返流口污水掉头反向流淌,经过退水流道,从流道出口流出,转入下一层的污水流道的流道进口,依次向下流过全部多层污水流道后,最后从换热器的污水出口 155流出。
[0069]在换热器壳体300上的清水门215的一侧的下方,清水通过清水进口 205进入换热器,从下到上,水平地流过多层清水流道后,到达顶层清水流道,从流道进口进入水平的顶层清水流道的进水流道流淌,直行到尽头,在返流口清水掉头反向流淌,经过退水流道,从流道出口流出,最后从换热器的清水出口 255流出。
[0070]污水门115或清水门215,分别挡在污水或清水各层流道的进出口处。当换热器运行一段时间,需要清污时,打开污水门115或清水门215,各层污水流道或清水流道,全部暴露出来,方便于观察和动手清理污水流道或清水流道内沉积的污垢。
[0071] 设置底座400,它既用于固定整个污水换热器,也便于污水出口 155和清水进口 205的对外连接。
[0072]本发明回流式污水换热器实施例全部构造用钢材或铝材制造。

Claims (4)

1.一种回流式污水换热器,它的结构包括:壳体、污水流道、清水流道、污水门、清水门和底座;污水从壳体顶部的污水进口进入换热器,从上到下,依次水平流过多层污水流道后,从换热器底部的污水出口流出;清水从壳体底部的清水进口进入换热器,从下到上,依次水平流过多层清水流道后,从换热器顶部的清水出口流出;污水与清水逆流换热;污水门和清水门分别位于污水换热器内部流道的两端,其特征在于: (1)所述污水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于污水门一侧; (2)所述清水流道,每层都是呈U字形的往返流道,它的进出口,都位于清水门一侧; 所述污水门,它在换热器壳体上,位于污水流道的每层流道的进出口 一侧,它的内壁构成污水流道的一部分,污水门定期打开,各层污水流道全部暴露出来,方便清理污水流道;所述清水门,它在换热器壳体上,位于清水流道的每层流道的进出口 一侧,它的内壁构成清水流道的一部分,清水门定期打开,各层清水流道全部暴露出来,方便清理清水流道。
2.按照权利要求1所述的回流式污水换热器,其特征在于: 所述壳体,它是回流式污水换热器的外壳;壳体内部是污水流道和清水流道,壳体外表面上,有污水进口、污水出口、清水进口和清水出口,壳体前后有污水门和清水门,壳体底部由底座固定。
3.按照权利要求1或2所述的回流式污水换热器,其特征在于: 所述污水流道,它的结构包括:污水进口、流道进口、隔板、进水流道、返流口、退水流道、流道出口和污水出口 ;污水通过污水进口进入污水换热器,从流道进口进入水平的第一层进水流道,直行到尽头,在返流口污水掉头反向流淌,经过退水流道从流道出口流出,转入下一层污水流道,依次向下流过全部污水流道后,从换热器的污水出口流出。
4.按照权利要求1或2所述的回流式污水换热器,其特征在于: 所述清水流道,它的结构包括:清水进口、隔板、流道进口、进水流道、翅片、返流口、退水流道、流道出口和清水出口;清水通过清水进口进入换热器,从下到上,水平地流过多层清水流道后,到达顶层清水流道,从流道进口,进入水平的顶层进水流道,直行到尽头,在返流口清水掉头反向流淌,经过退水流道和流道出口,最后从换热器的清水出口流出。
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