CN105021067A - 大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的换热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及利用含有大颗粒杂质的钢厂冲渣水或城市原生污水等废水作为冷、热源，对建筑物进行供暖、空调的换热系统，大颗粒直通废水换热器由壳体、废水进口、换热介质上出口、检修门、废水出口、换热介质下进口、上联管1、介质上连接管、上联管2、排管支架、废水换热通道、下联管2、介质下连接管、下联管1、蛇形换热管、蛇形折流管组成。
Description
技术领域
本发明涉及利用含有大颗粒杂质的钢厂冲渣水或城市原生污水等废水作为冷、热源，对建筑物进行供暖、空调的换热系统。
背景技术
钢厂冲渣水中含有大量的余热，通过换热技术将冲渣水的余热热交换后，可为周边建筑冬季供热，属于余热回收再利用，其节能环保意义重大；在利用城市原生污水作为热泵低位冷热源，为建筑物供暖空调也是具有重要的节能与环保价值，以上方式都是缓解能源消耗紧张、减轻环境污染的有效途径。
但是，冲渣水和原生污水中均含有大量较大尺寸的污杂物，如果不对冲渣水和原生污水进行任何处理，直接进入换热系统换热，势必造成换热设备的堵塞，整个系统瘫痪，无法正常运行。
发明内容情
为解决钢厂冲渣水或原生污水换热时堵塞换热设备，本发明提供了一种大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的换热系统。
应用原理：
1、如图1、图2、图3、图4、图5、图7所示，本发明的大颗粒直通废水换热器由壳体、废水进口、换热介质上出口、检修门、废水出口、换热介质下进口、上联管1、介质上连接管、上联管2、排管支架、废水换热通道、下联管2、介质下连接管、下联管1、蛇形换热管、蛇形折流管组成，蛇形换热管回弯处由排管支架支撑，蛇形换热管之间无间隙平行并排排列，由n根并排排列的蛇形换热管的直管段部分所形成的波浪面组成管外换热面，相临的两个管外换热面组成废水换热通道；并排排列的蛇形换热管的上端管口，每隔一根分别与上联管1和上联管2连接，并排排列的蛇形换热管的下端管口，每隔一根分别与下联管1和下联管2连接；上联管1和上联管2一端封堵，另一端与介质上连接管相连，换热介质上出口与介质上连接管相通；下联管1和下联管2一端封堵，另一端与介质下连接管相连，换热介质下进口与介质下连接管相通；蛇形折流管弯管间距是蛇形换热管弯管间距的两倍，并排于蛇形换热管的两侧，蛇形折流管与蛇形换热管紧密接触，两侧则交差的与检修门内侧紧密接触，进行废水换热通道折流；废水由废水进口进入，沿废水换热通道往复流动进行换热，换热后的废水由废水出口流出；换热介质由换热介质下进口进入介质下连接管，由介质下连接管分流至下联管1和下联管2，再由下联管1和下联管2分流至蛇形换热管，沿蛇形换热管管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上联管1和上联管2，再由上联管1和上联管2汇入介质上连接管，最后由换热介质上出口流出。
2、如图1、图2所示，本发明的大颗粒直通废水换热器设有检修门，可对废水换热通道进行清洗、维修。
3、如图6所示，本发明的大颗粒直通废水换热器的另一种形式，换热介质上出口和换热介质上进口均与介质上连接管相通，换热介质下进口和换热介质下出口均与介质下连接管相通，换热介质上出口、换热介质上进口、换热介质下进口、换热介质下出口外接阀门，换热介质上进口与换热介质下出口同开或同关，换热介质下进口与换热介质上出口同开或同关。
4、如图8、图9所示，本发明的大颗粒直通废水换热器的另一种形式，蛇形换热管上管口交错胀接在上集管箱底面，与上集管箱相通，下管口交错胀接在下集管箱顶面，与下集管箱相通，换热介质由换热介质下进口进入下集管箱，再由下集管箱分流进入蛇形换热管，沿蛇形换热管管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上集管箱，最后由换热介质上出口流出。
5、如图10所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器、压缩机、油分离器、清水换热器、过滤器、电子膨胀阀组成，制冷剂经压缩机压缩成高温高压的气体后经油分离器过滤后，进入清水换热器换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀节流后，进入大颗粒直通废水换热器与废水进行换热，换热后蒸发进入压缩机进行压缩，实现循环。
6、如图11所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器、压缩机、油分离器、清水换热器、过滤器、电子膨胀阀、关断阀1、关断阀2、关断阀3、关断阀4、关断阀5、关断阀6、关断阀7、关断阀8组成，制热工况时，关断阀1、关断阀4、关断阀5、关断阀8关闭，关断阀2、关断阀3、关断阀6、关断阀7开启，制冷剂经压缩机压缩成高温高压的气体后经油分离器过滤后，由关断阀3进入清水换热器换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀7和电子膨胀阀节流后，由关断阀6进入大颗粒直通废水换热器与废水进行换热，换热后蒸发由关阀断2进入压缩机进行压缩，实现循环；制冷工况时，关断阀2、关断阀3、关断阀6、关断阀7关闭，关断阀1、关断阀4、关断阀5、关断阀8开启，制冷剂经压缩机压缩成高温高压的气体后经油分离器过滤后，由关断阀1进入大颗粒直通废水换热器与废水进行换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀5和电子膨胀阀节流后，由关断阀8进入清水换热器换热，换热后蒸发经关断阀4进入压缩机进行压缩，实现循环。
7、如图12所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述大颗粒换热器的冲渣水供热系统，由大颗粒直通废水换热器、高炉、冲渣水过滤器、蓄水池、冲渣水循环泵、供暖末端散热系统、供暖循环水泵、切换阀1、切换阀2组成，供热时，切换阀1关闭，切换阀2开启，冲渣水由冲渣水过滤器粗过滤后，进入蓄水池，再由冲渣水循环泵加压经切换阀2输送至大颗粒废水换热器与清水进行换热，换热后的冲渣水回到高炉循环利用；清水与冲渣水换热后，清水由供暖循环泵输送至供暖末端散热系统进行供热，清水供热后，回至大颗粒废水换热器换热，实现循环；非供热时，切换阀2关闭，切换阀1开启，冲渣水由冲渣水过滤器粗过滤后，进入蓄水池，再由冲渣水循环泵加压经切换阀1输送到高炉循环利用。
附图说明
图1-本发明的正面结构示意图
图2-本发明的侧面结构示意图
图3-本发明的A-A截面剖面图
图4-本发明的B-B截面剖面图
图5-本发明的C-C截面剖面图
图6-本发明的另一种结构
图7-本发明的弯管示意图
图8-本发明的另一种结构
图9-本发明的D-D截面剖面图
图10-本发明的系统图1
图11-本发明的系统图2
图12-本发明的系统图3
附图图面说明
1-壳体；2-废水进口；3-换热介质上出口；4-检修门；5-废水出口；6-换热介质下进口；7-上联管1；8-介质上连接管；9-上联管2；10-排管支架；11-废水换热通道；12-下联管2；13-介质下连接管；14-下联管1；15-蛇形换热管；16-蛇形折流管；17-换热介质上进口；18-换热介质下出口；19-上集管箱；20-下集管箱；21-上盖板；22-下盖板；23-大颗粒直通废水换热器；24-压缩机；25-油分离器；26-清水换热器；27-过滤器；28-电子膨胀阀；29-关断阀1；30-关断阀2；31-关断阀3；32-关断阀4；33-关断阀5；34-关断阀6；35-关断阀7；36-关断阀8；37-高炉；38-冲渣水过滤器；39-蓄水池；40-冲渣水循环泵；41-供暖末端散热系统；42-供暖循环泵；43-切换阀1；44-切换阀2。
具体实施方式
1、如图1、图2、图3、图4、图5、图7所示，本发明的大颗粒直通废水换热器由壳体(1)、废水进口(2)、换热介质上出口(3)、检修门(4)、废水出口(5)、换热介质下进口(6)、上联管1(7)、介质上连接管(8)、上联管2(9)、排管支架(10)、废水换热通道(11)、下联管2(12)、介质下连接管(13)、下联管1(14)、蛇形换热管(15)、蛇形折流管(16)组成，蛇形换热管(15)回弯处由排管支架(10)支撑，蛇形换热管(15)之间无间隙平行并排排列，由n根并排排列的蛇形换热管(15)的直管段部分所形成的波浪面组成管外换热面，相临的两个管外换热面组成废水换热通道(11)；并排排列的蛇形换热管(15)的上端管口，每隔一根分别与上联管1(7)和上联管2(9)连接，并排排列的蛇形换热管(15)的下端管口，每隔一根分别与下联管1(14)和下联管2(12)连接；上联管1(7)和上联管2(9)一端封堵，另一端与介质上连接管(8)相连，换热介质上出口(3)与介质上连接管(8)相通；下联管1(14)和下联管2(12)一端封堵，另一端与介质下连接管(13)相连，换热介质下进口(6)与介质下连接管(13)相通；蛇形折流管(16)弯管间距是蛇形换热管(15)弯管间距的两倍，并排于蛇形换热管(15)的两侧，蛇形折流管(16)与蛇形换热管(15)紧密接触，两侧则交差的与检修门(4)内侧紧密接触，进行废水换热通道(11)折流；废水由废水进口(2)进入，沿废水换热通道(11)往复流动进行换热，换热后的废水由废水出口(5)流出；换热介质由换热介质下进口(6)进入介质下连接管(13)，由介质下连接(13)管分流至下联管1(14)和下联管2(12)，再由下联管1(14)和下联管2(12)分流至蛇形换热管(15)，沿蛇形换热管(15)管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上联管1(7)和上联管2(9)，再由上联管1(7)和上联管2(9)汇入介质上连接管(8)，最后由换热介质上出口(3)流出。
2、如图1、图2所示，本发明的大颗粒直通废水换热器设有检修门(4)，可对废水换热通道(11)进行清洗、维修。
3、如图6所示，本发明的大颗粒直通废水换热器的另一种形式，换热介质上出口(3)和换热介质上进口(17)均与介质上连接管(8)相通，换热介质下进口(6)和换热介质下出口(18)均与介质下连接管(13)相通，换热介质上出口(3)、换热介质上进口(17)、换热介质下进口(6)、换热介质下出口(18)外接阀门，换热介质上进口(17)与换热介质下出口(18)同开或同关，换热介质下进口(6)与换热介质上出口(3)同开或同关。
4、如图8、图9所示，本发明的大颗粒直通废水换热器的另一种形式，蛇形换热管(15)上管口交错胀接在上集管箱(19)底面，与上集管箱(19)相通，下管口交错胀接在下集管箱(20)顶面，与下集管箱(20)相通，换热介质由换热介质下进口(6)进入下集管箱(20)，再由下集管箱(20)分流进入蛇形换热管(15)，沿蛇形换热管(15)管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上集管箱(19)，最后由换热介质上出口(3)流出。
5、如图10所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、压缩机(24)、油分离器(25)、清水换热器(26)、过滤器(27)、电子膨胀阀(28)组成，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，进入清水换热器(26)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀(28)节流后，进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热，换热后蒸发进入压缩机(24)进行压缩，实现循环。
6、如图11所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、压缩机(24)、油分离器(25)、清水换热器(26)、过滤器(27)、电子膨胀阀(28)、关断阀1(29)、关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀6(34)、关断阀7(35)、关断阀8(36)组成，制热工况时，关断阀1(29)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀8(36)关闭，关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀6(34)、关断阀7(35)开启，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，由关断阀3(31)进入清水换热器(26)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀7(35)和电子膨胀阀(28)节流后，由关断阀6(34)进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热，换热后蒸发由关阀断2(30)进入压缩机进行压缩，实现循环；制冷工况时，关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀6(34)、关断阀7(35)关闭，关断阀1(29)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀8(36)开启，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，由关断阀1(29)进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀5(33)和电子膨胀阀(28)节流后，由关断阀8(36)进入清水换热器(26)换热，换热后蒸发经关断阀4(32)进入压缩机(24)进行压缩，实现循环。
7、如图12所示，一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述大颗粒换热器的冲渣水供热系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、高炉(37)、冲渣水过滤器(38)、蓄水池(39)、冲渣水循环泵(40)、供暖末端散热系统(41)、供暖循环水泵(42)、切换阀1(43)、切换阀2(44)组成，供热时，切换阀1(43)关闭，切换阀2(44)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(38)粗过滤后，进入蓄水池(39)，再由冲渣水循环泵(40)加压经切换阀2(44)输送至大颗粒废水换热器(23)与清水进行换热，换热后的冲渣水回到高炉(37)循环利用；清水与冲渣水换热后，清水由供暖循环泵(42)输送至供暖末端散热系统(41)进行供热，清水供热后，回至大颗粒废水换热器(23)换热，实现循环；非供热时，切换阀2(44)关闭，切换阀1(43)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(38)粗过滤后，进入蓄水池(39)，再由冲渣水循环泵(40)加压经切换阀1(43)输送到高炉(37)循环利用。
Claims (7)
1.本发明的大颗粒直通废水换热器，其特征在于由壳体(1)、废水进口(2)、换热介质上出口(3)、检修门(4)、废水出口(5)、换热介质下进口(6)、上联管1(7)、介质上连接管(8)、上联管2(9)、排管支架(10)、废水换热通道(11)、下联管2(12)、介质下连接管(13)、下联管1(14)、蛇形换热管(15)、蛇形折流管(16)组成，蛇形换热管(15)回弯处由排管支架(10)支撑，蛇形换热管(15)之间无间隙平行并排排列，由n根并排排列的蛇形换热管(15)的直管段部分所形成的波浪面组成管外换热面，相临的两个管外换热面组成废水换热通道(11)；并排排列的蛇形换热管(15)的上端管口，每隔一根分别与上联管1(7)和上联管2(9)连接，并排排列的蛇形换热管(15)的下端管口，每隔一根分别与下联管1(14)和下联管2(12)连接；上联管1(7)和上联管2(9)一端封堵，另一端与介质上连接管(8)相连，换热介质上出口(3)与介质上连接管(8)相通；下联管1(14)和下联管2(12)一端封堵，另一端与介质下连接管(13)相连，换热介质下进口(6)与介质下连接管(13)相通；蛇形折流管(16)弯管间距是蛇形换热管(15)弯管间距的两倍，并排于蛇形换热管(15)的两侧，蛇形折流管(16)与蛇形换热管(15)紧密接触，两侧则交差的与检修门(4)内侧紧密接触，进行废水换热通道(11)折流；废水由废水进口(2)进入，沿废水换热通道(11)往复流动进行换热，换热后的废水由废水出口(5)流出；换热介质由换热介质下进口(6)进入介质下连接管(13)，由介质下连接(13)管分流至下联管1(14)和下联管2(12)，再由下联管1(14)和下联管2(12)分流至蛇形换热管(15)，沿蛇形换热管(15)管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上联管1(7)和上联管2(9)，再由上联管1(7)和上联管2(9)汇入介质上连接管(8)，最后由换热介质上出口(3)流出。
2.根据权利要求1所述的大颗粒直通废水换热器，其特征在于设有检修门(4)，可对废水换热通道(11)进行清洗、维修。
3.根据权利要求1所述的大颗粒直通废水换热器，其特征在于换热介质上出口(3)和换热介质上进口(17)均与介质上连接管(8)相通，换热介质下进口(6)和换热介质下出口(18)均与介质下连接管(13)相通，换热介质上出口(3)、换热介质上进口(17)、换热介质下进口(6)、换热介质下出口(18)外接阀门，换热介质上进口(17)与换热介质下出口(18)同开或同关，换热介质下进口(6)与换热介质上出口(3)同开或同关。
4.根据权利要求1所述的大颗粒直通废水换热器，其特征在于蛇形换热管(15)上管口交错胀接在上集管箱(19)底面，与上集管箱(19)相通，下管口交错胀接在下集管箱(20)顶面，与下集管箱(20)相通，换热介质由换热介质下进口(6)进入下集管箱(20)，再由下集管箱(20)分流进入蛇形换热管(15)，沿蛇形换热管(15)管内由下至上S形流动，与废水热交换后，汇入上集管箱(19)，最后由换热介质上出口(3)流出。
5.一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、压缩机(24)、油分离器(25)、清水换热器(26)、过滤器(27)、电子膨胀阀(28)组成，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，进入清水换热器(26)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀(28)节流后，进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热，换热后蒸发进入压缩机(24)进行压缩，实现循环。
6.一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述换热器的热泵系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、压缩机(24)、油分离器(25)、清水换热器(26)、过滤器(27)、电子膨胀阀(28)、关断阀1(29)、关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀6(34)、关断阀7(35)、关断阀8(36)组成，制热工况时，关断阀1(29)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀8(36)关闭，关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀6(34)、关断阀7(35)开启，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，由关断阀3(31)进入清水换热器(26)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀7(35)和电子膨胀阀(28)节流后，由关断阀6(34)进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热，换热后蒸发由关阀断2(30)进入压缩机进行压缩，实现循环；制冷工况时，关断阀2(30)、关断阀3(31)、关断阀6(34)、关断阀7(35)关闭，关断阀1(29)、关断阀4(32)、关断阀5(33)、关断阀8(36)开启，制冷剂经压缩机(24)压缩成高温高压的气体后经油分离器(25)过滤后，由关断阀1(29)进入大颗粒直通废水换热器(23)与废水进行换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经关断阀5(33)和电子膨胀阀(28)节流后，由关断阀8(36)进入清水换热器(26)换热，换热后蒸发经关断阀4(32)进入压缩机(24)进行压缩，实现循环。
7.一种包含大颗粒直通废水换热器及具有上述大颗粒换热器的冲渣水供热系统，由大颗粒直通废水换热器(23)、高炉(37)、冲渣水过滤器(38)、蓄水池(39)、冲渣水循环泵(40)、供暖末端散热系统(41)、供暖循环水泵(42)、切换阀1(43)、切换阀2(44)组成，供热时，切换阀1(43)关闭，切换阀2(44)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(38)粗过滤后，进入蓄水池(39)，再由冲渣水循环泵(40)加压经切换阀2(44)输送至大颗粒废水换热器(23)与清水进行换热，换热后的冲渣水回到高炉(37)循环利用；清水与冲渣水换热后，清水由供暖循环泵(42)输送至供暖末端散热系统(41)进行供热，清水供热后，回至大颗粒废水换热器(23)换热，实现循环；非供热时，切换阀2(44)关闭，切换阀1(43)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(38)粗过滤后，进入蓄水池(39)，再由冲渣水循环泵(40)加压经切换阀1(43)输送到高炉(37)循环利用。
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