CN216039056U - 一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，循环水泵的出水管与纳米离子处理系统通过管道相连并将循环水送入纳米离子处理系统，纳米离子处理系统用于产生高频高压静电对循环水进行处理，纳米离子处理系统的出水端通过第一管道与换热设备的进水管相连，换热设备的出水管与冷却塔的塔顶相连，冷却塔的塔底与集水池相连，加热水系统的进水端和出水端分别通过第二管道和第三管道与换热设备相连，第一管道、第二管道和第三管道均设有调节阀和温度传感器，调节阀和温度传感器均与控制器电连接。本实用新型可产生阻垢、防腐蚀、杀菌灭藻、水质更清洁，换热设备、冷却塔热交换效率提高等作用效果。

Description

一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统

技术领域

本实用新型属于循环水换热技术领域，具体涉及一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统。

背景技术

循环水系统一般包括集水池、循环泵和冷却塔，循环泵驱动集水池中的水至换热器中，换热后的热水进入冷却塔冷却，冷却后回流到循环水池中。由于常年使用循环水，集水池及冷却塔内部容易滋生各种细菌、藻类和产生水垢，系统需定期停机清洗冷却塔和集水池，进而影响空分系统的正常运行，造成经济损失。

目前循环水的软化处理，主要是采取投放缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂来软化水中钙镁离子的办法，以防止设备内部结垢问题，但是循环水池每天排放的废水中含有大量的磷酸盐、锌盐、钼酸盐等化学成分，无法满足国家环保规定的废水排放标准，废水需要经过处理达标后才能排放，企业环保压力增大，而且药剂费用高，药剂使用与管理复杂，对管道和换热设备造成腐蚀，缩短设备使用寿命。

综上所述，亟需提供一种可阻垢、除垢、防腐蚀、杀菌灭藻、水质更清洁，有助于提高换热效率的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可阻垢、除垢、防腐蚀、杀菌灭藻、水质更清洁，有助于提高换热效率的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统。

上述目的是通过如下技术方案实现：一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，包括集水池、循环水泵、换热设备、冷却塔、控制器和加热水系统，所述集水池和换热设备之间设有纳米离子处理系统，所述集水池的输出部与所述循环水泵的进水管相连，所述循环水泵的出水管与所述纳米离子处理系统通过管道相连并将循环水送入所述纳米离子处理系统，所述纳米离子处理系统用于产生高频高压静电对循环水进行处理，所述纳米离子处理系统的出水端通过第一管道与所述换热设备的进水管相连，所述换热设备的出水管与所述冷却塔的塔顶相连，所述冷却塔的塔底与所述集水池相连，所述加热水系统的进水端和出水端分别通过第二管道和第三管道与所述换热设备相连，所述第一管道、第二管道和第三管道均设有调节阀和温度传感器，所述调节阀和温度传感器均与所述控制器电连接，所述控制器用于接收温度传感器的温度信号并控制所述调节阀的开度。

本实用新型的采用循环水进行换热，循环水泵从集水池抽取冷却水，经循环水泵输送到纳米离子处理系统进行处理，在输送到换热设备对加热过的水进行热交换降温，经换热的水流入冷却塔，再流到集水池。运行过程中，第一管道、第二管道和第三管道温度传感器检测三个管道内的温度并将检测的温度信号传递给控制器，控制器接收温度信息跟预存的温度值进行比较，根据三者的温度调节三个管道上的调节阀开度，进而控制三个管道内的水流量，进而控制并保证达到要求的换热效果。

本实用新型采用纳米离子处理系统，可产生25kV至30kV的高频高压静电，高频高压静电作用于循环水时，静电场方向与循环水水流方向正交，与电场进行能量交换，电场能转变为水中化学能，从而产生阻垢、防腐蚀、杀菌灭藻、水质更清洁，换热设备、冷却塔热交换效率提高等作用效果。

进一步的技术方案是，所述集水池内设有液位传感器，所述集水池通过补水进水管与补水系统相连，所述补水进水管上设置有控制阀，所述液位传感器和控制阀与所述控制器电连接，所述控制器用于接收液位传感器的液位信号并控制所述控制阀的开启和闭合。如此设置，循环水换热过程中会有损失，如此设置，当检测到集水池中的循环水低于预定液位时，控制器控制控制阀开启进行补充循环水循环换热过程的水损失，达到预定液位后控制控制阀闭合。

进一步的技术方案是，所述换热设备与冷却塔之间设有旁滤管道，所述旁滤管道设有过滤器。如此设置，纳米离子电场产生电絮凝作用，使水中悬浮物沉淀，可经旁滤排出，保证循环水的水质。

进一步的技术方案是，所述纳米离子处理系统包括处理池、纳米离子发生器和纳米离子电极总成，所述纳米离子发生器与所述纳米离子电极总成电连，所述纳米离子发生器控制纳米离子电极总成产生高频高压静电，所述纳米离子电极总成设置在所述处理池内，所述循环水泵的出水管与所述处理池的进水端通过管道相连，所述处理池的出水端通过所述第一管道与所述换热设备的进水管相连。

进一步的技术方案是，所述纳米离子发生器包括电控箱，所述电控箱的输出接口与所述纳米离子电极总成相连。整个纳米离子处理系统主要包括是两部分，一部分是纳米离子电极总成，一部分纳米离子发生器(包括电源)，通电之后就产生高频高压静电，然后纳米离子电极总成里面的一些纳米材料就是释放一些功率很强的电场啊，通过能量使水分子发结构发生改变，使水的物理特性和水分子结构发生改变，再然后水中产生一定量的臭氧，水分子的活性增加。

进一步的技术方案是，每台所述电控箱的输出接口与若干根纳米离子电极总成相连。具体，实际应用过程中，纳米离子电极总成的直径是32cm，长短是根据水池和这个客户的水质来来测定的，具体数量是安装一根管300吨每小时的循环量计算，如果钙硬按100mg/L算的，超过100mg/L就相应的增加，可能有的增加两根或者两点五或三根，这个平均下去间隔距离是20厘米。特殊要求是，为保证效果。所有的水必须90％流过棒体都会经过这个棒体。

一般，一个电控箱的输出接口与4～21根纳米离子电极总成相连，但不以此为限。应用过程中，至少一台电控箱通过GPRS控制板向后台管理中心发送运行记录，GPRS控制板集成在电控箱内。后台管理中心与电控箱通过一对多形式进行连接，电控箱与纳米离子电极总成通过一对多形式进行连接，从而实现后台管理中心的统一管理，能做到远程实时监控。本系统采用TCP/IP协议接入无线公用通信网络，与后台管理中心联网通信。

进一步的技术方案是，所述纳米离子电极总成至少包括电极芯，所述电极芯通过高压电缆与电源相连。具体，纳米离子电极总成包括高压电缆、电缆电极连接头、电极芯、紫铜管、电极套筒和螺纹连接堵头，高压电缆穿过防水弯头与电缆电极连接头电连接；电极套管套设在紫铜管上，紫铜管套设在电极芯上；电缆电极连接头嵌设在紫铜管和电极芯之间的上端；防水弯头的下端与电极套管的上端螺纹连接；螺纹连接堵头与电极套管的下端螺纹连接。电极芯由纳米银、纳米二氧化钛、纳米二硫化铁和石墨烯混合物材料制成。电极芯加入石墨烯使设备能获得更好的功率密度，加入纳米银增强电极芯的导电性能，加入纳米二氧化钛和纳米二硫化铁使设备不易出现氧化还能增大电流，使设备性能更优。

进一步的技术方案是，所述电极芯外层设有镀锡层。如此设置，以防氧化及增大电流，使水体中带有更多电场作功。

相比于现有技术，本实用新型具备如下有益效果：在使用不添加药剂的情况下解决了循环水环保问题，系统运行过程中没有固体废弃物，设备不含总磷、余氮，COD排放符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》；节约了用水，提高循环水的浓缩倍率；使换热设备不结垢，还可以起到除垢作用，以此改善端差，同时有效阻止循环水对设备的腐蚀，纳米离子电场产生电絮凝作用，使水中悬浮物沉淀，经旁滤排出，细菌无法吸收营养和排泄，原有的粘性物质会自行脱落，不会产生新的粘性物质，无法粘黏填料，水更清洁，冷却塔更干净，水降温更好；设备虽然在工作区使用高压静电，但使用电压为220伏、电流低于0.5 亳安，对人体无任何伤害，在有漏电装置保护下可确保设备运行安全可靠。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种实施方式所涉及的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统的示意图。

图中：

1集水池 2循环水泵 3换热设备 4冷却塔

5处理池 6纳米离子发生器 7纳米离子电极总成 8控制阀

9补水进水管 10加热水系统 11补水系统 12第一管道

13第二管道 14第三管道 15调节阀 16温度传感器

17旁滤管道 18过滤器 19液位传感器

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本实用新型实施例如下，参照图1，一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，包括集水池1、循环水泵2、换热设备3、冷却塔4、控制器和加热水系统10，所述集水池1和换热设备3之间设有纳米离子处理系统，所述集水池1的输出部与所述循环水泵2的进水管相连，所述循环水泵2的出水管与所述纳米离子处理系统通过管道相连并将循环水送入所述纳米离子处理系统，所述纳米离子处理系统用于产生高频高压静电对循环水进行处理，所述纳米离子处理系统的出水端通过第一管道12与所述换热设备3的进水管相连，所述换热设备3的出水管与所述冷却塔4的塔顶相连，所述冷却塔4的塔底与所述集水池1相连，所述加热水系统10的进水端和出水端分别通过第二管道13和第三管道14与所述换热设备3相连，所述第一管道12、第二管道13和第三管道14 均设有调节阀15和温度传感器16，所述调节阀15和温度传感器16均与所述控制器电连接，所述控制器用于接收温度传感器16的温度信号并控制所述调节阀15的开度。

本实用新型的采用循环水进行换热，如图1，循环水泵2从集水池1抽取冷却水，经循环水泵2输送到纳米离子处理系统进行处理，在输送到换热设备 3对加热过的水进行热交换降温，经换热的水流入冷却塔4，再流到集水池1。运行过程中，第一管道12、第二管道13和第三管道14温度传感器16检测三个管道内的温度并将检测的温度信号传递给控制器，控制器接收温度信息跟预存的温度值进行比较，根据三者的温度调节三个管道上的调节阀15开度，进而控制三个管道内的水流量，进而控制并保证达到要求的换热效果。

本实用新型采用纳米离子处理系统，可产生25kV至30kV的高频高压静电，高频高压静电作用于循环水时，静电场方向与循环水水流方向正交，与电场进行能量交换，电场能转变为水中化学能，从而产生阻垢、防腐蚀、杀菌灭藻、水质更清洁，换热设备3、冷却塔4热交换效率提高等作用效果。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图1，所述集水池1 内设有液位传感器19，所述集水池1通过补水进水管9与补水系统11相连，所述补水进水管9上设置有控制阀8，所述液位传感器19和控制阀8与所述控制器电连接，所述控制器用于接收液位传感器19的液位信号并控制所述控制阀 8的开启和闭合。如此设置，循环水换热过程中会有损失，如此设置，当检测到集水池1中的循环水低于预定液位时，控制器控制控制阀8开启进行补充循环水循环换热过程的水损失，达到预定液位后控制控制阀8闭合。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图1，所述换热设备3与冷却塔4之间设有旁滤管道17，所述旁滤管道17设有过滤器18。如此设置，纳米离子电场产生电絮凝作用，使水中悬浮物沉淀，可经旁滤排出，保证循环水的水质。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，如图1，所述纳米离子处理系统包括处理池5、纳米离子发生器6和纳米离子电极总成7，所述纳米离子发生器6与所述纳米离子电极总成7电连，所述纳米离子发生器6控制纳米离子电极总成7产生高频高压静电，所述纳米离子电极总成7设置在所述处理池5内，所述循环水泵2的出水管与所述处理池5的进水端通过管道相连，所述处理池5的出水端通过所述第一管道12与所述换热设备3的进水管相连。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述纳米离子发生器 6包括电控箱，所述电控箱的输出接口与所述纳米离子电极总成7相连。整个纳米离子处理系统主要包括是两部分，一部分是纳米离子电极总成7，一部分纳米离子发生器6(包括电源)，通电之后就产生高频高压静电，然后纳米离子电极总成7里面的一些纳米材料就是释放一些功率很强的电场啊，通过能量使水分子发结构发生改变，使水的物理特性和水分子结构发生改变，再然后水中产生一定量的臭氧，水分子的活性增加。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，每台所述电控箱的输出接口与若干根纳米离子电极总成7相连。具体，实际应用过程中，纳米离子电极总成7的直径是32cm，长短是根据水池和这个客户的水质来来测定的，具体数量是安装一根管300吨每小时的循环量计算，如果钙硬按100mg/L算的，超过100mg/L就相应的增加，可能有的增加两根或者两点五或三根，这个平均下去间隔距离是20厘米。特殊要求是，为保证效果。所有的水必须90％流过棒体都会经过这个棒体。

一般，一个电控箱的输出接口与4～21根纳米离子电极总成7相连，但不以此为限。应用过程中，至少一台电控箱通过GPRS控制板向后台管理中心发送运行记录，GPRS控制板集成在电控箱内。后台管理中心与电控箱通过一对多形式进行连接，电控箱与纳米离子电极总成7通过一对多形式进行连接，从而实现后台管理中心的统一管理，能做到远程实时监控。本系统采用TCP/IP协议接入无线公用通信网络，与后台管理中心联网通信。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述纳米离子电极总成7至少包括电极芯，所述电极芯通过高压电缆与电源相连。具体，纳米离子电极总成7包括高压电缆、电缆电极连接头、电极芯、紫铜管、电极套筒和螺纹连接堵头，高压电缆穿过防水弯头与电缆电极连接头电连接；电极套管套设在紫铜管上，紫铜管套设在电极芯上；电缆电极连接头嵌设在紫铜管和电极芯之间的上端；防水弯头的下端与电极套管的上端螺纹连接；螺纹连接堵头与电极套管的下端螺纹连接。电极芯由纳米银、纳米二氧化钛、纳米二硫化铁和石墨烯混合物材料制成。电极芯加入石墨烯使设备能获得更好的功率密度，加入纳米银增强电极芯的导电性能，加入纳米二氧化钛和纳米二硫化铁使设备不易出现氧化还能增大电流，使设备性能更优。

在上述实施例的基础上，本实用新型另一实施例中，所述电极芯外层设有镀锡层。如此设置，以防氧化及增大电流，使水体中带有更多电场作功。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，包括集水池、循环水泵、换热设备、冷却塔、控制器和加热水系统，所述集水池和换热设备之间设有纳米离子处理系统，所述集水池的输出部与所述循环水泵的进水管相连，所述循环水泵的出水管与所述纳米离子处理系统通过管道相连并将循环水送入所述纳米离子处理系统，所述纳米离子处理系统用于产生高频高压静电对循环水进行处理，所述纳米离子处理系统的出水端通过第一管道与所述换热设备的进水管相连，所述换热设备的出水管与所述冷却塔的塔顶相连，所述冷却塔的塔底与所述集水池相连，所述加热水系统的进水端和出水端分别通过第二管道和第三管道与所述换热设备相连，所述第一管道、第二管道和第三管道均设有调节阀和温度传感器，所述调节阀和温度传感器均与所述控制器电连接，所述控制器用于接收温度传感器的温度信号并控制所述调节阀的开度。

2.根据权利要求1所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述集水池内设有液位传感器，所述集水池通过补水进水管与补水系统相连，所述补水进水管上设置有控制阀，所述液位传感器和控制阀与所述控制器电连接，所述控制器用于接收液位传感器的液位信号并控制所述控制阀的开启和闭合。

3.根据权利要求1所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述换热设备与冷却塔之间设有旁滤管道，所述旁滤管道设有过滤器。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述纳米离子处理系统包括处理池、纳米离子发生器和纳米离子电极总成，所述纳米离子发生器与所述纳米离子电极总成电连，所述纳米离子发生器控制纳米离子电极总成产生高频高压静电，所述纳米离子电极总成设置在所述处理池内，所述循环水泵的出水管与所述处理池的进水端通过管道相连，所述处理池的出水端通过所述第一管道与所述换热设备的进水管相连。

5.根据权利要求4所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述纳米离子发生器包括电控箱，所述电控箱的输出接口与所述纳米离子电极总成相连。

6.根据权利要求5所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，每台所述电控箱的输出接口与若干根纳米离子电极总成相连。

7.根据权利要求6所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述纳米离子电极总成至少包括电极芯，所述电极芯通过高压电缆与电源相连。

8.根据权利要求6所述的利用纳米离子处理技术的循环水换热系统，其特征在于，所述电极芯外层设有镀锡层。

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