專利名稱：污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱泵技術(shù)提取污水或地表水中的熱量或冷量的換熱裝置及 其系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用熱泵技術(shù)提取污水或地表水中的低位熱能為建筑物采暖空調(diào)，即污水或地表 水源熱泵供熱空調(diào)系統(tǒng)，具有巨大的節(jié)能潛力，其節(jié)能幅度可達(dá)45%以上。按我國現(xiàn)有污水 排放量測算，開發(fā)利用污水低位熱能(按溫降4-5°C )，可為20%的城市建筑物供熱空調(diào)，其 開發(fā)應(yīng)用前景非常廣闊，是建筑節(jié)能減排的有效途徑之一。污水源或地表水源都是水源的一種，相比地下水其主要特點(diǎn)是懸浮物和其它雜質(zhì) 含量大，懸浮物易堵塞換熱設(shè)備或熱泵機(jī)組，其它雜質(zhì)易在換熱壁面形成污垢。一般的過濾或污水處理方面的技術(shù)，例如機(jī)械格柵、沉淀等，被利用在污水源熱泵 系統(tǒng)中的主要問題是初投資過大、運(yùn)行成本過高，另外用戶也沒有足夠的空間安裝這些設(shè) 施。因此，污水源熱泵的技術(shù)關(guān)鍵是防堵、防垢?，F(xiàn)有技術(shù)都采用特殊的過濾措施防堵，再對換熱設(shè)備或熱泵機(jī)組定期清洗除垢。 按系統(tǒng)形式分為直接式系統(tǒng)和間接式系統(tǒng)，直接式系統(tǒng)是指污水經(jīng)過濾措施后直接進(jìn)入熱 泵機(jī)組，間接式系統(tǒng)采用中間換熱方式，先將熱量傳遞給清水，清水再進(jìn)入熱泵機(jī)組，這兩 種形式都需要定期清污除垢。由于污垢不可避免地要在換熱壁面上形成，采用直接式系統(tǒng)后，定期對熱泵機(jī)組 清污除垢，易損傷機(jī)組，造成蒸發(fā)器或冷凝器換熱管泄漏，風(fēng)險太大。因此，多采用中間換熱 的方式，目前的工程應(yīng)用也主要是間接式系統(tǒng)。在采用間接式系統(tǒng)時，當(dāng)前主要有兩類技術(shù)一類是采用特殊的過濾措施防堵，再利用現(xiàn)有的換熱設(shè)備中間換熱，例如 筆者作為發(fā)明人開發(fā)的專利號ZL200410043654. 9、公開號CN1594112A和專利號 ZL200610010437. 9、公開號 CN1920447A 的專利技術(shù)。二類是直接采用無堵塞的換熱設(shè)備中間換熱，例如筆者作為發(fā)明人開發(fā)的專 利號 ZL200710144522. 9、公開號 CNlOl 149233A 和專利號 ZL200720117309. 4、公開號 CN201096463Y的專利設(shè)備。第一類技術(shù)的缺點(diǎn)是增加了過濾設(shè)備，系統(tǒng)工藝流程相對復(fù)雜，故障點(diǎn)和維護(hù)點(diǎn) 相對增加。第二類技術(shù)的缺點(diǎn)是換熱設(shè)備內(nèi)的過流斷面較大，換熱設(shè)備的體積和占地相對 增加。但筆者認(rèn)為，第二類技術(shù)相對具有優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置及其系統(tǒng)，它可以 有效地解決懸浮物的堵塞和現(xiàn)有技術(shù)為實(shí)現(xiàn)防堵塞而導(dǎo)致的工藝流程復(fù)雜，占地大等關(guān)鍵 問題。
本發(fā)明的暢通型換熱裝置如圖1、2、3、4、5所示，它由大管徑管1、管板2、殼體3-1、 殼體3-2、內(nèi)縱隔板4、內(nèi)橫隔板5、外縱隔板6、外橫隔板7、旁通孔8、封板9、污水或地表水 進(jìn)口 10、污水或地表水出口 11、清水進(jìn)口 12、清水出口 13組成，大管徑管1固定在管板2上； 殼體3-1和3-2分別與管板2連接；內(nèi)縱隔板4固定在管板2和殼體3-1上，將殼體3_1內(nèi) 部分成兩部分；內(nèi)橫隔板5 —端與管板連接，另一端與另一管板2留有一定的過水距離，兩 側(cè)與殼體3-1和內(nèi)縱隔板4連接，將殼體3-1內(nèi)部的兩部分各形成多殼程；外縱隔板6固定 在管板2和殼體3-2上，將殼體3-2內(nèi)部分成兩部分；外橫隔板7 —端與管板連接，兩側(cè)與 殼體3-2和內(nèi)縱隔板4連接，將所有大管徑管1形成多管程；旁通孔9設(shè)置在內(nèi)縱隔板4的 下部，使殼體3-1內(nèi)部的兩部分連通；封板9通過法蘭或絲扣封閉殼體3-2兩端；污水或地 表水進(jìn)口 10和污水或地表水出口 11分別連接在殼體3-2上部；清水進(jìn)口 12、清水出口 13 分別連接在殼體3-1上部；大管徑管1的管徑在50 150mm之間；每管程內(nèi)的管在水平方 向可以設(shè)置多排，在垂直方向可以設(shè)置一排或一排以上。運(yùn)行原理為含懸浮物和其它雜質(zhì)的污水或地表水從污水或地表水進(jìn)口 10進(jìn)入 該換熱裝置，經(jīng)外縱隔板6和外橫隔板7與封板9的阻隔，從大管徑管1內(nèi)以多管程的形式 依次流過，流往污水或地表水出口 11，并從污水或地表水出口 11流出；清水則從清水進(jìn)口 12進(jìn)入，經(jīng)內(nèi)縱隔板4和內(nèi)橫隔板5的阻隔和旁通孔9的旁通，從大管徑管1外和殼體3-1 內(nèi)以多殼程的形式依次流過，并從清水出口 13流出，污水或地表水與清水成純逆流換熱。本發(fā)明的系統(tǒng)如圖6所示，它由暢通型換熱裝置14、熱泵機(jī)組15、污水或地表水泵 16、污水或地表水供水管17、污水或地表水排水管18、清水泵19、清水供水管線20、清水回 水管線21和低位水箱22組成，污水或地表水泵16連接在污水或地表水供水管17上；污水 或地表水供水管17與暢通型換熱裝置14的污水或地表水進(jìn)口 10連接；污水或地表水排水 管18與暢通型換熱裝置14的污水或地表水出口 11連接；清水泵19連接在清水供水管線 20上；清水供水管線20分別與暢通型換熱裝置14的清水出口 13和熱泵機(jī)組15的進(jìn)口連 接；清水回水管線21分別與暢通型換熱裝置14的清水進(jìn)口 12和熱泵機(jī)組15的出口連接； 低位水箱22連接在清水泵19和暢通型換熱裝置14之間的清水供水管線20上。運(yùn)行原理為污水或地表水泵16抽送污水或地表水進(jìn)入暢通型換熱裝置14，清水 泵19抽送清水在暢通型換熱裝置14和熱泵機(jī)組15之間進(jìn)行循環(huán)，污水或地表水與清水通 過暢通型換熱裝置14進(jìn)行冷熱量交換，熱泵機(jī)組15從清水中提取冷熱量。該裝置及其系統(tǒng)具有如下有益效果(1)采用大管徑換熱方式，污水或地表水直接進(jìn)入換熱裝置進(jìn)行換熱，前端不需設(shè) 置過濾網(wǎng)或防阻裝置，解決了污水或地表水源熱泵的堵塞問題。(2)采用大管徑后，管壁會適當(dāng)增大，但系統(tǒng)為開式循環(huán)，接近無壓狀態(tài)，不存在承 壓問題，適當(dāng)增加的壁厚不需要對承壓起作用，因此留有了足夠的腐蝕余量。(3)換熱裝置采用純逆流換熱，換熱效率高；采用大管徑后，流動阻力小，水泵能
^^ o(4)相對傳統(tǒng)的殼管換熱器，管的數(shù)量減少75%左右，清洗工作量減少，利于維護(hù)
管理；(5)污水或地表水的進(jìn)口、出口和清水的進(jìn)口、出口都在換熱裝置的上部，下部無 連接口，最大限度地減小了換熱裝置的占用空間。
圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意2是圖1的A向3是圖1的B-B剖面4是圖1的C-C剖面5是圖1的D-D剖面6是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意7是具體實(shí)施方式
八的結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施方式具體實(shí)施方式
一，結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的暢通型 換熱裝置它由大管徑管1、管板2、殼體3-1、殼體3-2、內(nèi)縱隔板4、內(nèi)橫隔板5、外縱隔板6、 外橫隔板7、旁通孔8、封板9、污水或地表水進(jìn)口 10、污水或地表水出口 11、清水進(jìn)口 12、清 水出口 13組成，大管徑管1固定在管板2上；殼體3-1和3-2分別與管板2連接；內(nèi)縱隔板 4固定在管板2和殼體3-1上，將殼體3-1內(nèi)部分成兩部分；內(nèi)橫隔板5 —端與管板連接， 另一端與另一管板2留有一定的過水距離，兩側(cè)與殼體3-1和內(nèi)縱隔板4連接，將殼體3-1 內(nèi)部的兩部分各形成多殼程；外縱隔板6固定在管板2和殼體3-2上，將殼體3-2內(nèi)部分成 兩部分；外橫隔板7 —端與管板連接，兩側(cè)與殼體3-2和內(nèi)縱隔板4連接，將所有大管徑管 1形成多管程；旁通孔9設(shè)置在內(nèi)縱隔板4的下部，使殼體3-1內(nèi)部的兩部分連通；封板9 通過法蘭或絲扣封閉殼體3-2兩端；污水或地表水進(jìn)口 10和污水或地表水出口 11分別連 接在殼體3-2上部；清水進(jìn)口 12、清水出口 13分別連接在殼體3-1上部；大管徑管1的管 徑在50 150mm之間；每管程內(nèi)的管在水平方向可以設(shè)置多排，在垂直方向可以設(shè)置一排 或一排以上。
具體實(shí)施方式
二(參見圖1 圖5)，本實(shí)施方式的大管徑管1的管徑為70 125mm,其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三(參見圖1 圖5)，本實(shí)施方式的大管徑管1的管徑為90 1 IOmm,其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四(參見圖1 圖5)，本實(shí)施方式的大管徑管1的管徑為95 105mm,其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五，本實(shí)施方式的每管程內(nèi)的管在垂直方向是單排管或兩排管或三 排管，其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六，本實(shí)施方式的每管程內(nèi)的管在垂直方向是單排管，其它組成和 連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七，本實(shí)施方式是本發(fā)明系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
，結(jié)合圖6進(jìn)行說明， 它由暢通型換熱裝置14、熱泵機(jī)組15、污水或地表水泵16、污水或地表水供水管17、污水或 地表水排水管18、清水泵19、清水供水管線20、清水回水管線21和低位水箱22組成，污水 或地表水泵16連接在污水或地表水供水管17上；污水或地表水供水管17與暢通型換熱裝 置14的污水或地表水進(jìn)口 10連接；污水或地表水排水管18與暢通型換熱裝置14的污水 或地表水出口 11連接；清水泵19連接在清水供水管線20上；清水供水管線20分別與暢通型換熱裝置14的清水出口 13和熱泵機(jī)組15的進(jìn)口連接；清水回水管線21分別與暢通型 換熱裝置14的清水進(jìn)口 12和熱泵機(jī)組15的出口連接；低位水箱22連接在清水泵19和暢 通型換熱裝置14之間的清水供水管線20上。
具體實(shí)施方式
八(參見圖7)，本實(shí)施方式的系統(tǒng)中暢通型換熱裝置14可以多個串 聯(lián)或并聯(lián)，其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
七相同。
權(quán)利要求
一種污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于它由大管徑管1、管板2、殼體3 1、殼體3 2、內(nèi)縱隔板4、內(nèi)橫隔板5、外縱隔板6、外橫隔板7、旁通孔8、封板9、污水或地表水進(jìn)口10、污水或地表水出口11、清水進(jìn)口12、清水出口13組成，大管徑管1固定在管板2上；殼體3 1和3 2分別與管板2連接；內(nèi)縱隔板4固定在管板2和殼體3 1上，將殼體3 1內(nèi)部分成兩部分；內(nèi)橫隔板5一端與管板連接，另一端與另一管板2留有一定的過水距離，兩側(cè)與殼體3 1和內(nèi)縱隔板4連接，將殼體3 1內(nèi)部的兩部分各形成多殼程；外縱隔板6固定在管板2和殼體3 2上，將殼體3 2內(nèi)部分成兩部分；外橫隔板7一端與管板連接，兩側(cè)與殼體3 2和內(nèi)縱隔板4連接，將所有大管徑管1形成多管程；旁通孔9設(shè)置在內(nèi)縱隔板4的下部，使殼體3 1內(nèi)部的兩部分連通；封板9通過法蘭或絲扣封閉殼體3 2兩端；污水或地表水進(jìn)口10和污水或地表水出口11分別連接在殼體3 2上部；清水進(jìn)口12、清水出口13分別連接在殼體3 1上部；大管徑管1的管徑在50～150mm之間；每管程內(nèi)的管在水平方向可以設(shè)置多排，在垂直方向可以設(shè)置一排或一排以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于大管徑管 1的管徑為70 125mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于大管徑管 1的管徑為90 110mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于大管徑管 1的管徑為95 105mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于每管程內(nèi) 的管在垂直方向是單排管或兩排管或三排管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其特征在于每管程內(nèi) 的管在垂直方向是單排管。
7.一種污水或地表水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于它由暢通型換熱裝置14、熱泵機(jī)組15、 污水或地表水泵16、污水或地表水供水管17、污水或地表水排水管18、清水泵19、清水供水 管線20、清水回水管線21和低位水箱22組成，污水或地表水泵16連接在污水或地表水供 水管17上；污水或地表水供水管17與暢通型換熱裝置14的污水或地表水進(jìn)口 10連接；污 水或地表水排水管18與暢通型換熱裝置14的污水或地表水出口 11連接；清水泵19連接 在清水供水管線20上；清水供水管線20分別與暢通型換熱裝置14的清水出口 13和熱泵 機(jī)組15的進(jìn)口連接；清水回水管線21分別與暢通型換熱裝置14的清水進(jìn)口 12和熱泵機(jī) 組15的出口連接；低位水箱22連接在清水泵19和暢通型換熱裝置14之間的清水供水管 線20上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水或地表水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于暢通型換熱裝置14可 以多個串聯(lián)或并聯(lián)。
全文摘要
污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置及其系統(tǒng)，涉及一種利用熱泵技術(shù)提取污水或地表水中的熱量或冷量的換熱裝置及其系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是解決懸浮物的堵塞和現(xiàn)有技術(shù)為實(shí)現(xiàn)防堵塞而導(dǎo)致的工藝流程復(fù)雜與占地大等關(guān)鍵問題。本發(fā)明的裝置由大管徑管、管板、殼體、內(nèi)外隔板、封板、污水或地表水進(jìn)出口、清水進(jìn)出口等組成，系統(tǒng)由該裝置、熱泵機(jī)組、水泵和連接管路等組成，污水或地表水在大管徑管內(nèi)順暢地流動，清水在殼內(nèi)與污水成逆流換熱，熱泵機(jī)組再從清水中提取熱量。本發(fā)明適用于污水或地表水源熱泵間接式系統(tǒng)，前端不需設(shè)置過濾網(wǎng)或防阻裝置，實(shí)現(xiàn)無堵塞的連續(xù)換熱、取熱，系統(tǒng)工藝流程簡化，換熱效率高，占地少。
文檔編號F25B30/06GK101943528SQ20101025491
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者吳榮華, 遲芳 申請人:青島科創(chuàng)新能源科技有限公司