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：
本實用新型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。現(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)過濾措施后直接進入熱 泵機組，間接式系統(tǒng)采用中間換熱方式，先將熱量傳遞給清水，清水再進入熱泵機組，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，定期對熱泵機組 清污除垢，易損傷機組，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)的缺點是增加了過濾設(shè)備，系統(tǒng)工藝流程相對復(fù)雜，故障點和維護點 相對增加。第二類技術(shù)的缺點是換熱設(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。但筆者認為，第二類技術(shù)相對具有優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容本實用新型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。[0012]本實用新型所采取的技術(shù)方案是一種污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其 由大管徑管、管板、殼體一、殼體二、內(nèi)縱隔板、內(nèi)橫隔板、外縱隔板、外橫隔板、旁通孔、封 板、污水或地表水進口、污水或地表水出口、清水進口、清水出口組成，大管徑管固定在管板 上；殼體一和殼體二分別與管板連接；內(nèi)縱隔板固定在管板和殼體一上，將殼體一內(nèi)部分 成兩部分；內(nèi)橫隔板一端與管板連接，另一端與另一管板留有過水距離，兩側(cè)與殼體一和內(nèi) 縱隔板連接，將殼體一內(nèi)部的兩部分各形成多殼程；外縱隔板固定在管板和殼體二上，將殼 體二內(nèi)部分成兩部分；外橫隔板一端與管板連接，兩側(cè)與殼體二和內(nèi)縱隔板連接，將所有大 管徑管形成多管程；旁通孔設(shè)置在內(nèi)縱隔板的下部，使殼體一內(nèi)部的兩部分連通；封板通 過法蘭或絲扣封閉殼體二兩端；污水或地表水進口和污水或地表水出口分別連接在殼體二 上部；清水進口、清水出口分別連接在殼體一上部；大管徑管的管徑在5(T150 mm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。優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其大管徑管的管徑為 70"l25mmo優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其大管徑管的管徑為 90 110mm。優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其大管徑管的管徑為 95 105mm。優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其每管程內(nèi)的管在垂直方向 是單排管或兩排管或三排管。優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵暢通型換熱裝置，其每管程內(nèi)的管在垂直方向 是單排管。運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口進入該換 熱裝置，經(jīng)外縱隔板和外橫隔板與封板的阻隔，從大管徑管內(nèi)以多管程的形式依次流過，流 往污水或地表水出口，并從污水或地表水出口流出；清水則從清水進口進入，經(jīng)內(nèi)縱隔板和 內(nèi)橫隔板的阻隔和旁通孔的旁通，從大管徑管外和殼體內(nèi)以多殼程的形式依次流過，并從 清水出口流出，污水或地表水與清水成純逆流換熱。一種污水或地表水源熱泵系統(tǒng)，其由暢通型換熱裝置、熱泵機組、污水或地表水 泵、污水或地表水供水管、污水或地表水排水管、清水泵、清水供水管線、清水回水管線和低 位水箱組成，污水或地表水泵連接在污水或地表水供水管上；污水或地表水供水管與暢通 型換熱裝置的污水或地表水進口連接；污水或地表水排水管與暢通型換熱裝置的污水或地 表水出口連接；清水泵連接在清水供水管線上；清水供水管線分別與暢通型換熱裝置的清 水出口和熱泵機組的進口連接；清水回水管線分別與暢通型換熱裝置的清水進口和熱泵機 組的出口連接；低位水箱連接在清水泵和暢通型換熱裝置之間的清水供水管線上。優(yōu)化的，上述污水或地表水源熱泵系統(tǒng)，其暢通型換熱裝置可以多個串聯(lián)或并聯(lián)。運行原理為污水或地表水泵抽送污水或地表水進入暢通型換熱裝置，清水泵抽 送清水在暢通型換熱裝置和熱泵機組之間進行循環(huán)，污水或地表水與清水通過暢通型換熱 裝置進行冷熱量交換，熱泵機組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入換熱裝置進行換熱，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，水泵能耗 降低。(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
管理；(5)污水或地表水的進口、出口和清水的進口、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是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的A向圖；圖3是圖1的B-B剖面圖；圖4是圖1的C-C剖面圖；圖5是圖1的D-D剖面圖；圖6是實用新型的實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是實用新型的實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型由大管徑管1、管板2、殼體一 3_1、 殼體二 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 水進口 10、污水或地表水出口 11、清水進口 12、清水出口 13組成，大管徑管1固定在管板 2上；殼體一 3-1和殼體二 3-2分別與管板2連接；內(nèi)縱隔板4固定在管板2和殼體一 3_1 上，將殼體一 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)與殼體一 3-1和內(nèi)縱隔板4連接，將殼體一 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和殼體二 3-2上，將殼體二 3-2內(nèi)部分成兩部分；外橫隔 板7 —端與管板連接，兩側(cè)與殼體二3-2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，使殼體一 3-1內(nèi)部的兩部分連通；封板9通過法蘭或 絲扣封閉殼體二 3-2兩端；污水或地表水進口 10和污水或地表水出口 11分別連接在殼體 二 3-2上部；清水進口 12、清水出口 13分別連接在殼體一 3-1上部；大管徑管1的管徑在 50^150 mm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。實施例2如圖廣圖5所示，本實用新型的大管徑管1的管徑為7(Tl25mm，其它組成和連接 關(guān)系與實施例1相同。實施例3如圖廣圖5所示，本實用新型的大管徑管1的管徑為9(Tll0mm，其它組成和連接關(guān)系與實施例1相同。實施例4如圖廣圖5所示，本實用新型的大管徑管1的管徑為95 105mm，其它組成和連接 關(guān)系與實施例1相同。實施例5本實用新型的每管程內(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)系與實施例1相同。實施例6本實用新型的每管程內(nèi)的管在垂直方向是單排管，其它組成和連接關(guān)系與實施例 1相同。實施例7如圖6所示，本實用新型是由暢通型換熱裝置14、熱泵機組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和熱泵機組15的進口連 接；清水回水管線21分別與暢通型換熱裝置14的清水進口 12和熱泵機組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。實施例8如圖7所示，本實用新型的系統(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)系與實施例7相同。
權(quán)利要求1.一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)、殼體一(3-1)、殼體二(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)、污水或地表水進口( 10)、污水或地表水出口( 11 )、清水進口 (12)、清水出口(13)組成，大管徑管(1)固定在管板(2)上；殼體一(3-1)和殼體二(3-2) 分別與管板(2)連接；內(nèi)縱隔板(4)固定在管板(2)和殼體一(3-1)上，將殼體一(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)留有過水距離，兩側(cè) 與殼體一(3-1)和內(nèi)縱隔板(4)連接，將殼體一(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)和殼體二(3-2)上，將殼體二(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)與殼體二(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，使殼體一(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二(3-2)兩端；污水或地表水進口(10)和污水或地表水出口(11)分 別連接在殼體二(3-2)上部；清水進口(12)、清水出口(13)分別連接在殼體一(3-1)上部； 大管徑管(1)的管徑在5(T150 mm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7(Tl25mm。
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9(Tll0mm。
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)和熱泵機組(15)的進口連接；清水回水管線(21) 分別與暢通型換熱裝置(14)的清水進口(12)和熱泵機組(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)。
專利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。本實用新型的目的是解決懸浮物的堵塞和現(xiàn)有技術(shù)為實現(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。本實用新型的裝置由大管徑管、管板、殼體、內(nèi)外隔板、封板、污水或地表水進出口、清水進出口等組成，系統(tǒng)由該裝置、熱泵機組、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，熱泵機組再從清水中提取熱量。本實用新型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F28D7/16GK201909569SQ20102055314
公開日2011年7月27日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9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