申请日2016.04.22
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号F25B30/06; F25B39/02
摘要
一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组。本发明属于能源技术领域。本发明的目的是解决污水或地表水等非清洁水直接进入热泵机组时蒸发器的堵塞问题。本发明由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流装置和蒸发器组成，蒸发器包括换热壳体、左管板、左分流器、左封头、右管板、右分流器、右封头、多层换热管，通过对左分流器与右分流器内结构的设置，有效控制水流和悬浮物的流动方向，从而避免悬浮物和杂质对蒸发器造成堵塞，严重影响机组运行。本发明适用于污水或地表水等非清洁水。
权利要求书
1.一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，它由压缩机(39)、冷凝器(40)、干燥过滤器(41)、节流装置(42)和蒸发器(43)组成，所述的蒸发器(43)包括换热壳体(1)、左管板(2)、左分流器(4)、左封头(6)、右管板(3)、右分流器(5)、右封头(7)、多层换热管(8)，其特征是：换热壳体(1)上设有制冷剂入口(11)和制冷剂出口(12)，多层换热管(8)的左端与左管板(2)固连，多层换热管(8)的右端与右管板(3)固连，左分流器(4)左端与左封头(6)法兰连接，左分流器(4)右端与左管板(2)法兰连接，左分流器(4)上分别设有非清洁水入口(9)和非清洁水出口(10)，右分流器(5)左端与右管板(3)法兰连接，右分流器(5)右端与右封头(7)法兰连接;所述的左分流器(4)内设置有多层水平折流板(17)将左分流器(4)内腔划分为分流室(18)、多个折流层(19)和出水腔(20)，分流室(18)与非清洁水入口(9)相连通，出水腔(20)与非清洁水出口(10)相连通;所述的分流室(18)中设置进口分流板(21)将分流室(18)分为一次分流室(22)和二次分流室(23);所述的一次分流室(22)位于分流室(18)顶部且与非清洁水入口(9)连通;所述的二次分流室(23)内设有多个分流区进水单元室(24)，多个分流区进水单元室(24)的数量与位于顶层的换热管(8)数量相同，且通过管板与换热管(8)一一对应并连通，将其中1～3个分流区进水单元室(24)设定为一个进水单元组(26)，进水单元组(26)之间设置垂直分流板(30)，进水单元组(26)中的每个分流区进水单元室(24)之间设置短隔板一(31)，设定进水单元组(26)中的一个分流区进水单元室(24)为分流区主进水单元室(25)，当进水单元组(26)内分流区进水单元室(24)的数量为3时，位于中间的进水单元室为分流区主进水单元室(25)，当进水单元组(26)内分流区进水单元室(24)的数量为1时，分流区进水单元室(24)为分流区主进水单元室(25);所述的进口分流板(21)上设置多个疏导孔一(29)，多个疏导孔一(29)位置分别与分流区主进水单元室(25)对应相通;所述的折流层(19)中每层折流层(19)对应两排换热管(8);所述蒸发器(43)的制冷剂出口(12)与压缩机(39)的入口相连通，压缩机(39)的出口与冷凝器(40)的入口相连通，冷凝器(40)的出口与干燥过滤器(41)的一端相连通，干燥过滤器(41)的另一端与节流装置(42)的一端相连通，节流装置(42)的另一端与蒸发器(43)制冷剂入口(11)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，其特征在于所述的折流层(19)每层中设置多个垂直分流板(30)，当折流层中对应的两排换热管(8)数量相同时，垂直分流板(30)将折流层(19)划分为与所对应的第一排换热管(8)数量相同的导流腔(35)，当折流层中对应的两排换热管(8)数量不同时且上排换热管(8)比下排换热管(8)数量多一根时，多个垂直分流板(30)将折流层(19)划分为与垂直分流板(30)相同数量的导流腔(35)和一个折流层水平分流单元室(32)，每个导流腔(35)对应上下两根换热管(8);所述的折流层水平分流单元室(32)中对应5根换热管(8)，且上排3根换热管(8)下排2根换热管(8)，折流层水平分流单元室(32)中设置水平分流板(33)将折流层水平分流单元室(32)分为折流层水平分流单元室上腔和折流层水平分流单元室下腔，折流层水平分流单元室下腔包含两个折流区进水单元室(27)，设定其中一个折流区进水单元室(27)为折流区主进水单元室(28)，水平分流板(33)上设置疏导孔二(34)，疏导孔二(34)位置与折流层水平分流单元室下腔中的折流区主进水单元室(28)相对应，位于折流层水平分流单元室下腔中的两个折流区进水单元室(27)之间设置短隔板二(36)，折流层水平分流单元室下腔通过管板与对应的两根换热管(8)相连通;所述的出水腔(20)位于左分流器(4)底部，非清洁水出口(10)与出水腔(20)及位于底层的换热管(8)相连通;所述的右分流器(5)内设置有多层水平折流板(17)将右分流器(5)分为多个折流层(19)，将位于顶部的折流层(19)设定为右第一折流层，右第一折流层位置对应位于顶部的换热管(8)和第二排的换热管(8);所述的右第一折流层中设置多个垂直分流板(30)将右第一折流层划分为与第一排换热管(8)相同数量的导流腔(35)，在其余的折流层(19)中设置多个垂直分流板(30)，当折流层中对应的两排换热管(8)数量相同时，垂直分流板(30)将折流层(19)划分为与所对应的第一排换热管(8)数量相同的导流腔(35)，当折流层(19)对应的两排换热管(8)数量不同时且上排换热管(8)比下排换热管(8)数量多一根时，多个垂直分流板(30)将折流层(19)划分为与垂直分流板(30)相同数量的导流腔(35)和一个折流层水平分流单元室(32)，每个导流腔(35)对应两根换热管(8)，且上下排各设置一根;所述的折流层水平分流单元室(32)中对应5根换热管(8)，且上排3根换热管(8)下排2根换热管(8)，折流层水平分流单元室(32)中设置水平分流板(33)将折流层水平分流单元室(32)分为折流层水平分流单元室上腔和折流层水平分流单元室下腔，折流层水平分流单元室下腔包含两个折流区进水单元室(27)，设定其中一个折流区进水单元室(27)为折流区主进水单元室(28)，水平分流板(33)上设置疏导孔二(34)，疏导孔二(34)位置与折流层水平分流单元室下腔中的折流区主进水单元室(28)相对应，位于折流层水平分流单元室下腔中的两个折流区进水单元室(27)之间设置短隔板二(36)，折流层水平分流单元室下腔通过管板与对应的两根换热管(8)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，其特征在于所述所有短隔板一(31)与短隔板二(36)靠近管板的一侧通过密封胶垫(37)与管板可拆卸密封连接，所有短隔板一(31)与短隔板二(36)靠近封头的一侧与密封胶垫(37)之间留有过水空隙。
4.根据权利要求1所述的一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，其特征在于所述的所有的水平折流板(17)、进口分流板(21)、垂直分流板(30)、水平分流板(33)靠近管板的一侧与管板通过密封胶垫(37)与管板可拆卸密封连接，靠近盲板的一侧与盲板通过密封胶垫(37)与盲板可拆卸密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，其特征在于所述左封头(6)由左球形板(14)与左盲板(13)固接而成，右封头(7)由右球形板(16)与右盲板(15)固接而成。
6.根据权利要求1所述的一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，其特征在于所述的位于顶层的换热管(8)数量为4～6根。
说明书
一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组
技术领域
本发明涉及一种污水或地表水等非清洁水直接进入热泵机组的直入式热泵机组，属于能源技术领域。
背景技术
采用热泵技术从污水或地表水等非清洁水中提取低品位冷热量为建筑物供热供冷具有重要的节能减排和经济价值，一般节能幅度可达45%以上。但由于污水或地表水等非清洁水中含有大量的悬浮物和杂质，需要采取有效的技术手段，否则会对设备或系统造成严重堵塞。
现阶段主要采取的技术方案有三种：
第一，污水或地表水进入热泵机组之前设置过滤装置过滤，污水或地表水等非清洁水经过滤后再进入热泵机组;
第二，设置中间换热器，污水或地表水先进行中间换热，由清洁水与污水或地表水等换热后再进入热泵机组，但该中间换热器为传统换热器，前端也需要设置过滤装置对污水或地表水等先过滤;
第三，设置中间换热器，污水或地表水先进行中间换热，由清洁水与污水或地表水等换热后再进入热泵机组，但该中间换热器为发明人开发的疏导式换热器，前端不需要设置过滤装置。
前两种方案都需要过滤，但无法彻底过滤掉污水或地表水中的细小悬浮物和杂质(并不是水处理)，热泵机组或中间换热器需要定期进行清理，尤其是城市未处理原生污水，其清理周期通常仅1至2周。第三种方案中，没有了过滤装置，工艺得到了简化，从根本上解决了悬浮物和杂质的堵塞和污垢问题，但还需要中间换热过程，有温差损失。
为此，本发明开发一种具有疏导功能的直入式热泵机组，在简单过滤掉大尺度悬浮物和杂质之后，污水或地表水等直接进入热泵机组的蒸发器，其中的悬浮物和杂质可顺畅流通，而不会造成缠绕、挂壁和滞留等堵塞问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，以解决污水或地表水等非清洁水直接进入热泵机组的蒸发器时悬浮物和杂质造成的缠绕、挂壁和滞留等堵塞问题，让悬浮物和杂质可在热泵机组的蒸发器内顺畅流通。
本发明为解决上述技术问题，所采取的技术方案是：
一种污水或地表水等非清洁水直入式热泵机组，它由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流装置和蒸发器组成，所述的蒸发器包括换热壳体、左管板、左分流器、左封头、右管板、右分流器、右封头、多层换热管，换热壳体上设有制冷剂入口和制冷剂出口，多层换热管的左端与左管板固连，多层换热管的右端与右管板固连;左分流器左端与左封头法兰连接，左分流器右端与左管板法兰连接，左分流器上分别设有非清洁水入口和非清洁水出口;右分流器左端与右管板法兰连接，右分流器右端与右封头法兰连接;所述的左分流器内设置有多层水平折流板将左分流器内腔划分为分流室、多个折流层和出水腔，分流室与非清洁水入口相连通，出水腔与非清洁水出口相连通;所述的分流室中设置进口分流板将分流室分为一次分流室和二次分流室;所述的一次分流室位于分流室顶部且与非清洁水入口连通;所述的二次分流室内设有多个分流区进水单元室，多个分流区进水单元室的数量与位于顶层的换热管数量相同，且通过管板与换热管一一对应并连通，将其中1～3个分流区进水单元室设定为一个进水单元组，进水单元组之间设置垂直分流板，进水单元组中的每个分流区进水单元室之间设置短隔板一，设定进水单元组中的一个分流区进水单元室为分流区主进水单元室，当进水单元组内分流区进水单元室的数量为3时，位于中间的进水单元室为分流区主进水单元室，当进水单元组内分流区进水单元室的数量为1时，分流区进水单元室为分流区主进水单元室;所述的进口分流板上设置多个疏导孔一，多个疏导孔一位置分别与分流区主进水单元室对应相通;所述的折流层中每层折流层对应两排换热管;所述蒸发器的制冷剂出口与压缩机的入口相连通，压缩机的出口与冷凝器的入口相连通，冷凝器的出口与干燥过滤器的一端相连通，干燥过滤器的另一端与节流装置的一端相连通，节流装置的另一端与蒸发器的制冷剂入口相连通。
所述的折流层每层中设置多个垂直分流板，当折流层中对应的两排换热管数量相同时，垂直分流板将折流层划分为与所对应的第一排换热管数量相同的导流腔，当折流层中对应的两排换热管数量不同时且上排换热管比下排换热管数量多一根时，多个垂直分流板将折流层划分为与垂直分流板相同数量的导流腔和一个折流层水平分流单元室，每个导流腔对应上下两根换热管;所述的折流层水平分流单元室中对应5根换热管，且上排3根换热管下排2根换热管，折流层水平分流单元室中设置水平分流板将折流层水平分流单元室分为折流层水平分流单元室上腔和折流层水平分流单元室下腔，折流层水平分流单元室下腔包含两个折流区进水单元室，设定其中一个折流区进水单元室为折流区主进水单元室，水平分流板上设置疏导孔二，疏导孔二位置与折流层水平分流单元室下腔中的折流区主进水单元室相对应，位于折流层水平分流单元室下腔中的两个折流区进水单元室之间设置短隔板二，折流层水平分流单元室下腔通过管板与对应的两根换热管相连通;所述的出水腔位于左分流器底部，非清洁水出口与出水腔及位于底层的换热管相连通;所述的右分流器内设置有多层水平折流板将右分流器分为多个折流层，将位于顶部的折流层设定为右第一折流层，右第一折流层位置对应位于顶部的换热管和第二排的换热管;所述的右第一折流层中设置多个垂直分流板将右第一折流层划分为与第一排换热管相同数量的导流腔，在其余的折流层中设置多个垂直分流板，当折流层中对应的两排换热管数量相同时，垂直分流板将折流层划分为与所对应的第一排换热管数量相同的导流腔，当折流层对应的两排换热管数量不同时且上排换热管比下排换热管数量多一根时，多个垂直分流板将折流层划分为与垂直分流板相同数量的导流腔和一个折流层水平分流单元室，每个导流腔对应两根换热管，且上下排各设置一根;所述的折流层水平分流单元室中对应5根换热管，且上排3根换热管下排2根换热管，折流层水平分流单元室中设置水平分流板将折流层水平分流单元室分为折流层水平分流单元室上腔和折流层水平分流单元室下腔，折流层水平分流单元室下腔包含两个折流区进水单元室，设定其中一个折流区进水单元室为折流区主进水单元室，水平分流板上设置疏导孔二，疏导孔二位置与折流层水平分流单元室下腔中的折流区主进水单元室相对应，位于折流层水平分流单元室下腔中的两个折流区进水单元室之间设置短隔板二，折流层水平分流单元室下腔通过管板与对应的两根换热管相连通。
所述所有短隔板一与短隔板二靠近管板的一侧通过密封胶垫与管板可拆卸密封连接，所有短隔板一与短隔板二靠近封头的一侧与密封胶垫之间留有过水空隙。
所述的所有的水平折流板、进口分流板、垂直分流板、水平分流板靠近管板的一侧与管板通过密封胶垫与管板可拆卸密封连接，靠近盲板的一侧与盲板通过密封胶垫与盲板可拆卸密封连接。
所述左封头由左球形板与左盲板固接而成，右封头由右球形板与右盲板固接而成。
所述的位于顶层的换热管数量为4～6根。
本发明的有益效果是：
1)通过设置疏导孔及隔板等，使污水或地表水等非清洁水可以在入口处、内部换向处进行流道分离，所述流道分离是指：在一个出口对应两个或多个入口时，水从一个出口进入多个进口时水的流动先按180度分开或分离。
2)在流道分离结构条件下，悬浮物不会在两个入口处形成达连，从而解决了污水或地表水等非清洁水中悬浮物和杂质在蒸发器进口处堵塞和在管口处的达连缠绕问题。
