申请日2014.03.13
公开(公告)日2014.06.04
IPC分类号F28D7/00; F28G9/00; F28F13/12
摘要
一种原生污水
权利要求书
1.一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于它是由污水入口(1)、旋流除 污器(2)、排污口(3)、引射器(7)、溢流管(8)、入口制冷剂箱(11)、喷流器(12)、 套筒式旋流换热器(14)、出口制冷剂箱(15)及制冷剂管(18)组成;所述的旋流除污器 (2)由上部的圆柱桶(2-1)、下部的圆锥桶(2-2)及喷流换热器(13)组成，旋流除污器 (2)的圆柱桶(2-1)下端与旋流除污器(2)的圆锥桶(2-2)焊接成相通的空腔密闭管壳， 旋流除污器(2)的圆柱桶(2-1)上端向旋流除污器(2)内部设有喷流换热器(13)并焊 接连通;所述的引射器(7)包括排污管(4)及回流管(6)，回流管(6)的左端为污水出 口(5)，回流管(6)的右端为入水口(17);所述的溢流管(8)上端为溢流口(9);所述 的入口制冷剂箱(11)的左端为制冷剂入口(10);所述的套筒式旋流换热器(14)由上部 的圆柱桶(14-1)及下部的圆锥桶(14-2)组成，套筒式旋流换热器(14)的圆柱桶下端(14-1) 与套筒式旋流换热器(14)的圆锥桶(14-2)焊接成相通的空腔密闭管壳;所述的出口制 冷剂箱(15)的左端为制冷剂出口(16);制冷剂管(18)的上端与横卧的入口制冷剂箱(11) 外表面焊接连通，套筒式旋流换热器(14)的圆柱桶(14-1)与制冷剂管(18)下端焊接 连通，套筒式旋流换热器(14)的圆锥桶(14-2)与横卧的出口制冷剂箱(15)外表面焊 接连通;制冷剂管(18)内设有溢流管(8)，所述的溢流管(8)的直径小于制冷剂管(18); 溢流管(8)向上穿出横卧的入口制冷剂箱(11)并焊接密封;套筒式旋流换热器(14)内 设有旋流除污器(2)，旋流除污器(2)的直径小于套筒式旋流换热器(14);喷流换热器 (13)设置于溢流管(8)外，喷流换热器(13)的直径大于溢流管(8)，溢流管(8)与 喷流换热器(13)间设有喷流器(12)，喷流器(12)的直径大于溢流管(8)，小于喷流换 热器(13)，喷流器(12)上端与制冷剂管(18)的下端焊接成一体，溢流管(8)的下端、 喷流器(12)的下端与喷流换热器(13)的下端焊接成一体;旋流除污器(2)上部圆柱桶 (2-1)左侧设有污水入口(1)并横穿出套筒式旋流换热器(14)，污水入口(1)与套筒 式旋流换热器(14)焊接密封;旋流除污器(2)的圆锥桶(2-2)下端与排污口(3)上端 焊接连通，排污口(3)向下穿出横卧的出口制冷剂箱(15)焊接密封，排污口(3)下端 与排污管(4)的一端焊接连通，排污管(4)的另一端与横卧的回流管(6)外表面焊接连 通。
2.根据权利要求1所述的一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于：所述 的喷流器(12)上布满直径为0.5cm～1cm的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于：所述 的排污管(4)与横卧的回流管(6)的夹角为30°～50°。
4.根据权利要求1所述的一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于：所述 的污水入口(1)的材料为铜;所述的旋流除污器(2)的材料为铜;所述的排污口(3)的 材料为铜;所述的引射器(7)的材料为铜;所述的溢流管(8)的材料为铜;所述的入口 制冷剂箱(11)的材料为铜;所述的喷流器(12)的材料为铜;所述的套筒式旋流换热器 (14)的材料为铜;所述的出口制冷剂箱(15)的材料为铜;所述的制冷剂管(18)的材 料为铜。
5.根据权利要求4所述的一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于：所述 的铜的厚度为1mm～2mm。
6.根据权利要求4所述的一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，其特征在于：所述 的铜的厚度为1.5mm。
说明书
一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器
技术领域
本发明涉及换热器。
背景技术
污水源热泵利用污水作为热源，具有较好的经济性、环保性，但污水容易造成污水源 热泵换热器的腐蚀和结垢，大大降低了污水换热器的换热效果，河水源热泵、海水源热泵、 湖水源热泵等几乎所有水源热泵也都存在同样的问题。现有的污水、海水、湖水或河水等 各种水换热器一般都存在以下问题：
1、结构复杂，易阻塞：结构复杂、换热管易阻塞;通过拆装来清洗污垢不方便、耗 时耗工多、增加了高额的人工费用;某些换热器中通过设置诸如毛刷等清洁污垢的工具， 减少了拆装管壳式换热器的次数，但是由于毛刷使用一段时间后需要更换，所以还是无法 回避拆装管壳式换热器。
2、传热性能不好，热量损失大：换热器材质采用不锈钢，不锈钢比铜容易结垢，且 热传导率比铜低;循环水或制冷剂走壳程、污水(或海水、湖水、河水等各种水)走管程， 造成管壳式换热器与环境温差大，热量(冬季为热量、夏季为冷量)损失大;换热管采用 直管，直管换热器的传热特性不太好，且空间利用率低、自由膨胀性也较差;一般的换热 器中制冷剂和水的流速都较低，容易形成层流底流，而研究表明：在湍流流动中，影响对 流传热过程的主要热阻不是来自流体内部的热交换，而是来自流体与固体壁之间附面层的 传热热阻，尤其是其层流底流，约占传热热阻的60%～80%。
发明内容
本发明是要解决现有换热器存在结构复杂，易阻塞，传热性能不好，热量损失大的问 题，而提供了一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器。
一种原生污水液固暂离旋流壁式换热器，由污水入口、旋流除污器、排污口、引射器、 溢流管、入口制冷剂箱、喷流器、套筒式旋流换热器、出口制冷剂箱及制冷剂管组成;
所述的旋流除污器由上部的圆柱桶、下部的圆锥桶及喷流换热器组成，旋流除污器 的圆柱桶下端与旋流除污器的圆锥桶焊接成相通的空腔密闭管壳，旋流除污器的圆柱桶上 端向旋流除污器内部设有喷流换热器并焊接连通;
所述的引射器包括排污管及回流管，回流管的左端为污水出口，回流管的右端为入水 口;
所述的溢流管上端为溢流口;
所述的入口制冷剂箱的左端为制冷剂入口;
所述的套筒式旋流换热器由上部的圆柱桶及下部的圆锥桶组成，套筒式旋流换热器 的圆柱桶下端与套筒式旋流换热器的圆锥桶焊接成相通的空腔密闭管壳;
所述的出口制冷剂箱的左端为制冷剂出口;
制冷剂管的上端与横卧的入口制冷剂箱外表面焊接连通，套筒式旋流换热器的圆柱桶 与制冷剂管下端焊接连通，套筒式旋流换热器的圆锥桶与横卧的出口制冷剂箱外表面焊接 连通;
制冷剂管内设有溢流管，所述的溢流管的直径小于制冷剂管;溢流管向上穿出横卧的 入口制冷剂箱并焊接密封;套筒式旋流换热器内设有旋流除污器，旋流除污器的直径小于 套筒式旋流换热器;喷流换热器设置于溢流管外，喷流换热器的直径大于溢流管，溢流管 与喷流换热器间设有喷流器，喷流器的直径大于溢流管，小于喷流换热器，喷流器上端与 制冷剂管的下端焊接成一体，溢流管的下端、喷流器的下端与喷流换热器的下端焊接成一 体;旋流除污器上部圆柱桶左侧设有污水入口并横穿出套筒式旋流换热器，污水入口与套 筒式旋流换热器焊接密封;
旋流除污器的圆锥桶下端与排污口上端焊接连通，排污口向下穿出横卧的出口制冷剂 箱焊接密封，排污口下端与排污管的一端焊接连通，排污管的另一端与横卧的回流管外表 面焊接连通;所述的排污管与横卧的回流管的夹角为30°～50°。
本发明的有益效果：
1、将除污功能与污水(或海水、湖水、河水等各种水)余热(冬季为余热、夏季为 余冷)利用功能有机结合在了一体，实现了除污、换热一体化，从而节省了设备投资;
2、利用旋流技术增加了污水(或海水、湖水、河水等各种水)的流速，大幅度的增 加了湍流，减少甚至一定程度上消除了层流，从而大幅度的减低了传热热阻，促进了污水 (或海水、湖水、河水等各种水)和制冷剂之间的热量传递;
3、污水(或海水、湖水、河水等各种水)中混有的固体杂物在离心力的作用下会不 断撞击旋流除污器壁即旋流换热器内壁，旋流换热器内壁上由于长时间使用结的污垢受到 周期性的碰撞应力作用，在疲劳机制下，垢层上逐渐产生裂纹，直至脱落进入主流中;
4、污水(或海水、湖水、河水等各种水)中混有的固体杂物对垢层的随机碰撞，阻 止污垢物质沉积到壁面以及污垢物质在壁面上的生长。从而有效除去换热壁面上沉积的污 垢或控制其污垢厚度，使换热器的换热系数维持在一个可接受的范围内而不需清垢，同时 固体粒子在随污水的运动中不断穿过流动边界层，强化换热。
5、在溢流管下端的污水侧采用了喷流技术，而在其它地方(制冷剂侧)采用了旋流 加筋片技术，有效地加强了污水测的对流换热;
6、延长了溢流管的长度，有效地增加了换热面积，提高了污水(或海水、湖水、河 水等各种水)的余热(冬季为余热、夏季为余冷)利用率;
7、采用薄壁材料铜，有效地提高了换热器的换热性能且不易结垢;
8、在污水(或海水、湖水、河水等各种水)侧巧妙地利用了液固两相流与固体壁面 之间的换热系数比纯液体与固体壁面之间的换热系数大得多的原理，提高了污水(或海水、 湖水、河水等各种水)侧的换热系数;
9、对大水量及大制冷剂量可以采用两个或两个以上的原生污水液固暂离自除垢型旋 流壁式换热器并联使用;对水中杂物粒度分布宽的污水(或海水、湖水、河水等各种水) 可采用两级或两级以上的此类换热器串联使用。
