污水-制冷剂相变换热器制造技术

本发明专利技术给出一种污水-制冷剂相变换热器，适用于直接式污水源热泵，作为蒸发器或冷凝器。它由污水通道、制冷剂通道、箱体和底座组成。制冷剂通道包括：制冷剂进口、进口联箱、传热管、出口联箱和制冷剂出口。污水通道包括：污水进口、折流板、污水流道、折流口和污水出口，其中污水流道是由隔板、连板和传热管外表面围成。污水在箱体内的多层水平污水流道中流动，制冷剂在竖立的多排传热管排中流动，传热管排外表面沉浸在污水流道中，污水和制冷剂之间通过传热管壁换热，其特征在于：(1)污水流道的截面为长方形，其长边与地面垂直，短边与地面平行；(2)污水流道的长方形截面的短边长为3至4厘米。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热交换设备，特别是涉及污水-制冷剂相变换热器。
技术介绍
利用城市污水作为冷热源，通过污水源热泵对建筑进行采暖空调，可以直接减少其他短缺能源的消耗，同时还可以达到废物利用的目的，是资源再生利用、发展循环经济、建设节约型社会、友好环境的重要措施。污水源热泵实现了城市废热的回收利用，变废为宝，是新型的可再生清洁能源利用技术，符合可持续发展、建设资源节约型社会的要求。将水源热泵系统技术与城市污水结合，在扩大城市污水利用范围、拓展城市污水治理效益方面具有深远意义。污水源热泵是依靠热泵机组内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量，经热泵机组升温后对建筑供热，夏季通过热泵机组，把建筑物中的热量传递给污水，从而实现供冷。污水替代了冷却塔，具有高效节能、绿色环保、安全可靠、一机多用等突出优点。目前，污水源热泵系统在我国的大部分城市得到了推广与应用，例如:北京、天津、山西、山东、石家庄、新疆、广西等地。随着整个社会节约能源、环保意识的提高，污水源热泵的应用领域也在不断的扩展。除了在城市供暖制冷、制取生活热水应用外，还在食品、生化、制药工业、种植养殖及农副产品加工储藏领域均得到应用。应该进一步挖掘利用各类可再生的低温热源或废热热源，完善和推广污水源热泵技术，向着建立节约型社会发展。污水源热泵可分为直接式污水源热泵与间接式污水源热泵两类。直接式系统中，与污水换热的介质为制冷剂，间接式系统中，与污水换热的介质为中介水或防冻液。前者污水与制冷剂之间经换热器壁面直接换热；后者则存在中介媒质，从而传热热阻增加，导致热泵系统效率随之下降。实现无堵塞连续换热，是利用污水作为热泵冷热源的技术关键，尤其是对于利用污水-制冷剂相变换热器的直接式污水源热泵系统。解决恶劣水质对换热设备及管路的堵塞与污染，实现防腐与无污染换热，是一个世界性技术难题。城市污水水质对换热器的影响主要有腐蚀、结垢及堵塞，热泵中的污水流通管路，经常被堵塞，以至于热泵完全不能工作。 直接式系统是目前污水源热泵研究的前沿领域和发展方向，直接式系统与间接式系统相比有很大的优点，主要是:1，在同样的水源条件下供出同样多的热量，蒸发温度可提高5°C左右，热泵机组效率得以很大提高，系统总的耗电量可降低15%以上。2，省去了污水换热器及相应的中介水循环水泵，机房占地面积减少，降低了土建和设备初投资，也减少水泵能耗。3，获取同样多的热量，所需的污水量可减小一半左右。间接式系统需要考虑中间换热的温差损失，这就限制了污水的降温幅度。采用直接式污水源热泵遇到的主要问题是，I，直接污水源热泵系统，要求热泵机组的蒸发器/冷凝器能够“一器两用”，对蒸发器/冷凝器提出了特殊要求。2，使用污水-制冷剂相变换热器的直接式污水源热泵机组，采用原生污水为热源，比一般污水换热器更容易污染和堵塞，使污水源热泵效率下降，甚至不能工作。对污水和换热器，需经过特殊处理，技术难度较大。虽然人们有很多设想和试验，但都存在不足。到目前为止，还没有广泛地普及污水-制冷剂相变换热器和直接式污水源热泵系统；污水源热泵技术诞生以来，基本采用间接式系统，这是从可靠性角度考虑而采取的保守措施。在工农业和人民生活中，排放各种各样的污水。污水换热器与普通换热器工作条件有很大的区别，普通换热器的设计方法，使用经验，不能简单用于污水换热器，尤其是污水-制冷剂换热器。尽管普通换热器的设计方法与制造工艺，都很成熟，但是，污水换热器科学设计方法，至今，还没有很好解决。上述有关污水换热器的
技术介绍
，在以下专著中有详细描述:1、赵军，戴传山主编，地源热泵技术与建筑节能应用，北京:中国建筑工业出版社，2009。2、(美)沙拉,塞库利克著,程林译，换热器设计技术,北京:机械工业出版社,2010。3、陈东，谢继红编，热泵技术手册，北京:化学工业出版社，2012。
技术实现思路
本专利技术的目的是给出一种污水-制冷剂相变换热器，它由污水通道、制冷剂通道、箱体和底座组成。制冷剂通道包括:制冷剂进口、进口联箱、传热管排、出口联箱和制冷剂出口。污水通道包括:污水进口、折流板、污水流道、折流口和污水出口。污水在箱体内的多层水平污水流道中流动，制冷剂在竖立的多排传热管排中流动，传热管排外表面在污水中，污水和制冷剂之间通过传热管壁换热。污水流道的截面为长方形，其长边与地面垂直，短边与地面平行；污水流道的长方形截面的短边长为3至4厘米。所述制冷剂通道，它包括:制冷剂进口、进口联箱、传热管排、出口联箱和制冷剂出口，传热管排竖直沉浸在污水中，所有传热管排彼此平行，高度相等，长度相等，厚度相等，间距相等，制冷剂从制冷剂进口进入换热器，经过进口联箱，进入传热管排，在传热管排内流动过程中，通过管壁与污水换热，最后，通过传热管排的末端进入出口联箱，再通过制冷剂出口流出换热器。所述传热管排，它是由传热管和连接板构成，若干个传热管竖排并联，每两个相邻传热管之间，沿传热管轴线，有连接板将两个传热管固定，形成竖直平面的传热管排。所述污水通道,它包括:污水进口、折流板、污水流道、折流口和污水出口，污水从污水进口进入换热器，经过折流板，流入的水平的污水流道，在一个流道的末端，是折流口，污水从这里流入下一个反方向的污水流道，经过若干个流程之后，最后，污水从污水出口流出换热器。所述污水流道，它是由隔板和传热管排外表面围成水平的流道，传热管排竖直设置，它由传热管和连接板构成，隔板水平设置在传热管排之间，污水流道的左右为传热管排，污水流道的上下为隔板。所述箱体，它是污水-制冷剂相变换热器的六面体的外壳；箱体内部是污水流道和制冷剂传热管，箱体外表面上，有污水进出口和制冷剂进出口，箱体底部固定在底座上。本专利技术的优点是: 1，本专利技术的污水-制冷剂相变换热器，不需要对污水进行严格净化。污水直接进入污水-制冷剂相变换热器，换热器中的污水流通管路不会被堵塞，能够长时间稳定工作。2，在污水-制冷剂相变换热器中，污水直接与制冷剂进行热量交换，无论制冷剂是得到热量，还是失去热量，相对于有中介水换热的情况，制冷剂在其中都可以实现较大的温差，从污水得到或向污水放出较多的热量，热泵机组效率得以很大提高。3，省去通常污水源热泵所设置的污水-中介水换热器、中介水循环水泵及相应的管路，机房占地面积减少，降低了土建和设备初投资，减少能耗。.4，尽管传热管置于污水流道中，但由于传热管是竖立设置，同时，传热管与污水不相交，传热管表面很少积垢。流道隔板上少量积垢，对换热器性能没有影响。当流道隔板上积垢过多时，可以通过喷水清洗。附图说明 图1是本专利技术污水 图2是本专利技术污水 图3是本专利技术污水 图4是本专利技术污水 图5是本专利技术污水 制冷剂相变换热器实施例的制冷剂流道结构图制冷剂相变换热器实施例的污水流道结构图；制冷剂相变换热器实施例之一的冷凝器结构图制冷剂相变换热器实施例之二的蒸发器结构图制冷剂相变换热器实施例的外形图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步详细描述。图1给出了本专利技术污水-制冷剂相变换热器实施例的制冷剂流道结构图。本专利技术污水-制冷剂相变换热器实施例是一个间壁式换热器，它主要由制冷剂流道和污水流道构成。制冷剂流道是由竖放的成排的若干个传热管100及其间的连接板105构成。每相邻的两个传热管间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水?制冷剂相变换热器，它由污水通道、制冷剂通道、箱体和底座组成，制冷剂通道包括：制冷剂进口、进口联箱、传热管、出口联箱和制冷剂出口，污水通道包括：污水进口、折流板、污水流道、折流口和污水出口；污水在箱体内的多层水平污水流道中流动，制冷剂在竖立的多排传热管排中流动，传热管排外表面沉浸在污水流道中，污水和制冷剂之间通过传热管壁换热，其特征在于：(1)污水流道的截面为长方形，其长边与地面垂直，短边与地面平行；(2)污水流道的长方形截面的短边长为3至4厘米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李金峰，李伟，尚德敏，
申请(专利权)人：哈尔滨工大金涛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：