一种扁管式大通道废水换热器及其系统的制作方法

本发明涉及一种扁管式大通道废水换热器及其系统，主要利用含有大颗粒杂质的钢厂冲渣水或城市原生污水等废水作为冷、热源，通过与清水进行换热，提取废水中的冷热量，对建筑物进行供暖、空调。

背景技术：

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，寻找和利用新的可再生能源是解决能源紧张的一种有效途径，开发利用城市原生污水作为热泵低位冷热源，为建筑物供暖、供冷具有重要的节能与环保价值，对缓解能源消耗紧张、减轻环境污染具有重要意义。但原生污水中含有大量的污杂物以及纤维和毛发，如不经过任何处理或不采取防堵措施的情况下，直接进入普通热交换设备进行换热，很容易堵塞热交换设备，无法正常运行。

钢厂生产中的高炉冲渣水蕴含着大量的能量，通过与清水换热后，可由清水直接对建筑物进行供热，对节约能源、提高能源利用效率具有重要的作用。但高炉冲渣水中含有大量的杂质，进入普通的换热器后易造成堵塞，清洗难度很高。

其它工业废水中也含有大量的热量，难以利用的主要原因是含有大量的杂物，容易堵塞换热设备，维修量较大和稳定性不高。

在换热系统中，往往换热器的需要承受较大的压力，所以对换热器承压能力要求较高。

技术实现要素：

为解决原生污水中含有的污杂物以及纤维和毛发，如不经过任何处理或不采取防堵措施的情况下，堵塞热交换设备；高炉冲渣水和其它工业废水含有大量污杂物无法直接应用；提高换热器的换热效率、承压能力，本发明提供了一种扁管式大通道废水换热器及其系统。

应用原理：

1、如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示，本发明的一种扁管式大通道废水换热器由壳体、废水进水口、分水腔、清水出水口、检修门A、废水出水口、集水腔、底座、清水进水口、检修门B、换热管、隔板条、废水换热通道、清水换热通道、隔板、左端板、右端板、折流腔、隔板条豁口组成，壳体上设有废水进水口、废水出水口、清水进水口和清水出水口，废水进水口与分水腔连通，废水出水口与集水腔连通；扁管式大通道废水换热器两侧分别设有检修门A和检修门B，开启检修门A和检修门B后，可对换热管内的废水换热通道进行清洗；换热管为椭圆形换热管，大通道设计，换热管宽度L≥200mm，高度H≥30mm，每层由n根换热管组成，每层换热管之间由隔板条进行密封，组成一个换热平面；同一层隔板条一端与左端板紧密接触，另一端与右端板有≥10cm的距离，形成隔板条豁口，同一层隔板条一端与右端板紧密接触，另一端与左端板有≥10cm的距离，形成隔板条豁口，由上至下第二层换热管无隔板条。

2、如图8、图9、图10、图11所示，为提高大颗粒污杂物折流效果，避免污杂物积聚在换热管管口，隔板将检修门A、右端板之间的封闭空间分隔成n个折流腔，每个折流腔对应着两个换热管管口，两个换热管管口一个出水，另一个进水，换热管在出水方向伸出右端板≥40mm；隔板将检修门B、左端板之间的封闭空间分隔成n个折流腔，每个折流腔对应着两个换热管管口，两个换热管管口一个出水，另一个进水，换热管在出水方向伸出左端板≥40mm。

3、图10、图11、图12、图13所示，分水腔分为两部分，上部为弧形结构，中间无分隔，下部由隔板将每根换热管管口隔开，集水腔分为两部分，上部由隔板将每根换热管管口隔开，下部为弧形结构，中间无分隔，主要避免换热管进、出水口污杂物横跨两根换热管之间，堵塞换热管管口。

4、废水与清水换热流程为：

废水换热流程：图10所示，废水由废水进水口进入分水腔，分水腔将废水分隔成n个并联的水路，进入从上至下第一层换热管内的废水换热通道，向右端板方向流动，与换热管管外的清水进行换热，到达折流腔后通过折流腔折流进入由上至下第二层换热管内的废水换热通道，向左端板方向流动，与换热管管外清水进行换热，到达折流腔后通过折流腔折流进入由上至下第三层换热管内的废水换热通道，向右端板方向流动，与换热管管外的清水进行换热，到达折流腔后通过折流腔折流进入由上至下第四层换热管内的废水换热通道，向左端板方向流动，与换热管管外清水进行换热，到达折流腔后通过折流腔折流进入由上至下第n层换热管内的废水换热通道，向右端板方向流动，汇集于集水腔，最终由废水出水口流出。

清水换热流程：如图11所示，清水由清水进水口进入由下至上第一层清水换热通道，沿清水换热通道向右端板侧的同层隔板条豁口方向流动，与废水换热通道内的废水进行换热，流到隔板条豁口后，通过隔板条豁口折流到由下至上第二层清水换热通道，沿清水换热通道向左端板侧的隔板条豁口方向流动，与废水换热通道内的废水进行换热，流到隔板条豁口后，通过隔板条豁口折流到由下至上第三层清水换热通道，沿清水换热通道向右端板侧的隔板条豁口方向流动，与废水换热通道内的废水进行换热，流到隔板条豁口后，通过隔板条豁口折流到由下至上第四层清水换热通道，沿清水换热通道向左端板侧的隔板条豁口方向流动，与废水换热通道内的废水进行换热，流到隔板条豁口后，通过隔板条豁口折流到由下至上第n层清水换热通道，沿清水换热通道向右端板方向流动，与废水换热通道内的废水进行换热，最终由清水出水口流出。

5、如图16所示，一种污水源热泵空调系统，由粗格栅、自吸式污水泵、污水供水管、污水退水管、扁管式大通道废水换热器、清水供水管、热泵机组、清水循环水泵、清水回水管、末端供水管、末端换热系统、末端循环水泵、末端回水管组成，原生污水经粗格栅拦截其含有较大颗粒的污物后，由自吸式污水泵经污水供水管输送至扁管式大通道废水换热器，在扁管式大通道废水换热器内与清水进行换热，换热后由污水退水管排至污水干渠下游；清水由清水循环水泵经过清水回水管进入扁管式大通道废水换热器，经与污水进行换热后，由清水供水管进入热泵机组与工质换热，与工质换热后，由清水回水管进入扁管式大通道废水换热器循环换热；末端水由末端循环水泵经末端回水管进入热泵机组与工质进行换热，换热后由末端供水管进入末端换热系统进行换热，换热后再由末端循环水泵经末端回水管进入热泵机组循环换热。

6、如图17所示，一种冲渣水供热系统，由扁管式大通道废水换热器、末端换热系统、末端循环水泵、高炉、冲渣水过滤器、蓄水池、冲渣水循环泵、切换阀A、切换阀B组成，供热时，切换阀A关闭，切换阀B开启，冲渣水由冲渣水过滤器粗过滤后，进入蓄水池，再由冲渣水循环泵加压经切换阀B输送至扁管式大通道废水换热器与清水进行换热，换热后的冲渣水回到高炉循环利用；清水与冲渣水换热后，清水由末端循环水泵输送至末端换热系统进行供热，清水供热后，回至扁管式大通道废水换热器换热，实现循环；非供热时，切换阀B关闭，切换阀A开启，冲渣水由冲渣水过滤器粗过滤后，进入蓄水池，再由冲渣水循环泵加压经切换阀A输送到高炉循环利用。

附图说明

图1-本发明一种扁管式大通道废水换热器正视图

图2-本发明一种扁管式大通道废水换热器左视图

图3-本发明一种扁管式大通道废水换热器右视图

图4-本发明一种扁管式大通道废水换热器俯视图

图5-本发明一种扁管式大通道废水换热器轴测图

图6-本发明一种扁管式大通道废水换热器A-A剖面图

图7-本发明一种扁管式大通道废水换热器B-B剖面图

图8-本发明一种扁管式大通道废水换热器C-C剖面图

图9-本发明一种扁管式大通道废水换热器D-D剖面图

图10-本发明一种扁管式大通道废水换热器E-E剖面图

图11-本发明一种扁管式大通道废水换热器F-F剖面图

图12-左视分解图

图13-右视分解图

图14-本发明一种扁管式大通道废水换热器G-G剖面图

图15-本发明一种扁管式大通道废水换热器H-H剖面图

图16-污水源热泵系统原理图

图17-钢厂冲渣水换热原理图

附图图面说明

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15，1-壳体；2-废水进水口；3-分水腔；4-清水出水口；5-检修门A；6-废水出水口；7-集水腔；8-底座；9-清水进水口；10-检修门B；11-换热管；12-隔板条；13-废水换热通道；14-清水换热通道；15-隔板；16-左端板；17-右端板；18-折流腔；19-隔板条豁口；20-粗格栅；21-自吸式污水泵；22-污水供水管；23-污水退水管；24-扁管式大通道废水换热器；25-清水供水管；26-热泵机组；27-清水循环水泵；28-清水回水管；29-末端供水管；30-末端换热系统；31-末端循环水泵；32-末端回水管；33-高炉；34-冲渣水过滤器；35-蓄水池；36-冲渣水循环泵；37-切换阀A；38-切换阀B。

具体实施方式

1、如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示，本发明的一种扁管式大通道废水换热器由壳体(1)、废水进水口(2)、分水腔(3)、清水出水口(4)、检修门A(5)、废水出水口(6)、集水腔(7)、底座(8)、清水进水口(9)、检修门B(10)、换热管(11)、隔板条(12)、废水换热通道(13)、清水换热通道(14)、隔板(15)、左端板(16)、右端板(17)、折流腔(18)、隔板条豁口(19)组成，壳体(1)上设有废水进水口(2)、废水出水口(6)、清水进水口(9)和清水出水口(4)，废水进水口(2)与分水腔(3)连通，废水出水口(6)与集水腔(7)连通；扁管式大通道废水换热器两侧分别设有检修门A(5)和检修门B(10)，开启检修门A(5)和检修门B(10)后，可对换热管(11)内的废水换热通道(13)进行清洗；换热管(11)为椭圆形换热管(11)，大通道设计，换热管(11)宽度L≥200mm，高度H≥30mm，每层由n根换热管(11)组成，每层换热管(11)之间由隔板条(12)进行密封，组成一个换热平面；同一层隔板条(12)一端与左端板(16)紧密接触，另一端与右端板(17)有≥10cm的距离，形成隔板条豁口(19)，同一层隔板条一端与右端板(17)紧密接触，另一端与左端板(16)有≥10cm的距离，形成隔板条豁口(19)，由上至下第二层换热管(11)无隔板条(12)。

2、如图8、图9、图10、图11所示，为提高大颗粒污杂物折流效果，避免污杂物积聚在换热管(11)管口，隔板(15)将检修门A(5)、右端板(17)之间的封闭空间分隔成n个折流腔(18)，每个折流腔(18)对应着两个换热管(11)管口，两个换热管(11)管口一个出水，另一个进水，换热管(11)在出水方向伸出右端板(17)≥40mm；隔板(15)将检修门B(10)、左端板(16)之间的封闭空间分隔成n个折流腔(18)，每个折流腔(18)对应着两个换热管(11)管口，两个换热管(11)管口一个出水，另一个进水，换热管(11)在出水方向伸出左端板(16)≥40mm。

3、图10、图11、图12、图13所示，分水腔(3)分为两部分，上部为弧形结构，中间无分隔，下部由隔板(15)将每根换热管(11)管口隔开，集水腔(7)分为两部分，上部由隔板(15)将每根换热管(11)管口隔开，下部为弧形结构，中间无分隔，主要避免换热管(11)进、出水口污杂物横跨两根换热管(11)之间，堵塞换热管(11)管口。

4、废水与清水换热流程为：

废水换热流程：图10所示，废水由废水进水口(2)进入分水腔(3)，分水腔(3)将废水分隔成n个并联的水路，进入从上至下第一层换热管(11)内的废水换热通道(13)，向右端板(17)方向流动，与换热管(11)管外的清水进行换热，到达折流腔(18)后，通过折流腔(18)折流进入由上至下第二层换热管(11)内的废水换热通道(13)，向左端板(16)方向流动，与换热管(11)管外清水进行换热，到达折流腔(18)后，通过折流腔(18)折流进入由上至下第三层换热管(11)内的废水换热通道(13)，向右端板(17)方向流动，与换热管(11)管外的清水进行换热，到达折流腔(18)后，通过折流腔折(18)流进入由上至下第四层换热管(11)内的废水换热通道(13)，向左端板(16)方向流动，与换热管(11)管外清水进行换热，到达折流腔(18)后，通过折流腔(18)折流进入由上至下第n层换热管(11)内的废水换热通道(13)，向右端板(17)方向流动，汇集于集水腔(7)，最终由废水出水口(6)流出。

清水换热流程：如图11所示，清水由清水进水口(9)进入由下至上第一层清水换热通道(14)，沿清水换热通道(14)向右端板(17)侧的同层隔板条豁口(19)方向流动，与废水换热通道(13)内的废水进行换热，流到隔板条豁口(19)后，通过隔板条豁口(19)折流到由下至上第二层清水换热通道(14)，沿清水换热通道(14)向左端板(16)侧的隔板条豁口(19)方向流动，与废水换热通道(13)内的废水进行换热，流到隔板条豁口(19)后，通过隔板条豁口(19)折流到由下至上第三层清水换热通道(14)，沿清水换热通道(14)向右端板(17)侧的隔板条豁口(19)方向流动，与废水换热通道(13)内的废水进行换热，流到隔板条豁口(19)后，通过隔板条豁口(19)折流到由下至上第四层清水换热通道(14)，沿清水换热通道(14)向左端板(16)侧的隔板条豁口(19)方向流动，与废水换热通道(13)内的废水进行换热，流到隔板条豁口(19)后，通过隔板条豁口(19)折流到由下至上第n层清水换热通道(14)，沿清水换热通道(14)向右端板(17)方向流动，与废水换热通道(13)内的废水进行换热，最终由清水出水口(4)流出。

5、如图16所示，一种污水源热泵空调系统，由粗格栅(20)、自吸式污水泵(21)、污水供水管(22)、污水退水管(23)、扁管式大通道废水换热器(24)、清水供水管(25)、热泵机组(26)、清水循环水泵(27)、清水回水管(28)、末端供水管(29)、末端换热系统(30)、末端循环水泵(31)、末端回水管(32)组成，原生污水经粗格栅(20)拦截其含有较大颗粒的污物后，由自吸式污水泵(21)经污水供水管(22)输送至扁管式大通道废水换热器(24)，在扁管式大通道废水换热器(24)内与清水进行换热，换热后由污水退水管(23)排至污水干渠下游；清水由清水循环水泵(27)经过清水回水管(28)进入扁管式大通道废水换热器(24)，经与污水进行换热后，由清水供水管(25)进入热泵机组(26)与工质换热，与工质换热后，由清水回水管(28)进入扁管式大通道废水换热器(24)循环换热；末端水由末端循环水泵(31)经末端回水管(32)进入热泵机组(26)与工质进行换热，换热后由末端供水管(29)进入末端换热系统(30)进行换热，换热后再由末端循环水泵(31)经末端回水管(32)进入热泵机组(26)循环换热。

6、如图17所示，一种冲渣水供热系统，由扁管式大通道废水换热器(24)、末端换热系统(30)、末端循环水泵(31)、高炉(33)、冲渣水过滤器(34)、蓄水池(35)、冲渣水循环泵(36)、切换阀A(37)、切换阀B(38)组成，供热时，切换阀A(37)关闭，切换阀B(38)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(34)粗过滤后，进入蓄水池(35)，再由冲渣水循环泵(36)加压经切换阀B(38)输送至扁管式大通道废水换热器(24)与清水进行换热，换热后的冲渣水回到高炉(33)循环利用；清水与冲渣水换热后，清水由末端循环水泵(31)输送至末端换热系统(30)进行供热，清水供热后，回至扁管式大通道废水换热器(24)换热，实现循环；非供热时，切换阀B(38)关闭，切换阀A(37)开启，冲渣水由冲渣水过滤器(34)粗过滤后，进入蓄水池(35)，再由冲渣水循环泵(36)加压经切换阀A(37)输送到高炉循环利用。