本实用新型涉及一种用于废水热回收的真空非接触式换热系统。
背景技术：
目前，工业领域存在大量的废热水，废热水的温度在40℃～90℃范围内，且废水中含有大量的杂质、钙离子、镁离子及具有腐蚀性的物质。现有技术中，废水热回收时一般采用耐腐蚀性的列管式换热器或板式换热器，以采用列管式换热器为例，在使用过程中，废热水在管内流动换热，长时间使用后，列管内会发生堵塞、结垢、腐蚀的现象，这便会导致换热设备的脏污、热传导性降低，和使用寿命缩短。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种真空非接触式换热系统，能够有效解决换热管堵塞、结垢和腐蚀的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种真空非接触式换热系统，包括至少一个换热装置，所述换热装置包括真空废水池、换热管、设有进水口的进水室和设有出水口的出水室，所述换热管横向贯穿设置在所述真空废水池内，所述进水室和所述出水室分别与所述换热管的两端连通，所述真空废水池上设有废水进水口和废水出水口。
进一步的，所述真空非接触式换热系统至少包括两个换热装置，所述两个换热装置包括第一换热装置和位于第一换热装置下方的第二换热装置，所述第一换热装置的废水进水口通有废水，所述第一换热装置的废水出水口与所述第二换热装置的废水进水口连通，所述第二换热装置的进水口通有冷却水，所述第二换热装置的出水口与所述第一换热装置的进水口连通。
更进一步的，所述真空非接触式换热系统还包括一个位于第一换热装置和第二换热装置的中间换热装置，所述中间换热装置的出水口与第一换热装置的进水口连通，所述中间换热装置的进水口与第二换热装置的出水口连通，所述中间换热装置的废水进水口与所述第一换热装置的废水出水口连通，所述中间换热装置的废水出水口与所述第二换热装置的废水进水口连通。
更进一步的，所述真空非接触式换热系统还包括多个位于第一换热装置和第二换热装置的中间换热装置，相邻两个中间换热装置的出水口与进水口连通，相邻两个中间换热装置的废水进水口与废水出水口连通，且与第一换热装置相邻的中间换热装置的出水口与第一换热装置的进水口连通，与第二换热装置相邻的中间换热装置的废水出水口与第二换热装置的废水进水口连通。
更进一步的，相邻两个换热装置上的废水出水口与废水进水口之间设有U型节流阀。
更进一步的，所述第二换热装置的进水口处设有用于驱动冷水向上运动的增压泵。
进一步的，所述真空热水池上设有真空泵。
进一步的，所述真空废水池的内壁上设有环氧树脂层。
本实用新型的有益效果：
本实用新型中的真空非接触式换热系统，包括至少一个换热装置，换热装置包括真空废水池、换热管、设有进水口的进水室和设有出水口的出水室，换热管横向贯穿设置在真空废水池内，进水室和出水室分别与换热管的两端连通，真空废水池上设有废水进水口和废水出水口。使用时，真空废水池内的水位位于换热管下方且与换热管不接触，由于真空废水池的真空度可以根据废热水的温度调节，因此可以控制废热水在低于正常大气压下的沸点时沸腾，且无需外界加热，当废热水沸腾时，废水蒸汽会向上运动至换热管周围，换热管内通有的冷却水吸热后由出水口排出，在整个热交换过程中，只有水蒸汽与换热管接触，由于水蒸汽中含有的杂质和金属离子较少，因此可以有效防止换热管发生堵塞、结垢、腐蚀的现象，以此提高换热管的换热系数，延长换热管的使用寿命。
真空非接触式换热系统至少包括两个换热装置，两个换热装置包括第一换热装置和位于第一换热装置下方的第二换热装置，第一换热装置的废水进水口通有废水，第一换热装置的废水出水口与第二换热装置的废水进水口连通，第二换热装置的进水口通有冷却水，第二换热装置的出水口与第一换热装置的进水口连通。如此设计，通过逆流传热的方式可以提高换热效率，减少热量损失。
真空非接触式换热系统还包括多个位于第一换热装置和第二换热装置的中间换热装置，相邻两个中间换热装置的出水口与进水口连通，相邻两个中间换热装置的废水进水口与废水出水口连通，且与第一换热装置相邻的中间换热装置的出水口和废水进水口分别与第一换热装置的进水口和废水出水口连通，与第二换热装置相邻的中间换热装置的废水出水口和进水口分别与第二换热装置的废水进水口和出水口连通。如此设计，采用多个换热装置进行分级换热，可以进一步提高换热效率，减少热量损失。
相邻两个换热装置上的废水出水口与废水进水口之间设有U型节流阀。如此设计，可有效简单解决相邻两个真空废水池压力不同的问题，使逆流传热得以进行。
真空废水池的内壁上设有环氧树脂层。如此设计，可防止废水中的酸性物质腐蚀废水池壁，同时也能起到一定的保温作用。
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型优选实施例中真空非接触式换热系统的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型优选实施例中的真空非接触式换热系统包括三个换热装置，每个换热装置的结构均相同，为了方便下文描述，将三个换热装置由上到下依次定义为第一换热装置、中间换热装置和第二换热装置，以第一换热装置为例进行介绍，第一换热装置包括真空废水池1、换热管2、进水室3和出水室4，真空废水池1上设有真空泵12，真空泵12对真空废水池1内进行抽取空气以控制真空废水池1内的真空度，真空废水池1上设有废水进水口10和废水出水口11，换热管2横向贯穿设置在真空废水池1内，且进水室3与换热管2的左端连通，出水室4与换热管2的右端连通，进水室3上设有进水口31，出水室4上设有出水口41。中间换热装置与第二换热装置的结构和第一换热装置的结构相同，在此不再赘述。
第一换热装置的废水进水口10处还连接有除污器5和污水泵6，废热水依次经过除污器5和污水泵6后从废水进水口10内进入真空废水池1内，第一换热装置的废水出水口11与中间换热装置的废水进水口10连通，中间换热装置的废水出水口11与第二换热装置的废水进水口10连通，第二换热装置的废水出水口11用于排出冷却后的废水，废热水为向下流动，且依次经过第一换热装置、中间换热装置和第二换热装置。
第二换热装置的进水口31处设有用于驱动冷水向上运动的增压泵8，冷水经第二换热装置的进水室3进入换热管2后流入出水室4，出水室4的出水口41与中间换热装置的进水口31连通，中间换热装置的出水口41与第一换热装置的进水口31连通，第一换热装置的出水口41用于排放热水，冷水为向上流动，且依次经过第二换热装置、中间换热装置和第一换热装置。
以废热水进入第一换热装置上的真空废水池1内时的温度为50℃为例，此时通过真空泵12抽取真空废水池1内的空气，使真空废水池1内的压力为13000Pa，此时废热水的沸点为51.034℃，即废热水在进入废水池后无需经过加热即可立即沸腾并产生水蒸汽，此时水蒸汽向上运动至换热管2周围，换热管2内的水吸热升温后进入出水室4内并从出水口41排出。当废热水经过一次换热降温后进入中间换热装置，假设此时的温度为40℃，此时通过真空泵12调节中间换热装置的真空废水池1内的压力，使其为8000Pa，此时废热水的沸点为41.509℃，废热水在进入废水池后无需经过加热即可立即沸腾并产生水蒸汽，此时水蒸汽向上运动至换热管2周围，换热管2内的水吸热升温后进入出水室4内并从出水口41排出进入第一换热装置内。为了保证相邻两个真空废水池内的压力，本实施例中在第一换热装置的废水出水口11和中间换热装置的废水进水口10之间设有U型节流阀7。
当废热水经过中间换热装置的第二次换热降温后进入第二换热装置，假设此时废热水的温度为30℃，此时通过真空泵12调节第二换热装置的真空废水池1内的压力，使其为5000Pa，此时废热水的沸点为32.874℃，废热水无需经过加热即可沸腾并产生水蒸汽，此时水蒸汽向上运动至换热管2周围，换热管2内的水吸热升温后进入出水室4内并从出水口41排出进入中间换热装置。第二换热装置的废水进水口10与中间换热装置的废水出水口11之间也设有U型节流阀7。
本实施例中的U型节流阀7可有效简单解决相邻两个真空废水池1内压力不同的问题，使逆流传热得以进行。
在上述三个换热装置工作的过程中，废热水的水位始终位于换热管2的下方且不与换热管2接触，由此在整个热交换过程中，只有水蒸汽与换热管2接触，由于水蒸汽中含有的杂质和金属离子较少，因此可以有效防止换热管2发生堵塞、结垢、腐蚀的现象，以此提高换热管2的换热系数，延长换热管2的使用寿命；其次，本实施例中采用三级换热可以大大提高换热效率，有效减少热量损失；另外，通过逆流传热的方式也可以进一步提高换热效率，减少热量损失；最后，本实施例中的换热系统换热更加可靠、加工方法最简单、制造成本最低。
真空废水池1的内壁上设有环氧树脂层等非金属材料层，以此可防止废水中的酸性物质腐蚀废水池内壁，同时也能起到一定的保温作用，降低热量损失。
在本实用新型的其他实施例中，如果废热水的温度较低，则真空非接触式换热系统可以只包括一个换热装置，此时进水口用于通冷却水，而废水出水口用于排出冷却后的废热水；或者采用两个换热装置，即第一换热装置和第二换热装置，第一换热装置位于第二换热装置上方，第一换热装置的废水进水口通有废水，第一换热装置的废水出水口与第二换热装置的废水进水口连通，第二换热装置的进水口通有冷却水，第二换热装置的出水口与第一换热装置的进水口连通。但是当废热水的温度较高时，例如温度为90℃时，此时真空非接触式换热系统可以包括多个中间换热装置，相邻两个中间换热装置的出水口与进水口连通，相邻两个中间换热装置的废水进水口与废水出水口连通，且与第一换热装置相邻的中间换热装置的出水口与第一换热装置的进水口连通，与第一换热装置相邻的中间换热装置的废水进水口与第一换热装置的废水出水口连通；此外，与第二换热装置相邻的中间换热装置的废水出水口与第二换热装置的废水进水口连通，与第二换热装置相邻的中间换热装置的进水口与第二换热装置的出水口连通。即采用四级换热、五级换热、六级换热等，以此提高换热效果，进一步减少热量损失，其均在本实用新型的有效保护范围内。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。