一种污水源直膨换热器的制作方法

1.本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种污水源直膨换热器。


背景技术：

2.如今可持续发展已经成为热门话题，环境因素作为可持续发展三要素之一，已引起各个方面的关注。可持续发展意味着维护、合理使用并且提高自然资源基础，意味着在发展计划和政策中纳入对环境的关注和考虑。用热泵系统回收城市污水中的热能，既开发了一种清洁能源，同时又降低了城市废热的排放，保护了环境。开展城市污水热能利用技术的研究，是一项具有节能和环保意义的应用技术研究。
3.城市污水源热泵中央空调技术是利用城市污水水量大，水质稳定，常年温度在13℃至25℃等特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。污水源热泵具有热量输出稳定、cop值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40％以上，比电供热减少70％以上。它节省能源，比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40％左右，其运行费用仅为普通中央空调的50％-60％。因此，污水源热泵有着广阔的应用前景，但其使用还需解决以下问题：清洁技术的选择、系统形式的选择、污水源水温、流量的问题以及其保证性和经济性问题。
4.1、现有板式换热器，此方式比较传统，利用板式换热器在污水和清洁水之间进行换热，需在换热器前端增加过滤系统。由于板式换热器中的污水流通路径非常狭窄，污水内的杂质、泥垢会在很短的时间内沉淀并堵塞过滤系统和换热器内壁，造成换热效率大幅下降，并引起系统故障。
5.2、现有宽流道形式，此方式污水流通管道采用大截面、单流程设计，减少了板式换热器堵塞的弊端。在污水流通管道之间流通中介水(清洁水)，并在两者之间进行热交换，如图1和图2所示。
6.以上两种形式覆盖了目前大部分污水换热器的形式，基本原理均为用清洁水和污水换热，然后清洁水携带能量进入空调热泵机组，在空调热泵机组内进行制冷制热，如图3所示。从污水中提热过程中使用了中介水，进行了一次热量交换。污水与中介水之间的温度差很小，提取的热量也很小，无法更大限度利用污水中的能量。中介水进入空调热泵机组后，再一次和机组的冷凝器进行热量交换，进一步降低了整个系统的效率。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种污水源直膨换热器，相对于传统方式的污水源热泵，直膨换热器取消了中介水系统，减少了设备的投资，节省机房用地；由于直膨换热结构没有中间两次水水换热过程，大大增加了换热效率，减少了系统的运行费用。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种污水源直膨换热器，包括多个直膨换热单元及限位板；所述多个直膨换热单元通过端部的限位板焊接组成换热器，高度方向上相邻的直膨换热单元之间的流道为污水通道，长度方向上相邻的直膨换热单元通过上搭接板和下搭接板进行搭接，且在搭接后形成的空间内放置密封条，多个直膨换热单元在高度方向上形成蛇形排布。
10.所述直膨换热单元包括盒体、分液器、铜管、支撑钉及集气管，所述盒体内等间距排布安装有若干铜管，铜管两端穿过盒体侧壁延伸至盒体外侧，所述分液器通过冷媒铜管与若干铜管的进口端连接，若干铜管的出口均连接到集气管上，相邻铜管之间设置有支撑钉，用于支撑盒体的顶板和底板，保证盒体的顶板和底板与铜管之间留有间隙，所述盒体内填充有导热油。
11.所述铜管为蛇形排布铜管。
12.本实用新型相比于现有技术的技术效果为：
13.1、相对于传统方式的污水源热泵，直膨换热器取消了中介水系统，减少了设备的投资，节省机房用地。
14.2、由于直膨换热结构没有中间两次水水换热过程，大大增加了换热效率，减少了系统的运行费用。
15.3、在水水换热的冷热两侧，温差越大，换热效率越高。空调热泵机组进出水温度、中介水温度以及污水温度之间必须存在一定的温差，才能形成换热，因此，相邻两级之间的温差就会很小，提热能力也会相应降低。使用直膨方式，蒸发温度可以设定在较低的区间，和污水之间可以形成较大的温差，在污水量和换热面积相同的情况下，直膨换热效率更高，也意味着在同样的负荷下，直膨换热器的设备投资也比较低。
16.4、直膨换热设备器对于环境要求相对较低，也没有电动设备，在机房的布置和选址上非常灵活。
附图说明
17.图1现有技术宽流道污水换热器示意图一；
18.图2现有技术宽流道污水换热器示意图二；
19.图3现有技术污水源热泵系统原理图；
20.图4本实用新型直膨换热单元组装的污水源直膨换热器示意图；
21.图5本实用新型直膨换热单元俯视图；
22.图6本实用新型直膨换热单元侧视图；
23.图7本实用新型直膨换热单元长度方向搭接节点示意图；
24.图8本实用新型污水源直膨换热器制热模式侧视图；
25.图9本实用新型污水源直膨换热器制热模式正视图；
26.图10本实用新型污水源直膨换热器制冷模式侧视图；
27.图11本实用新型污水源直膨换热器制冷模式正视图；
28.1-直膨换热单元，2-限位板，3-盒体，4-分液器，5-冷媒铜管，6-铜管，7-支撑钉，8-导热油，9-集气管，10-污水通道，11-搭接板，12-密封条，13-冷媒液体进出口，14-冷媒气体进出口，15-分歧管，16-污水入口，17-污水出口。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
30.如图4至图7所示，一种污水源直膨换热器，包括多个直膨换热单元1及限位板2；所述多个直膨换热单元1在竖向通过其上焊接的壳体支撑等间距布置，通过端部的限位板2焊接组成换热器，高度方向上相邻的直膨换热单元1之间的流道为污水通道10，且最顶端的直膨换热单元1与换热器顶板及最底端的直膨换热单元1与换热器底板之间均形成污水通道10，长度方向上相邻的直膨换热单元1通过上搭接板11和下搭接板11进行搭接，且在搭接后形成的空间内放置密封条12，多个直膨换热单元1在高度方向上蛇形排布形成蛇形污水通道10，污水从换热器污水入口16流入换热器，经过蛇形流动后，经过换热器的污水出口17流出；多个直膨换热单元1的冷媒液体进出口13和冷媒气体进出口14均通过分歧管15连接，污水源直膨换热器采用污水宽流道结构，取消中介水系统，根据负荷大小改用多个直膨换热单元1组合，直膨换热单元1的上下侧均有污水流动，达到换热的目的。
31.所述直膨换热单元1包括盒体3、分液器4、铜管6、支撑钉7及集气管9，所述盒体3内等间距排布安装有若干铜管6，铜管6两端穿过盒体3侧壁延伸至盒体3外侧，且与盒体3侧壁焊接固定，所述分液器4通过冷媒铜管5与若干铜管6的进口端连接，若干铜管6的出口均连接到集气管9上，相邻铜管6之间设置有支撑钉7，且支撑钉7与顶板和底板之间焊接连接，用于支撑盒体3的顶板和底板，保证盒体3的顶板和底板与铜管6之间留有间隙，所述盒体3内填充有导热油8，盒体3为封闭的耐腐蚀碳钢板焊接而成的盒体3。
32.所述铜管6为蛇形排布铜管。
33.一种污水源直膨换热器的工作过程为：
34.如图8和图9所示，在制热模式下，冷媒液体通过分液器4均匀进入多根铜管6内，在污水通道10内流动污水的作用下，进行膨胀蒸发吸热，并通过导热油8将冷量传递给单元盒体3，冷媒蒸发后的气体由另一侧的集气管9收集，传输回空调热泵机组，热泵机组通过压缩机做功将气体变成高温高压气体，进入机组冷凝器其中散热，变成低温低压液体，然后再次回到盒体3内铜管6进行蒸发吸热，形成一个在污水内吸收热量并释放在室内冷凝器的制热循环。
35.如图10和图11所示，在制冷模式下，经过压缩机做功后的高温高压冷媒气体经集气管9进入单元模块内的铜管6散热，将热量由导热油8传输给盒体3，盒体3将热量传递给污水通道10内流动的污水，冷媒经释放热量冷凝后变成液体由分液器4进入空调热泵机组的蒸发器，并蒸发吸热变成低温低压气体，再由压缩机做功变成高温高压气体，形成一个从室内蒸发器端吸收热量并散发在污水中的制冷循环过程。