污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统，包括壳体(1)、污水进水口(2)、前管箱(3)、制冷剂出口(4)、制冷剂入口(5)、污水换热通道检修口(6)、底座(7)、污水出水口(8)、后管箱(9)、换热管排(10)、污水换热通道(11)、污水通道折流板(12)、制冷剂通道折流板(13)、管板(16)组成，换热管(14)与管板(16)进行胀接，换热管(14)与换热管(14)之间间隙由间隔条(15)进行密封，间隔条(15)采用双曲面结构，曲面与换热管(14)表面紧密贴附，间隔条(15)两侧与管板(16)内侧固定，中部与污水通道折流板(12)固定，n根换热管(14)与n根间隔条(15)组合成换热管排(10)，n排换热管排(10)平行布置，垂直于换热管排(10)长度方向交错排列，与壳体(1)组成可折流的污水换热通道(11)，污水走壳程，流向与换热管排(10)长度方向垂直；前管箱(3)、后管箱(9)与管板(16)之间采用法兰连接，前管箱(3)、后管箱(9)、管板(16)、换热管(14)管内组成制冷剂换热通道，制冷剂走管程，由制冷剂通道折流板(13)将换热管排(10)分隔成n个管程。
【专利说明】污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种利用城市原生污水作为冷、热源，对建筑物进行供暖、空调的污水源热泵机组专用污水换热器及其系统。
【背景技术】
[0002]在利用城市原生污水作为热泵低位冷热源，为建筑物供暖空调具有重要的节能与环保价值，是缓解能源消耗紧张、减轻环境污染的有效途径之一，但原生污水中含有大量的污杂物，如不经过任何处理的情况下，直接进入热泵机组进行换热，其蒸发器或冷凝器很容易被堵塞，机组无法正常运行。
[0003]另外，城市原生污水中含有大量的毛发、纤维、泥沙等物质，这些物质往往小于过滤网眼直径，系统长时间运行后，通过过滤网的毛发、纤维也比较多，进入蒸发器或冷凝器后，便滞留在换热设备的进水侧，堵塞换热管，运行时间越长，堵塞越严重。
[0004]如果采用中间加换热设备，即污水与中介水进行换热(中介水采用系统软化水)，中介水再进入热泵机组进行热交换，由于增加了一套换热系统，夏季中介水与原生污水换热后的温度要高出原生污水约5°C左右，冬季中介水与原生污水换热后的温度要低于原生污水约5°C左右，与原生污水直接进热泵机组进行换热相比较，热泵机组的效率相对较低，另外，中介水与污水进行换热，增加了中介水循环泵和中间换热设备，这也是增加了整个热泵系统的初投资和运行费用，机房的占地面积也较大。
[0005]有些壳管式污水换热器换热管排采用管与管并排，多个管口焊接一根总管，单个换热管泄露时，维修比较麻烦。
【发明内容】
[0006]为解决原生污水直接进蒸发器或冷凝器容易堵塞、中间换热影响热泵机组的效率及蒸发器、壳管式污水换热器维修比较麻烦，本发明提供了一种污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统。
[0007]本发明的污水源热泵机组专用污水换热器包括壳体、污水进水口、前管箱、制冷剂出口、制冷剂入口、污水换热通道检修口、底座、污水出水口、后管箱、换热管排、污水换热通道、污水通道折流板、制冷剂通道折流板、管板等组成，换热管与管板进行胀接，换热管与换热管之间间隙由间隔条进行密封，间隔条采用双曲面结构，曲面与换热管表面紧密贴附，间隔条两侧与管板内侧固定，中部与污水通道折流板固定，η根换热管与η根间隔条组合成换热管排，η排换热管排平行布置，垂直于换热管排长度方向交错排列，与壳体组成可折流的污水换热通道，污水走壳程，流向与换热管排长度方向垂直；前管箱、后管箱与管板之间采用法兰连接，前管箱、后管箱、管板、换热管管内组成制冷剂换热通道，制冷剂走管程，由制冷剂通道折流板将换热管排分隔成η个管程。
[0008]壳体外侧设有污水换热通道检修口，主要对污水换热通道进行维护。[0009]换热器内制冷剂与污水换热流程为:
[0010]制冷剂换热流程:换热管管口一端连接前管箱，另一端连接后管箱，制冷剂通道折流板将前管箱和后管箱、换热管分隔成多个流程，制冷剂由制冷剂入口进入图中前管箱左下角内，再进入换热管管内沿分隔的流程往复循环与污水进行换热，吸收污水中热量蒸发后，由制冷剂出口排出。
[0011]污水换热流程:两侧管板和壳体围成一个封闭区域，换热管排垂直于换热管长度方向交错排，换热管排与换热管排管间距3-6cm，形成污水换热通道，污水通道折流板将换热管排分隔成η个换热区域，污水由污水进水口进入，在污水通道折流板分隔的第一个区域内，自上而下垂直于换热管排长度方向往返流动换热，到底部后，沿换热管排长度方向进入第二个区域内，自下而上垂直于换热管排长度方向往返流动换热，到顶部后，沿换热管排长度方向进入第三个区域内，自上而下垂直于换热管排长度方向往返流动换热，到底部后，沿换热管排长度方向进入第η个区域内，最后从污水出水口离开换热器。
[0012]图13所示的是本实用新型的另一种结构形式，将换热管排进行竖向排列，管排与壳体交错排列形成污水往复换热通道。
[0013]本实用新型的污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统由污水换热器、压缩机、油分离器、清水换热器、电子膨胀阀等组成，制冷剂经压缩机压缩成高温高压的气体后经油分离器过滤后，进入清水换热器换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀节流后，进入污水换热器与污水进行换热，换热后蒸发进行压缩机进行压缩，实现循环。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1、图2-本实用新型的外型图
[0015]图3-本实用新型的结构示意图
[0016]图4-图3的C-C截面剖面图
[0017]图5-图3的A-A剖面图
[0018]图6-图3的B-B剖面图
[0019]图7-图3的I处示意图
[0020]图8-图3的II处示意图
[0021]图9-图4的III处放大图
[0022]图10-本实用新型的污水流向图
[0023]图11-本实用新型的C-C截面剖污水流向图
[0024]图12-本实用新型的D-D截面剖污水流向图
[0025]图13-本实用新型的另一种结构示意图
[0026]图14-污水源热泵原理图
[0027]附图图面说明:
[0028]1-壳体；2_污水进水口 ；3_前管箱；4_制冷剂出口 ；5_制冷剂入口 ；6_污水换热通道检修口 ；7-底座；8_污水出水口 ；9_后管箱；10-换热管排；11-污水换热通道；12_污水通道折流板；13_制冷剂通道折流板；14_换热管；15_间隔条；16_管板；17_污水换热器；18_压缩机；19_油分离器；20_清水换热器；21_干燥过滤器；22_电子膨胀阀。【具体实施方式】
[0029]如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本实用新型的污水源热泵机组专用污水换热器包括壳体(1)、污水进水口(2)、前管箱(3)、制冷剂出口(4)、制冷剂入口(5)、污水换热通道检修口 (6)、底座(7)、污水出水口(8)、后管箱(9)、换热管排(10)、污水换热通道(11)、污水通道折流板(12)、制冷剂通道折流板(13)、管板(16)等组成，换热管(14)与管板(16)进行胀接，换热管(14)与换热管(14)之间间隙由间隔条(15)进行密封，间隔条(15)采用双曲面结构，曲面与换热管(14)表面紧密贴附，间隔条(15)两侧与管板(16)内侧固定，中部与污水通道折流板(12)固定，η根换热管(14)与η根间隔条(15)组合成换热管排(10)，η排换热管排(10)平行布置，垂直于换热管排(10)长度方向交错排列，与壳体(1)组成可折流的污水换热通道(11)，污水走壳程，流向与换热管排(10)长度方向垂直；前管箱(3)、后管箱(9)与管板(16)之间采用法兰连接，前管箱(3)、后管箱(9)、管板(16)、换热管(14)管内组成制冷剂换热通道，制冷剂走管程，可根据需要由制冷剂通道折流板(13)将换热管排(10)分隔成η个管程。
[0030]如图1、图2所示，壳体外侧设有污水换热通道检修口 (6)，主要对污水换热通道
(11)进行维护。
[0031]换热器内制冷剂与污水换热流程为:
[0032]制冷剂换热流程:如图3所示，换热管(14)管口一端连接前管箱(3)，另一端连接后管箱(9)，制冷剂通道折流板(13)将前管箱(3)和后管箱(9)、换热管(14)分隔成多个流程，制冷剂由制冷剂入口(5)进入图中前管箱(3)左下角内，再进入换热管(14)管内沿分隔的流程往复循环与污水进行换热，吸收污水中热量蒸发后，由制冷剂出口(4)排出。 [0033]污水换热流程:如图10、图11、图12所示，两侧管板(16)和壳体⑴围成一个封闭区域，换热管排(10)平行布置，垂直于换热管排(10)长度方向交错排，换热管排(10)与换热管排(10)管间距3-6cm，形成污水换热通道(11)，污水通道折流板(12)将换热管排(10)分隔成η个换热区域，污水由污水进水口(2)进入，在污水通道折流板(12)分隔的第一个区域内，自上而下垂直于换热管排(10)长度方向往返流动换热，到底部后，沿换热管排(10)长度方向进入第二个区域内，自下而上垂直于换热管排(10)长度方向往返流动换热，到顶部后，沿换热管排(10)长度方向进入第三个区域内，自上而下垂直于换热管排(10)长度方向往返流动换热，到底部后，沿换热管排(10)长度方向进入第η个区域内，最后从污水出水口(8)离开换热器。
[0034]图13所示中的是本实用新型的另一种结构形式，将换热管排(10)进行竖向排列，换热管排(10)与壳体交错排列形成污水换热通道(11)。
[0035]如图14所示，本实用新型的污水源热泵机组专用污水换热器及具有上述换热器的热泵机组系统由污水换热器(17)、压缩机(18)、油分离器(19)、清水换热器(20)、电子膨胀阀(22)等组成，制冷剂经压缩机(18)压缩成高温高压的气体后经油分离器(19)过滤后，进入清水换热器(20)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀(22)节流后，进入污水换热器(17)与污水进行换热，换热后蒸发进行压缩机(18)进行压缩，实现循环。
【权利要求】
1.污水源热泵机组专用污水换热器，其特征在于包括壳体(1)、污水进水口(2)、前管箱(3)、制冷剂出口(4)、制冷剂入口(5)、污水换热通道检修口 (6)、底座(7)、污水出水口(8)、后管箱(9)、换热管排(10)、污水换热通道(11)、污水通道折流板(12)、制冷剂通道折流板(13)、管板(16)组成,换热管(14)与管板(16)进行胀接,换热管(14)与换热管(14)之间间隙由间隔条(15)进行密封，间隔条(15)采用双曲面结构，曲面与换热管(14)表面紧密贴附，间隔条(15)两侧与管板(16)内侧固定，中部与污水通道折流板(12)固定，η根换热管(14)与η根间隔条(15)组合成换热管排(10)，η排换热管排(10)平行布置，垂直于换热管排(10)长度方向交错排列，与壳体(1)组成可折流的污水换热通道(11)，污水走壳程，流向与换热管排(10)长度方向垂直；前管箱(3)、后管箱(9)与管板(16)之间米用法兰连接，前管箱(3)、后管箱(9)、管板(16)、换热管(14)管内组成制冷剂换热通道，制冷剂走管程，由制冷剂通道折流板(13)将换热管排(10)分隔成η个管程。
2.根据权利要求1所述的污水源热泵机组专用污水换热器，其特征在于壳体外侧设有污水换热通道检修口 (6)，主要对污水换热通道(11)进行维护。
3.根据权利要求1所述的污水源热泵机组专用污水换热器，其特征在于换热器内制冷剂与污水换热流程为:制冷剂换热流程，换热管(14)管口一端连接前管箱(3),另一端连接后管箱(9)，制冷剂通道折流板(13)将前管箱(3)和后管箱(9)、换热管(14)分隔成多个流程，制冷剂由制冷剂入口(5)进入图中前管箱(3)左下角内，再进入换热管(14)管内沿分隔的流程往复循环与污水进行换热，吸收污水中热量蒸发后，由制冷剂出口(4)排出；污水换热流程，两侧管板(16)和壳体(1)围成一个封闭区域，换热管排(10)平行布置，垂直于换热管排(10)长度方向交错排，换热管排(10)与换热管排(10)管间距3-6cm，形成污水换热通道(11)，污水通道折流板(12)将换热管排(10)分隔成η个换热区域，污水由污水进水口(2)进入，在污水通道折流板(12)分隔的第一个区域内，自上而下垂直于换热管排(10)长度方向往返流动 换热，到底部后，沿换热管排(10)长度方向进入第二个区域内，自下而上垂直于换热管排(10)长度方向往返流动换热，到顶部后，沿换热管排(10)长度方向进入第三个区域内，自上而下垂直于换热管排(10)长度方向往返流动换热，到底部后，沿换热管排(10)长度方向进入第η个区域内，最后从污水出水口(8)离开换热器。
4.根据权利要求1所述的污水源热泵机组专用污水换热器，其特征在于将换热管(14)进行竖向排列，换热管排(10)与壳体交错排列形成污水换热通道(11)。
5.一种包含污水换热器的热泵机组系统，该系统由污水换热器(17)、压缩机(18)、油分离器(19)、清水换热器(20)、电子膨胀阀(22)组成，所述污水换热器(17)为权利要求1-4中任意一项所述的污水换热器，制冷剂经压缩机(18)压缩成高温高压的气体后经油分离器(19)过滤后，进入清水换热器(20)换热后冷凝，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀(22)节流后，进入污水换热器(17)与污水进行换热，换热后蒸发进行压缩机(18)进行压缩，实现循环。
【文档编号】F25B30/06GK203798206SQ201320480936
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】杨胜东 申请人:北京瑞宝利热能科技有限公司, 杨胜东