专利名称：污水热能回收装置的制作方法
技术领域：
污水热能回收装置
技术领域：
本发明涉及一种热污水热能回收装置，属于污水热能回收领域。背景技术：
废热回收可以产生经济效益和社会效益，在节能节源，保护环境方面起 到重要作用。国内废热回收普遍采用包括热交换机在内的换热设备。对于污 水中的废热，例如集中供暖的学校、机关和宾馆、浴场等场所排出的热污水， 现有的污水热回收装置往往是采取将污水经过简单过滤，除去大部分较粗的 杂质后再进入热交换设备进行换热，污水中仍存在大颗粒杂质和悬浮杂质， 会对热交换器造成堵塞、污染和磨损，为了保证热交换器的正常运转，需要 定期的清洗过滤器、热交换器和管道，不但会耗费大量的人力、还要承担由 于清洗而造成的停工所带来的损失，清洗过滤器、热交换器和其他管道还需 要大量的清水，从而造成水资源的浪费和二次污染。另外对于整套污水热回 收装置运转性能确认和节能量确认等技术问题，现在都正处于研究中。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的缺陷，提 供一种能广泛应用于回收污水热能的热回收装置，它能提高热能回收率和热 交换机正常运转的时间及效率，实现自动控制过滤器切换和反冲洗过程。本 发明进一步的目的在于实现实时确认设备运行状态和性能的功能。为此，本 发明采用如下技术方案:
污水热能回收装置，包括过滤装置、通过管道与过滤装置连接的热交换 装置、电气控制装置，其特征在于所述的过滤器为两台并列的颗粒型过滤器， 过滤器上方设有污水入口，下方设有滤水出口；两台过滤器的污水入口上方 设有桥式阀，所述的桥式阀包括两组并列的组阀，每列组阀包括两个串联的 单阀，所述的污水入口通过管道分别连接在桥式阀对应组阀的串联单阀中端； 桥式阀两并列组阀的上端连接有污水管，下端有排水管；滤水出口通过管道 与热交换装置的两个双向污水进出口连接；所述的热交换装置还设有冷水进 口和温水出口 。这种设置能在不停止装置运行的情况下就能对过滤器进行清 洗，提高了装置的运行效率。两个颗粒型过滤器能够自动切换运行和实现反 冲洗功能，从而使过滤器清洁不易堵塞，始终保持高质量的过滤状态；此外， 反冲洗用水采用的是换热后的污水，节约了水资源。
污水热能回收装置，其特征在于所述的污水管上设置压力传感器；所述 的单阔为气动阀。在电气控制装置中设置一个预设的值，压力传感器将信号 传输至电气控制装置，电气控制装置自动发出控制信号使反冲洗阀门打开， 过滤阀门关闭，执行反冲洗过程；同时，另一颗粒型过滤器的反冲洗阀门关 闭，过滤阀门打开，执行过滤过程，从而过滤过程和反冲洗过程的自动切换， 无须人员管理，节省人力资源成本，还提高生产效率。这里的电气控制装置 采用常规电气控制技术，故不多描述，也可以用压差控制器、流量计取代压 力传感器，其效果是类似的。由于本方案涉及较重的负载且安全性能要求较 高，故选用气动阀为佳。
对于上述技术方案的完善和补充，可以增加如下技术特征 污水热能回收装置，其特征在于所述热交换装置为板型热交换机，位于 热交换机一侧的冷水进口高于另一侧的温水出口。这种设置可以延长冷、热 水水流在热交换机中的流动路线，更充分地进行热量交换，提高换热效率。
污水热能回收装置，其特征在于在所述的冷水进口处设置一冷水温感器 和一流量计，所述的温水出口处设置一温水温感器，所述的冷水温感器、温 水温感器以及流量计分别通过导线与一累积热量计连接。由于增加了累积热 量计，从而能够累计换热量。
污水热能回收装置，其特征在于所述颗粒型过滤装置中设有带滤孔的滤 板，滤板上填有圆球型不锈钢钢珠，钢珠的直径大于滤孔的孔径。此材料能
将污水中的悬浮颗粒杂质截留在其表面。由于圆形材料在交错排列时，留有 空隙，能让污水通过。另外，将圆球滤料的直径设置大于底部支撑的过滤板 滤孔的单一孔径，则不会出现过滤中遇到的"漏料"和"跑料"等现象。所 述圆球型过滤材料为不锈钢钢珠，其不易被腐蚀，使用寿命与过滤器相当， 而常规的石英砂或滤芯等过滤材料不足半年就需要更换一次；另外，钢珠比 较重，相互间压得更紧，从而使得相互间的缝隙小，所以过滤效果更好。
污水热能回收装置，其特征在于所述的颗粒型过滤器前置一离心过滤器 或污水罐，所述离心过滤器或污水罐设有初级污水进水口和初级滤水口，底 部设有废渣排出口，初级滤水口与污水管连接。对于杂质和异物比较大，悬 浮物比较多，可能有油污的污水，只设置一级过滤器，杂质和异物过滤不充 分，通过离心式过滤器能更好地去除杂质和油污。离心式过滤器为常规的固 液分离装置，用来过滤污水中比重比水大的异物和油污，颗粒型过滤器属于 上下压力式截留分离过滤，用来截留污水中的悬浮颗粒物质。经过两级过滤 后，热污水中的绝大部分杂质和异物被过滤掉了，热污水进入热交换装置后 不会使热交换机堵塞、污染和磨损，从而能够使热交换机更好地做到性能稳 定，实现正常运行。污水罐是用静置沉淀等方式初步分离污水和杂质，保护 后续单元更好地运行。
污水热能回收装置，其特征在于所述的初级滤水口后置一污水提升泵。 便于将污水提升输送到过滤器中。
本污水热能回收装置优化了热交换装置和过滤器的组合安装关系，其优 点体现在l.并列的颗粒型过滤器与电气控制装置结合，能实现该过滤器自 动切换和反冲洗过程控制，大大提高了热交换效率，最高有望达到85-98%;
2.本发明采用热交换后的污水对过滤器进行自动反冲洗，既适当减少了污水 排放量，又节约了宝贵的水资源；3.本发明依靠先进的过滤器，有效去除污 水中的大颗粒和悬浮物质，防止污水中的异物阻塞和磨损热交换装置；4.合 理结构的热交换装置能使热污水和冷水充分的热交换，最大程度地提取污水
中的热能，以期达到能源二次利用的效果，降低企业实际生产过程中的生产
成本；5.可以在线显示计算热量和实时确认设备运行状态；6.其余的辅助设 计，可以更好地实现本发明的运用效果。以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的设备工艺原理图。
图中A.桥式阀，B. 污水管，10、离心过滤器或污水罐，11、污水提 升泵，20.左颗粒型过滤器，20&右颗粒型过滤器，21.左污水入口， 21a.右 污水入口， 22.左滤水口， 22a.右滤水口， 23.压力传感器，24.左上阀，24a. 左下阀，25.右上阀，25a.右下阀，24c、 24d.分别为桥式阀的两并列组阀的 上端和下端，26.污水收集池，30.热交换机，31.左污水进出口， 32.右污水 进出口， 33.冷水进口， 34.温水出口， 40.累计热量计，41.冷水温感器，42. 温水温感器，43.流量计。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式
对本发明的实质性特点作进一步的 说明。
图1中箭头所指流向即是整个装置的水流方向，高温污水首先经过集中 收集后，进入过滤器，过滤器为两台并列的同种规格类型的左颗粒型过滤器 20和右颗粒型过滤器20a，其整个筒体呈圆柱体形状，过滤器上方设有左污 水入口 21和右污水入口 21a，下方设有左滤水出口 22和右滤水出口 22a;两 台过滤器的污水入口上方设有一桥式阀A，所述的桥式阀包括两组并列的组 阀，每列组阀包括两个串联的单阀，它们分别是左上阀24、左下阀24a、右 上阀25、右下阀25a，所述的左污水入口 21和右污水入口 21a通过管道分别 连接在桥式阀A对应组阀的串联单阀中端；桥式阀两并列组阀的上端24c连 接有污水管B，下端24d有排水管；左滤水出口 22和右滤水出口 22a分别通 过管道与热交换机的左污水进出口 31和右污水进出口 32连接，双向进出口
表明既可以作为一种流向的污水进口，也可以作为反流向的污水出口；所述
的热交换装置还设有冷水进口 33和温水出口 34。污水先由左颗粒型过滤器 20上方的左污水入口 21进入，污水中的杂质被球形钢珠滤料截留在其表面， 水通过滤料间的空隙流入过滤器的下部，由左颗粒型过滤器20下方的左滤水 出口 22进入热交换机30。当左颗粒型过滤器20运行时，右颗粒型过滤器20a 进行反冲洗，此时在和压力传感器23相连接的电气控制装置的作用下，左上 阀24、右下阀25a呈打开状态，左下阀24a、右上阀25呈关闭状态。从左滤 水出口 22流出的热污水进入热交换机30的左污水进出口 31，由热交换机30 的右污水进出口 32流出的污水通过右滤水出口 22a对右颗粒型过滤器20a进 行反冲洗。相应的，当右颗粒型过滤器20a运行时，左颗粒型过滤器20进行 反冲洗，此时左下阀24a、右上阀25呈打开状态，左上阀24、右下阀25a呈 关闭状态。从右滤水出口 22a流出的热污水进入热交换机30的右污水进出口 32，由热交换机30的左污水进出口 31流出的污水通过左滤水口 22对左颗粒 型过滤器20进行反冲洗。反冲洗后的杂物和污水排入污水收集池26或排入 外界。
在实际操作时，需要在电气控制装置中设置一个预设的值，压力传感器 将采集到的压力信号传输至电气控制装置，电气控制装置比较接收的信号值 和预设值后，自动发出控制相应组阀的信号分别执行过滤和反冲洗，并实现 过滤过程和反冲洗过程的自动切换。也可以用压差控制器、流量计取代压力 传感器，其效果是类似的。
颗粒型过滤器的过滤材料为圆球形不锈钢钢珠，由于钢珠在交错排列时， 留有空隙，污水从空隙中通过，另外，将钢珠的直径设置大于底部支撑的过 滤板的滤孔的单一孔径，则不会出现过滤中遇到的"漏料"和"跑料"等现 象。过滤效果更好，反冲洗时也不易被冲走。
用以冷热水热交换的热交换机为板型热交换机，板型热交换机为现有设 备，通常由一组金属板组成，金属板形成流体管道的部分开有四个角孔，用
以改变流体流向的金属板上开有信号孔，复数根金属板并联安装在一固定板 和一活动压紧板之间，并用夹紧螺栓夹紧，角孔周边装有密封垫圈。金属板 和活动压紧板上部开有上凹槽， 一上导杆有与凹槽相对应的凸扣，金属板和 活动压紧板通过凹槽和凸扣悬挂在上导杆上，金属板和活动压紧板下部部开 有与一下导杆相应的下凹槽，上导杆和下导杆固接在支撑柱上。在固定板和 活动压紧板的下部开有污水进出口 ，在固定板和活动压紧板的上部开有冷水 进口和温水出口，污水经过过滤之后，其中绝大部分的杂质都被清除，水质 较干净，而且污水一般来源于生活污水，和工业污水相比，粘性低，流动性 好，即使在较细的管道中流动或者在金属板表面流动都不会造成堵塞和滞留， 因此很适合此种热交换机进行热交换。热交换机的金属板为波纹板，可以使
水流形成湍流，减慢流速，延长热交换时间，提高换热效率，最高达到85%-98%。 在热交换机30设有左、右污水进出口 31和32，设有冷水进口 33和温水 出口34，冷水进口高于另一侧的温水出口并且不在同侧，热交换机30左、右 污水进出口31、 32与左右颗粒型过滤器20、 20a的左右滤水出口 22、 22a分 别连接，通过热交换过程，用污水中的热能对冷水进行升温。经过滤后的污 水进入热交换机30的左污水进出口 31，同时需要升温的冷水输送至热交换机 30的冷水进口 33，由左污水进出口 31和冷水进口 33分别引入的过滤污水和 干净的冷水实现在热交换机30中的热交换，污水中的热能通过金属板热传递 间接地转移给冷水，并且因为热交换前设置了过滤器，所以污水中的颗粒物 质被有效去除，不会再随着水流进入到热交换机30的内部，阻塞其内部的细 小管道，影响热交换机的运行，磨损热交换机而使热交换性能降低。
实际操作时，还可以在颗粒型过滤器前置一离心过滤器或污水罐，离心 过滤器或污水罐设有初级污水进水口和初级滤水口 ，底部设有废渣排出口 ， 初级滤水口与污水管连接。这种情况用在杂质和异物比较大，悬浮物比较多， 可能有油污的污水，如果只设置一级过滤器，杂质和异物过滤不充分，通过 离心式过滤器能更好地去除杂质和油污。
离心式过滤器为常规的固液分离装置，用来过滤污水中比重比水大的异 物和油污；颗粒型过滤器属于上下压力式截留分离过滤，用来截留污水中的 悬浮颗粒物质。经过两级过滤后，热污水中的绝大部分杂质和异物被过滤掉 了，热污水进入热交换装置后不会使热交换机堵塞、污染和磨损，从而能够 使热交换机更好地做到性能稳定，实现正常运行。
污水罐是用静置沉淀等方式初步分离污水和杂质，保护后续单元更好地 运行。还可以根据需要在初级滤水口后置一污水提升泵。便于将污水提升输 送到过滤器中。
热交换机30的冷水入口处设有冷水温感器41和流量计43，在温水出口 处设有温水温感器42，冷水的流量和温度以及升温后的温水温度数值，都会 传输给一侧的确认燃料节约量的装置40，它是一种自动节约量的累积热量计， 带有在线累计显示等功能，完全可以实时确认设备运行状态和性能。温水温 感器42与冷水温感器41的温度差值乘以流量计43的水量值就是计算出的供 应温水热量值，热量值会累计起来。通过燃料节约量科学计算和在线显示， 解决了目前有关污水热回收装置不能在线显示和累计计算热量的缺陷，排除 了工厂污水热能节约量确认的疑虑。同时，本发明还可配备远程监视功能， 整个设备的运行状态、污水和冷水的进出口温度曲线图、换热后的温水供应 量确认以及热量确认，都能通过电脑监视和报告自动打印。设备发生异常现 象时自动停止并报警，同时在监视器上显示发生异常的部位，提升了污水热 回收设备的技术含量，使之更加智能化。
权利要求1.污水热能回收装置，包括过滤装置、通过管道与过滤装置连接的热交换装置(30)、电气控制装置，其特征在于所述的过滤装置为两台并列的颗粒型过滤器(20、20a)，过滤器上方设有污水入口(21、21a)，下方设有滤水出口(22、22a)；两台过滤器的热污水入口上方设有一桥式阀(A)，所述的桥式阀包括两组并列的组阀，每列组阀包括两个串联的单阀(24、24a、25、25a)，所述的污水入口(21、21a)通过管道分别连接在桥式阀(A)对应组阀的串联单阀的中端；桥式阀两并列组阀的上端(24c)连接有污水管(B)，下端(24d)有排水管；滤水出口(22、22a)通过管道与热交换装置的两个双向污水进出口(31、32)连接；所述的热交换装置还设有冷水进口(33)和温水出口(34)。
2. 按照权利要求1所述的污水热能回收装置，其特征在于所述的污水管 (B)上设置压力传感器(23);所述的单阀(24、 24a、 25、 25a)为气动阀。
3. 按照权利要求2所述的污水热能回收装置，其特征在于所述热交换装 置为板型热交换机(30)，位于热交换机一侧的冷水进口 (33)高于另一侧的 温水出口 (34)。
4. 按照权利要求3所述的污水热能回收装置，其特征在于所述的冷水进 口 (33)处设置一冷水温感器(41)和一流量计(43)，所述的温水出口 (34) 处设置一温水温感器(42)，所述的冷水温感器(41)、温水温感器(42)以 及流量计(43)分别通过导线与一累计热量计(40)连接。
5. 按照权利要求4所述的污水热能回收装置，其特征在于所述颗粒型过 滤装置中设有带滤孔的滤板，滤板上填有圆球型不锈钢钢珠，钢珠的直径大于滤 孔的孔径。
6. 按照权利要求5所述的污水热能回收装置，其特征在于所述的颗粒型 过滤器前置一离心过滤器或污水罐(10)，在所述离心过滤器或污水罐(10) 设有初级污水进水口和初级滤水口，底部设有废渣排出口，初级滤水口与污 水管(B)连接。
7、 按照权利要求6所述的污水热能回收装置，其特征在于所述的离初级 滤水口后置一污水提升泵(11)。
8、按照权利要求1或6所述的污水热能回收装置，其特征在于所述的桥 式阀两并列组阀的下端(24d)连接有污水收集池(26)。
专利摘要本实用新型涉及污水热能回收装置，属于工业污水热能回收领域。国内普遍采用的热能回收装置换热效率低，过滤器不能自动反冲洗且需要使用大量清水，热交换机堵塞和污染严重，而且不能在线显示和累计计算热量。本实用新型包括自动切换运行和反冲洗的颗粒型过滤装置，冷热水换热的热交换机，还包括过滤器的自动切换运行和反冲洗装置以及整个热能回收装置的热量累计确认装置。本实用新型提供的热能回收装置，既能实现过滤器的自动运行和反冲洗过程控制，又能提高污水杂质过滤和热交换效率，还能提供累计计算和在线显示热量的功能，实现对装置性能的实时监测。
文档编号B01D36/00GK201177469SQ20082008303
公开日2009年1月7日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者甄跃进, 胡亚春 申请人:仁新节能环保设备(上海)有限公司