专利名称：污水或地表水源热泵畅通型换热装置及其系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用热泵技术提取污水或地表水中的热量或冷量的换热装 置及其系统，属于能源技术领域。
背景技术：
利用热泵技术提取污水或地表水中的低位热能为建筑物采暖空调，即污水或地表 水源热泵供热空调系统，具有巨大的节能潜力，其节能幅度可达45%以上。按我国现有污水 排放量测算，开发利用污水低位热能(按温降4-5°C )，可为20%的城市建筑物供热空调，其 开发应用前景非常广阔，是建筑节能减排的有效途径之一。污水源或地表水源都是水源的一种，相比地下水其主要特点是悬浮物和其它杂质 含量大，悬浮物易堵塞换热设备或热泵机组，其它杂质易在换热壁面形成污垢。一般的过滤或污水处理方面的技术，例如机械格栅、沉淀等，被利用在污水源热泵 系统中的主要问题是初投资过大、运行成本过高，另外用户也没有足够的空间安装这些设 施。因此，污水源热泵的技术关键是防堵、防垢。现有技术都采用特殊的过滤措施防堵，再对换热设备或热泵机组定期清洗除垢。 按系统形式分为直接式系统和间接式系统，直接式系统是指污水经过滤措施后直接进入热 泵机组，间接式系统采用中间换热方式，先将热量传递给清水，清水再进入热泵机组，这两 种形式都需要定期清污除垢。由于污垢不可避免地要在换热壁面上形成，采用直接式系统后，定期对热泵机组 清污除垢，易损伤机组，造成蒸发器或冷凝器换热管泄漏，风险太大。因此，多采用中间换热 的方式，目前的工程应用也主要是间接式系统。在采用间接式系统时，当前主要有两类技术一类是采用特殊的过滤措施防堵，再利用现有的换热设备中间换热，例如 笔者作为发明人开发的专利号ZL200410043654. 9、公开号CN1594112A和专利号 ZL200610010437. 9、公开号 CN1920447A 的专利技术。二类是直接采用无堵塞的换热设备中间换热，例如笔者作为发明人开发的专 利号 ZL200710144522. 9、公开号 CNlOl 149233A 和专利号 ZL200720117309. 4、公开号 CN201096463Y的专利设备。第一类技术的缺点是增加了过滤设备，系统工艺流程相对复杂，故障点和维护点 相对增加。第二类技术的缺点是换热设备内的过流断面较大，换热设备的体积和占地相对 增加。但笔者认为，第二类技术相对具有优势。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种污水或地表水源热泵畅通型换热装置及其系统，它 可以有效地解决悬浮物的堵塞和现有技术为实现防堵塞而导致的工艺流程复杂，占地大等 关键问题。[0012]本实用新型所采取的技术方案是一种污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其 由大管径管、管板、壳体一、壳体二、内纵隔板、内横隔板、外纵隔板、外横隔板、旁通孔、封 板、污水或地表水进口、污水或地表水出口、清水进口、清水出口组成，大管径管固定在管板 上；壳体一和壳体二分别与管板连接；内纵隔板固定在管板和壳体一上，将壳体一内部分 成两部分；内横隔板一端与管板连接，另一端与另一管板留有过水距离，两侧与壳体一和内 纵隔板连接，将壳体一内部的两部分各形成多壳程；外纵隔板固定在管板和壳体二上，将壳 体二内部分成两部分；外横隔板一端与管板连接，两侧与壳体二和内纵隔板连接，将所有大 管径管形成多管程；旁通孔设置在内纵隔板的下部，使壳体一内部的两部分连通；封板通 过法兰或丝扣封闭壳体二两端；污水或地表水进口和污水或地表水出口分别连接在壳体二 上部；清水进口、清水出口分别连接在壳体一上部；大管径管的管径在5(T150 mm之间；每 管程内的管在水平方向可以设置多排，在垂直方向可以设置一排或一排以上。优化的，上述污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其大管径管的管径为 70"l25mmo优化的，上述污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其大管径管的管径为 90 110mm。优化的，上述污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其大管径管的管径为 95 105mm。优化的，上述污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其每管程内的管在垂直方向 是单排管或两排管或三排管。优化的，上述污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其每管程内的管在垂直方向 是单排管。运行原理为含悬浮物和其它杂质的污水或地表水从污水或地表水进口进入该换 热装置，经外纵隔板和外横隔板与封板的阻隔，从大管径管内以多管程的形式依次流过，流 往污水或地表水出口，并从污水或地表水出口流出；清水则从清水进口进入，经内纵隔板和 内横隔板的阻隔和旁通孔的旁通，从大管径管外和壳体内以多壳程的形式依次流过，并从 清水出口流出，污水或地表水与清水成纯逆流换热。一种污水或地表水源热泵系统，其由畅通型换热装置、热泵机组、污水或地表水 泵、污水或地表水供水管、污水或地表水排水管、清水泵、清水供水管线、清水回水管线和低 位水箱组成，污水或地表水泵连接在污水或地表水供水管上；污水或地表水供水管与畅通 型换热装置的污水或地表水进口连接；污水或地表水排水管与畅通型换热装置的污水或地 表水出口连接；清水泵连接在清水供水管线上；清水供水管线分别与畅通型换热装置的清 水出口和热泵机组的进口连接；清水回水管线分别与畅通型换热装置的清水进口和热泵机 组的出口连接；低位水箱连接在清水泵和畅通型换热装置之间的清水供水管线上。优化的，上述污水或地表水源热泵系统，其畅通型换热装置可以多个串联或并联。运行原理为污水或地表水泵抽送污水或地表水进入畅通型换热装置，清水泵抽 送清水在畅通型换热装置和热泵机组之间进行循环，污水或地表水与清水通过畅通型换热 装置进行冷热量交换，热泵机组从清水中提取冷热量。该装置及其系统具有如下有益效果( 1)采用大管径换热方式，污水或地表水直接进入换热装置进行换热，前端不需设置过滤网或防阻装置，解决了污水或地表水源热泵的堵塞问题。(2)采用大管径后，管壁会适当增大，但系统为开式循环，接近无压状态，不存在承 压问题，适当增加的壁厚不需要对承压起作用，因此留有了足够的腐蚀余量。( 3 )换热装置采用纯逆流换热，换热效率高；采用大管径后，流动阻力小，水泵能耗 降低。(4)相对传统的壳管换热器，管的数量减少75%左右，清洗工作量减少，利于维护
管理；(5)污水或地表水的进口、出口和清水的进口、出口都在换热装置的上部，下部无 连接口，最大限度地减小了换热装置的占用空间。
图1是本实用新型的结构示意图图2是图1的A向图；图3是图1的B-B剖面图；图4是图1的C-C剖面图；图5是图1的D-D剖面图；图6是实用新型的实施例7的结构示意图；图7是实用新型的实施例8的结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型由大管径管1、管板2、壳体一 3_1、 壳体二 3-2、内纵隔板4、内横隔板5、外纵隔板6、外横隔板7、旁通孔8、封板9、污水或地表 水进口 10、污水或地表水出口 11、清水进口 12、清水出口 13组成，大管径管1固定在管板 2上；壳体一 3-1和壳体二 3-2分别与管板2连接；内纵隔板4固定在管板2和壳体一 3_1 上，将壳体一 3-1内部分成两部分；内横隔板5 —端与管板连接，另一端与另一管板2留有 一定的过水距离，两侧与壳体一 3-1和内纵隔板4连接，将壳体一 3-1内部的两部分各形成 多壳程；外纵隔板6固定在管板2和壳体二 3-2上，将壳体二 3-2内部分成两部分；外横隔 板7 —端与管板连接，两侧与壳体二3-2和内纵隔板4连接，将所有大管径管1形成多管程； 旁通孔9设置在内纵隔板4的下部，使壳体一 3-1内部的两部分连通；封板9通过法兰或 丝扣封闭壳体二 3-2两端；污水或地表水进口 10和污水或地表水出口 11分别连接在壳体 二 3-2上部；清水进口 12、清水出口 13分别连接在壳体一 3-1上部；大管径管1的管径在 50^150 mm之间；每管程内的管在水平方向可以设置多排，在垂直方向可以设置一排或一排 以上。实施例2如图广图5所示，本实用新型的大管径管1的管径为7(Tl25mm，其它组成和连接 关系与实施例1相同。实施例3如图广图5所示，本实用新型的大管径管1的管径为9(Tll0mm，其它组成和连接关系与实施例1相同。实施例4如图广图5所示，本实用新型的大管径管1的管径为95 105mm，其它组成和连接 关系与实施例1相同。实施例5本实用新型的每管程内的管在垂直方向是单排管或两排管或三排管，其它组成和 连接关系与实施例1相同。实施例6本实用新型的每管程内的管在垂直方向是单排管，其它组成和连接关系与实施例 1相同。实施例7如图6所示，本实用新型是由畅通型换热装置14、热泵机组15、污水或地表水泵 16、污水或地表水供水管17、污水或地表水排水管18、清水泵19、清水供水管线20、清水回 水管线21和低位水箱22组成，污水或地表水泵16连接在污水或地表水供水管17上；污水 或地表水供水管17与畅通型换热装置14的污水或地表水进口 10连接；污水或地表水排水 管18与畅通型换热装置14的污水或地表水出口 11连接；清水泵19连接在清水供水管线 20上；清水供水管线20分别与畅通型换热装置14的清水出口 13和热泵机组15的进口连 接；清水回水管线21分别与畅通型换热装置14的清水进口 12和热泵机组15的出口连接； 低位水箱22连接在清水泵19和畅通型换热装置14之间的清水供水管线20上。实施例8如图7所示，本实用新型的系统中畅通型换热装置14可以多个串联或并联，其它 组成和连接关系与实施例7相同。
权利要求1.一种污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于它由大管径管(1)、管 板(2)、壳体一(3-1)、壳体二(3-2)、内纵隔板(4)、内横隔板(5)、外纵隔板(6)、外横隔 板(7)、旁通孔(8)、封板(9)、污水或地表水进口( 10)、污水或地表水出口( 11 )、清水进口 (12)、清水出口(13)组成，大管径管(1)固定在管板(2)上；壳体一(3-1)和壳体二(3-2) 分别与管板(2)连接；内纵隔板(4)固定在管板(2)和壳体一(3-1)上，将壳体一(3-1)内 部分成两部分；内横隔板(5) —端与管板连接，另一端与另一管板(2)留有过水距离，两侧 与壳体一(3-1)和内纵隔板(4)连接，将壳体一(3-1)内部的两部分各形成多壳程；外纵隔 板(6)固定在管板(2)和壳体二(3-2)上，将壳体二(3-2)内部分成两部分；外横隔板(7) 一端与管板连接，两侧与壳体二(3-2)和内纵隔板(4)连接，将所有大管径管(1)形成多管 程；旁通孔(9)设置在内纵隔板(4)的下部，使壳体一(3-1)内部的两部分连通；封板(9)通 过法兰或丝扣封闭壳体二(3-2)两端；污水或地表水进口(10)和污水或地表水出口(11)分 别连接在壳体二(3-2)上部；清水进口(12)、清水出口(13)分别连接在壳体一(3-1)上部； 大管径管(1)的管径在5(T150 mm之间；每管程内的管在水平方向可以设置多排，在垂直方 向可以设置一排或一排以上。
2.根据权利要求1所述的污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于大管径 管(1)的管径为7(Tl25mm。
3.根据权利要求1所述的污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于大管径 管(1)的管径为9(Tll0mm。
4.根据权利要求1所述的污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于大管径 管(1)的管径为95 105mm。
5.根据权利要求1所述的污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于每管程 内的管在垂直方向是单排管或两排管或三排管。
6.根据权利要求1所述的污水或地表水源热泵畅通型换热装置，其特征在于每管程 内的管在垂直方向是单排管。
7.一种污水或地表水源热泵系统，其特征在于它由畅通型换热装置(14)、热泵机组 (15)、污水或地表水泵(16)、污水或地表水供水管(17)、污水或地表水排水管(18)、清水泵 (19)、清水供水管线(20)、清水回水管线(21)和低位水箱(22)组成，污水或地表水泵(16) 连接在污水或地表水供水管(17)上；污水或地表水供水管(17)与畅通型换热装置(14)的 污水或地表水进口(10)连接；污水或地表水排水管(18)与畅通型换热装置(14)的污水或 地表水出口(11)连接；清水泵(19)连接在清水供水管线(20)上；清水供水管线(20)分别 与畅通型换热装置(14)的清水出口(13)和热泵机组(15)的进口连接；清水回水管线(21) 分别与畅通型换热装置(14)的清水进口(12)和热泵机组(15)的出口连接；低位水箱(22) 连接在清水泵(19)和畅通型换热装置(14)之间的清水供水管线(20)上。
8.根据权利要求7所述的污水或地表水源热泵系统，其特征在于畅通型换热装置 (14)可以多个串联或并联。
专利摘要污水或地表水源热泵畅通型换热装置及其系统，涉及一种利用热泵技术提取污水或地表水中的热量或冷量的换热装置及其系统，属于能源技术领域。本实用新型的目的是解决悬浮物的堵塞和现有技术为实现防堵塞而导致的工艺流程复杂与占地大等关键问题。本实用新型的装置由大管径管、管板、壳体、内外隔板、封板、污水或地表水进出口、清水进出口等组成，系统由该装置、热泵机组、水泵和连接管路等组成，污水或地表水在大管径管内顺畅地流动，清水在壳内与污水成逆流换热，热泵机组再从清水中提取热量。本实用新型适用于污水或地表水源热泵间接式系统，前端不需设置过滤网或防阻装置，实现无堵塞的连续换热、取热，系统工艺流程简化，换热效率高，占地少。
文档编号F28D7/16GK201909569SQ20102055314
公开日2011年7月27日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者吴荣华, 迟芳 申请人:青岛科创新能源科技有限公司