管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制造方法
【專利摘要】管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，它涉及一種污水源熱泵能量提升裝置。本發(fā)明要解決現(xiàn)有污水源熱泵在使用過程中污水易造成污水源熱泵換熱器的結(jié)垢和腐蝕，導(dǎo)致污水換熱器換熱效果降低的問題。本發(fā)明由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵、壓縮機(jī)、四通換向閥、節(jié)流機(jī)構(gòu)和用戶側(cè)換熱器組成，換熱器包括換熱管殼、污水入口、排污管、回流管、溢流管、換熱管和開口，水泵與污水入口連接，由開口13穿出的換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)的一端連接，節(jié)流機(jī)構(gòu)的另一端與用戶側(cè)換熱器連接，用戶側(cè)換熱器與四通換向閥連通，四通換向閥分別與壓縮機(jī)和開口9穿出的換熱管連接，形成密閉連通的制冷劑連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明用在水余熱應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水源熱泵能量提升裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有污水源熱泵是指主要是以城市污水作為提取和儲(chǔ)存能量的冷熱源，借助污水源熱泵內(nèi)部的制冷劑的物態(tài)變化，消耗少量的電能，從而達(dá)到制冷制暖效果。雖然現(xiàn)有污水源熱泵具有較好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，但城市污水容易造成污水源熱泵換熱器的結(jié)垢和腐蝕，大大降低了污水換熱器的換熱效果。而現(xiàn)有的河水源熱泵、海水源熱泵、湖水源熱泵等幾乎所有水源熱泵也都存在污水源熱泵換熱器的結(jié)垢和腐蝕的問題。
[0003]現(xiàn)有污水源熱泵、海水源熱泵、湖水源熱泵、河水源熱泵存在的主要問題還可以細(xì)化:
[0004]1、除污設(shè)備與換熱器為兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備，成本高；
[0005]2、除污設(shè)備除污效果不佳；或雖然對(duì)大粒徑固體雜物有較好的除污效果，但是卻需要較大旁通，導(dǎo)致能耗過高，且對(duì)含大量油污的污水沒除污作用；
[0006]3、污水不直接與制冷劑換熱，存在中間換熱環(huán)節(jié)，換熱效率較低；
[0007]4、換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、換熱管易阻塞；
[0008]5、換熱器通過拆裝來清洗污垢不方便、耗時(shí)耗工多、增加了高額的人工費(fèi)用；
[0009]6、換熱器循環(huán)水或制冷劑走殼程、污水(或海水、湖水、河水等各種水)走管程，造成管殼式換熱器與環(huán)境溫差大，熱量(冬季為熱量、夏季為冷量)損失大；
[0010]7、換熱器材質(zhì)采用不銹鋼，不銹鋼比銅容易結(jié)垢，且熱傳導(dǎo)率比銅低；
[0011]8、換熱管采用直管，直管換熱器的傳熱特性不太好，且空間利用率低、自由膨脹性也較差；
[0012]9、某些換熱器中通過設(shè)置諸如毛刷等清潔污垢的工具，減少了拆裝管殼式換熱器的次數(shù)，但是由于毛刷使用一段時(shí)間后需要更換，所以還是無法回避拆裝管殼式換熱器；
[0013]10、現(xiàn)有換熱器中制冷劑和水的流速都較低，容易形成層流底流，而研究表明:在湍流流動(dòng)中，影響對(duì)流傳熱過程的主要熱阻不是來自流體內(nèi)部的熱交換，而是來自流體與固體壁之間附面層的傳熱熱阻，尤其是其層流底流，約占傳熱熱阻的60%?80%。
[0014]綜上所述，現(xiàn)有的污水熱源泵主要存在的問題為:在污水熱源泵使用過程中污水易造成污水源熱泵換熱器的結(jié)垢和腐蝕，導(dǎo)致污水換熱器的換熱效果降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有污水源熱泵在使用過程中污水易造成污水源熱泵換熱器的結(jié)垢和腐蝕，導(dǎo)致污水換熱器的換熱效果降低的問題，而提供了管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置。
[0016]本發(fā)明的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵、壓縮機(jī)、四通換向閥、節(jié)流機(jī)構(gòu)和用戶側(cè)換熱器組成；[0017]其中，所述的原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器包括污水入口、圓柱桶、圓錐頭、排污管、導(dǎo)管、回流管、回流管入口、回流管出口、溢流管、溢流管上出口、溢流管下入口、開口、直流換熱管、螺旋換熱管、直流換熱管和開口 ；
[0018]所述的換熱管殼由圓柱桶和圓錐頭焊接成相通的空腔密閉管殼，污水入口與換熱管殼的圓柱桶側(cè)壁上部連通，排污管上端與換熱管殼的圓錐頭連通，排污管的下端與回流管連通，溢流管從換熱管殼的圓柱桶頂端中間穿出，溢流管上出口與導(dǎo)管的一端連通，溢流管下入口低于污水入口，溢流管下入口與換熱管殼連通，導(dǎo)管的另一端與回流管入口連通，直流換熱管從位于圓錐頭底部的開口進(jìn)入換熱管殼中，沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上至污水入口的水平軸心線處，然后以換熱管殼的軸心線為軸心線向下盤旋至圓錐頭的底部，形成螺旋換熱管，然后再沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上形成直流換熱管，直流換熱管從位于圓柱桶側(cè)壁上的開口穿出；
[0019]所述的水泵與原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口連接；
[0020]由開口穿出的換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)的一端連接，節(jié)流機(jī)構(gòu)的另一端與用戶側(cè)換熱器的端口連接，用戶側(cè)換熱器的端口與四通換向閥連通，四通換向閥分別與壓縮機(jī)和從開口穿出換熱管連接，形成密閉連通的制冷劑的連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。
[0021]本發(fā)明的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的工作原理:
[0022]利用旋流技術(shù)增加了進(jìn)水的流速，大幅度的增加了湍流，減少甚至一定程度上消除了層流，從而大幅度的減小了傳熱熱阻，促進(jìn)了進(jìn)水和制冷劑之間的熱量傳遞；進(jìn)水中混有的固體雜物在離心力的作用下會(huì)不斷撞擊螺旋換熱管束外壁，螺旋換熱管束外壁上由于長(zhǎng)時(shí)間使用而沉積的污垢受到周期性的碰撞應(yīng)力作用，在疲勞機(jī)制下，垢層上逐漸產(chǎn)生裂紋，直至脫落進(jìn)入主流中，進(jìn)水中混有的固體雜物對(duì)垢層的隨機(jī)碰撞，阻止污垢物質(zhì)沉積到換熱管束外壁以及污垢物質(zhì)在換熱管束外壁上的生長(zhǎng)，從而有效控制其污垢厚度或除去換熱管束外壁壁面上沉積的污垢，使原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的換熱系數(shù)維持在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)而不需清垢，同時(shí)固體粒子在隨污水的運(yùn)動(dòng)中不斷穿過流動(dòng)邊界層，也強(qiáng)化了換熱。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]1、本發(fā)明的裝置將旋流技術(shù)和原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的功能結(jié)合在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了去除在換熱管束外壁上沉積的污垢物質(zhì)和與換熱管束中的制冷劑的交換熱量的作用，從而節(jié)省了設(shè)備投資。
[0025]2、本發(fā)明的裝置利用旋流技術(shù)增加進(jìn)水的流速，大幅度的增加了湍流，減少甚至一定程度上消除了層流，從而大幅度的減低了傳熱熱阻，促進(jìn)了進(jìn)水和制冷劑之間的熱量傳遞，與現(xiàn)有污水熱源泵的進(jìn)水相比，進(jìn)水的流速增加了 0.5-1倍。
[0026]3、在本發(fā)明裝置運(yùn)行的過程中，進(jìn)水中混有的固體雜質(zhì)在離心力的作用下會(huì)不斷撞擊螺旋換熱管束外壁，而螺旋換熱管束外壁上由于長(zhǎng)時(shí)間使用沉積的污垢受到周期性的碰撞應(yīng)力作用，垢層逐漸產(chǎn)生裂紋，直至脫落進(jìn)入主流，從而有效除去換熱管束外壁上沉積的污垢或控制換熱管束外壁上污垢厚度，最后通過排污管排出原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器。因?yàn)閾Q熱管束外壁上不會(huì)沉積污垢并腐蝕換熱管束，因此，可以省去單獨(dú)生產(chǎn)除污器的花費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。
[0027]4、本發(fā)明的裝置運(yùn)行過程中，因?yàn)閾Q熱管束外壁上不會(huì)沉積污垢并腐蝕換熱管束，所以使原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器在不需清垢的條件下，換熱器的換熱系數(shù)維持在一個(gè)較高的范圍內(nèi)，同時(shí)，進(jìn)水中的固體粒子在隨進(jìn)水的運(yùn)動(dòng)中不斷穿過流動(dòng)邊界層，強(qiáng)化換熱。
[0028]5、本發(fā)明裝置中換熱管束采用銅，銅管可以有效地提高換熱器的換熱性能且不易結(jié)垢。
[0029]6、本發(fā)明裝置在進(jìn)水側(cè)巧妙地利用了液固兩相流與固體壁面之間的換熱系數(shù)比純液體與固體壁面之間的換熱系數(shù)大得多的原理，提高了進(jìn)水側(cè)的換熱系數(shù)，與現(xiàn)有的污水熱源泵相比，換熱效率得到提升。本發(fā)明裝置中省略了中介水環(huán)節(jié)，使換熱溫差提高，換熱面積減小。
[0030]7、本發(fā)明的裝置應(yīng)用范圍寬，對(duì)大水量及大制冷劑量可以采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置并聯(lián)使用；對(duì)水中雜物粒度分布寬的進(jìn)水可采用兩級(jí)或兩級(jí)以上的此類換熱器串聯(lián)使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的示意圖；
[0032]圖2為管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制熱工作時(shí)四通換向閥15的連接示意圖；
[0033]圖3為管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制冷工作時(shí)的四通換向閥15的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵7、壓縮機(jī)16、四通換向閥15、節(jié)流機(jī)構(gòu)14和用戶側(cè)換熱器17組成；
[0035]其中，所述的原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器包括污水入口 1、圓柱桶2、圓錐頭3、排污管4、導(dǎo)管5、回流管6、回流管入口 6-1、回流管出口 6-2、溢流管8、溢流管上出口 8-1、溢流管下入口 8-2、開口 9、直流換熱管10、螺旋換熱管11、直流換熱管12和開口13 ；
[0036]所述的換熱管殼由圓柱桶2和圓錐頭3焊接成相通的空腔密閉管殼，污水入口 I與換熱管殼的圓柱桶2側(cè)壁上部連通，排污管4上端與換熱管殼的圓錐頭3連通，排污管4的下端與回流管6連通，溢流管8從換熱管殼的圓柱桶2頂端中間穿出，溢流管上出口 8-1與導(dǎo)管5的一端連通，溢流管下入口 8-2低于污水入口 I，溢流管下入口 8-2與換熱管殼連通，導(dǎo)管5的另一端與回流管入口 6-1連通，直流換熱管10從位于圓錐頭3底部的開口 9進(jìn)入換熱管殼中，沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上至污水入口 I的水平軸心線處，然后以換熱管殼的軸心線為軸心線向下盤旋至圓錐頭3的底部，形成螺旋換熱管11，然后再沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上形成直流換熱管12，直流換熱管12從位于圓柱桶側(cè)壁上的開口 13穿出；
[0037]所述的水泵7與原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 I連接；
[0038]由開口 13穿出的換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)14的一端連接,節(jié)流機(jī)構(gòu)14的另一端與用戶側(cè)換熱器17的端口 17-1連接，用戶側(cè)換熱器17的端口 17-2與四通換向閥15連通，四通換向閥15分別與壓縮機(jī)16和從開口 9穿出換熱管連接，從而形成密閉連通的制冷劑的連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。
[0039]本發(fā)明的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的工作原理:
[0040]利用旋流技術(shù)增加了進(jìn)水的流速，大幅度的增加了湍流，減少甚至一定程度上消除了層流，從而大幅度的減小了傳熱熱阻，促進(jìn)了進(jìn)水和制冷劑之間的熱量傳遞；進(jìn)水中混有的固體雜物在離心力的作用下會(huì)不斷撞擊螺旋換熱管束外壁，螺旋換熱管束外壁上由于長(zhǎng)時(shí)間使用而沉積的污垢受到周期性的碰撞應(yīng)力作用，在疲勞機(jī)制下，垢層上逐漸產(chǎn)生裂紋，直至脫落進(jìn)入主流中，進(jìn)水中混有的固體雜物對(duì)垢層的隨機(jī)碰撞，阻止污垢物質(zhì)沉積到換熱管束外壁以及污垢物質(zhì)在換熱管束外壁上的生長(zhǎng)，從而有效控制其污垢厚度或除去換熱管束外壁壁面上沉積的污垢，使原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的換熱系數(shù)維持在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)而不需清垢，同時(shí)固體粒子在隨污水的運(yùn)動(dòng)中不斷穿過流動(dòng)邊界層，也強(qiáng)化了換熱。
[0041]本實(shí)施方式中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制熱的工作流程:
[0042]進(jìn)水經(jīng)水泵7切向進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 1，在進(jìn)水的流動(dòng)過程中，進(jìn)水與換熱管束中的制冷劑進(jìn)行熱量交換，進(jìn)水中的固體物質(zhì)在離心力的作用下，經(jīng)排污管4流入回流管6中，去除固體物質(zhì)的進(jìn)水在旋流技術(shù)的作用下經(jīng)溢流管8的下入口 8-2上升至溢流管8，然后流經(jīng)導(dǎo)管5，最后由回流管6的入口 6-1進(jìn)入回流管6，將回流管6中存在的固體物質(zhì)由回流管6的出口 6-2沖入排污渠中。
[0043]在管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制熱工作時(shí)，調(diào)節(jié)四通換向閥15使四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-2相連、端口 15_3與端口 15_4相連，制冷劑逆時(shí)針方向循環(huán)，制冷劑由經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)14控制制冷劑的流量后，進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器中的直流換熱管束12中，然后流進(jìn)螺旋換熱管束11與進(jìn)水進(jìn)行交換熱量，再流經(jīng)直流換熱管束10后，載經(jīng)過壓縮機(jī)16，最后進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17的制冷劑在與用戶側(cè)換熱器17中的用戶側(cè)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行熱量交換后，再回到節(jié)流機(jī)構(gòu)14，從而完成一次的換熱循環(huán)過程。
[0044]本實(shí)施方式中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制冷的工作流程:
[0045]進(jìn)水經(jīng)水泵7切向進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 1，在進(jìn)水的流動(dòng)過程中，進(jìn)水與換熱管束中的制冷劑進(jìn)行熱量交換，進(jìn)水中的固體物質(zhì)在離心力的作用下，經(jīng)排污管4流入回流管6中，去除固體物質(zhì)的進(jìn)水在旋流技術(shù)的作用下經(jīng)溢流管8的下入口 8-2上升至溢流管8，然后流經(jīng)導(dǎo)管5，最后由回流管6的入口 6-1進(jìn)入回流管6，將回流管6中存在的固體物質(zhì)由回流管6的出口 6-2沖入排污渠中。
[0046]在管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制冷工作時(shí)，調(diào)節(jié)四通換向閥15使四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-4相連、端口 15_2與端口 15_3相連，制冷劑順時(shí)針方向循環(huán)，經(jīng)壓縮機(jī)16的壓縮后制冷劑進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器中的直流換熱管束10中，然后流進(jìn)螺旋換熱管束11與進(jìn)水進(jìn)行交換熱量，再流經(jīng)直流換熱管束12后，流入節(jié)流機(jī)構(gòu)14，在控制制冷劑的流量后，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17的制冷劑在與用戶側(cè)換熱器17中的用戶側(cè)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行熱量交換后，再流入壓縮機(jī)16，從而完成一次的換熱循環(huán)過程。
[0047]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同之處在于，所述的換熱管殼的材質(zhì)為銅。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二的不同之處在于，所述的直流換熱管10的材質(zhì)為銅，所述的螺旋換熱管11的材質(zhì)為銅，所述的直流換熱管12的材質(zhì)為銅。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一的不同之處在于，所述的排污管4的材質(zhì)為銅。其他與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一的不同之處在于，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置在制冷時(shí)，所述的四通換向閥15的連接關(guān)系為:端口 15-1與端口 15-4相連、端口 15-2與端口 15_3相連，制冷劑順時(shí)針方向循環(huán)。其他與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0051]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一的不同之處在于，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置在制熱時(shí)，所述的四通換向閥15的連接關(guān)系為:端口 15-1與端口 15-2相連、端口 15-3與端口 15_4相連，制冷劑逆時(shí)針方向循環(huán)。其他與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0052]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一的不同之處在于，所述的排污管4與回流管6的夾角為30°~50°。其他與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。 方式八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一的不同之處在于，所述的換熱管束內(nèi)填充制冷劑。其他與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0054]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一的不同之處在于，所述的換熱管束內(nèi)填充的制冷劑為R717或R134a或R-404A或R-410A。其他與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0055]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一的不同之處在于，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置所述的進(jìn)水為城市生活污水、海水、湖水或河水。其他與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0056]【具體實(shí)施方式】十一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至十之一的不同之處在于，所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置用于冬季制熱或夏季制冷。其他與【具體實(shí)施方式】一至十之一相同。
[0057]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至十一之一的不同之處在于，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置可以并聯(lián)使用。其他與【具體實(shí)施方式】一至i 之一相同。
[0058]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二不同點(diǎn)是:所述的換熱管殼的材質(zhì)銅的厚度為1mm~2mm。其他步驟與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0059]【具體實(shí)施方式】十四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三不同點(diǎn)是:所述的直流換熱管10的材質(zhì)為銅，厚度為1mm~2mm ;所述的螺旋換熱管11的材質(zhì)為銅，厚度為1mm~2mm ；所述的直流換熱管12的材質(zhì)為銅，厚度為1mm~2mm。其他步驟與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0060]【具體實(shí)施方式】十五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】四不同點(diǎn)是:所述的排污管4的材質(zhì)為銅，銅的厚度為1mm~2mm。其他步驟與【具體實(shí)施方式】四相同。[0061]通過以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0062]實(shí)施例1:結(jié)合圖1和圖2，有圖1中可知:本實(shí)施例管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵7、壓縮機(jī)16、四通換向閥15、節(jié)流機(jī)構(gòu)14和用戶側(cè)換熱器17組成；
[0063]其中，所述的原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器包括污水入口 1、圓柱桶2、圓錐頭3、排污管4、導(dǎo)管5、回流管6、回流管入口 6-1、回流管出口 6-2、溢流管8、溢流管上出口 8-1、溢流管下入口 8-2、開口 9、直流換熱管10、螺旋換熱管11、直流換熱管12和開口13 ；
[0064]所述的換熱管殼由圓柱桶2和圓錐頭3焊接成相通的空腔密閉管殼，污水入口 I與換熱管殼的圓柱桶2側(cè)壁上部連通，排污管4上端與換熱管殼的圓錐頭3連通，排污管4的下端與回流管6連通，溢流管8從換熱管殼的圓柱桶2頂端中間穿出，溢流管上出口 8-1與導(dǎo)管5的一端連通，溢流管下入口 8-2低于污水入口 I，溢流管下入口 8-2與換熱管殼連通，導(dǎo)管5的另一端與回流管入口 6-1連通，直流換熱管10從位于圓錐頭3底部的開口 9進(jìn)入換熱管殼中，沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上至污水入口 I的水平軸心線處，然后以換熱管殼的軸心線為軸心線向下盤旋至圓錐頭3的底部，形成螺旋換熱管11，然后再沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上形成直流換熱管12，直流換熱管12從位于圓柱桶側(cè)壁上的開口 13穿出；
[0065]所述的水泵7與原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 I連接；
[0066]所述的由開口 13穿出換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)14的一端連接,節(jié)流機(jī)構(gòu)14的另一端與用戶側(cè)換熱器17的端口 17-1連接，用戶側(cè)換熱器17的端口 17-2與四通換向閥15連通，四通換向閥15分別與壓縮機(jī)16和從開口 9穿出換熱管連接，從而形成密閉連通的制冷劑的連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。
[0067]有圖2中可知:本實(shí)施例中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置中所述的四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-2相連、端口 15-3與端口 15_4相連時(shí)，制冷劑逆時(shí)針方向循環(huán)，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置起到制熱的效果。
[0068]本實(shí)施例中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的進(jìn)水為城市生活污水，所述的換熱管殼的材質(zhì)為銅，厚度為2mm,所述的排污管4的材質(zhì)為銅,厚度為2mm，所述的換熱管束采用銅，厚度為1.5mm，換熱管束中的制冷劑為R717。
[0069]本實(shí)施方式中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的制熱工作流程為:進(jìn)水經(jīng)水泵7切向進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 1，在進(jìn)水的流動(dòng)過程中，進(jìn)水與換熱管束中的制冷劑進(jìn)行熱量交換，進(jìn)水中的固體物質(zhì)在離心力的作用下，經(jīng)排污管4流入回流管6中，去除固體物質(zhì)的進(jìn)水在旋流技術(shù)的作用下經(jīng)溢流管8的下入口 8-2上升至溢流管8，然后流經(jīng)導(dǎo)管5，最后由回流管6的入口 6-1進(jìn)入回流管6，將回流管6中存在的固體物質(zhì)由回流管6的出口 6-2沖入排污渠中。
[0070]在管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制熱工作時(shí)，調(diào)節(jié)四通換向閥15使四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-2相連、端口 15_3與端口 15_4相連，制冷劑逆時(shí)針方向循環(huán)，制冷劑由經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)14控制制冷劑的流量后，進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器中的直流換熱管束12中，然后流進(jìn)螺旋換熱管束11與進(jìn)水進(jìn)行交換熱量，再流經(jīng)直流換熱管束10后，載經(jīng)過壓縮機(jī)16，最后進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17的制冷劑在與用戶側(cè)換熱器17中的用戶側(cè)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行熱量交換后，再回到節(jié)流機(jī)構(gòu)14，從而完成一次的換熱循環(huán)過程。
[0071]經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出在冬季時(shí)，應(yīng)用本實(shí)施例的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置可起到十分明顯的制熱效果，與現(xiàn)有污水熱源泵相比，污水的余熱利用率提聞了 30%以上。
[0072]實(shí)施例2:結(jié)合圖1和圖3，有圖1中可知:本實(shí)施例管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵7、壓縮機(jī)16、四通換向閥15、節(jié)流機(jī)構(gòu)14和用戶側(cè)換熱器17組成；
[0073]其中，所述的原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器包括污水入口 1、圓柱桶2、圓錐頭3、排污管4、導(dǎo)管5、回流管6、回流管入口 6-1、回流管出口 6-2、溢流管8、溢流管上出口 8-1、溢流管下入口 8-2、開口 9、直流換熱管10、螺旋換熱管11、直流換熱管12和開口13 ；
[0074]所述的換熱管殼由圓柱桶2和圓錐頭3焊接成相通的空腔密閉管殼，污水入口 I與換熱管殼的圓柱桶2側(cè)壁上部連通，排污管4上端與換熱管殼的圓錐頭3連通，排污管4的下端與回流管6連通，溢流管8從換熱管殼的圓柱桶2頂端中間穿出，溢流管上出口 8-1與導(dǎo)管5的一端連通，溢流管下入口 8-2低于污水入口 I，溢流管下入口 8-2與換熱管殼連通，導(dǎo)管5的另一端與回流管入口 6-1連通，直流換熱管10從位于圓錐頭3底部的開口 9進(jìn)入換熱管殼中，沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上至污水入口 I的水平軸心線處，然后以換熱管殼的軸心線為軸心線向下盤旋至圓錐頭3的底部，形成螺旋換熱管11，然后再沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上形成直流換熱管12，直流換熱管12從位于圓柱桶側(cè)壁上的開口 13穿出；
[0075]所述的水泵7與原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 I連接；
[0076]所述的由開口 13穿出換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)14的一端連接,節(jié)流機(jī)構(gòu)14的另一端與用戶側(cè)換熱器17的端口 17-1連接，用戶側(cè)換熱器17的端口 17-2與四通換向閥15連通，四通換向閥15分別與壓縮機(jī)16和從開口 9穿出換熱管連接，從而形成密閉連通的制冷劑的連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。
[0077]有圖3中可知:本實(shí)施例中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置中所述的四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-4相連、端口 15-2與端口 15_3相連時(shí)，制冷劑順時(shí)針方向循環(huán)，管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置起到制冷的效果。
[0078]本實(shí)施例中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置的進(jìn)水為城市生活污水，所述的換熱管殼的材質(zhì)為銅，厚度為2mm,所述的排污管4的材質(zhì)為銅,厚度為2mm，所述的換熱管束采用銅，厚度為1.5mm，換熱管束中的制冷劑為R134a。
[0079]本實(shí)施例中管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制冷的工作流程:
[0080]進(jìn)水經(jīng)水泵7切向進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口 1，在進(jìn)水的流動(dòng)過程中，進(jìn)水與換熱管束中的制冷劑進(jìn)行熱量交換，進(jìn)水中的固體物質(zhì)在離心力的作用下，經(jīng)排污管4流入回流管6中，去除固體物質(zhì)的進(jìn)水在旋流技術(shù)的作用下經(jīng)溢流管8的下入口 8-2上升至溢流管8，然后流經(jīng)導(dǎo)管5，最后由回流管6的入口 6-1進(jìn)入回流管6，將回流管6中存在的固體物質(zhì)由回流管6的出口 6-2沖入排污渠中。[0081]在管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置制冷工作時(shí)，調(diào)節(jié)四通換向閥15使四通換向閥15的端口 15-1與端口 15-4相連、端口 15_2與端口 15_3相連，制冷劑順時(shí)針方向循環(huán)，經(jīng)壓縮機(jī)16的壓縮后制冷劑進(jìn)入原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器中的直流換熱管束10中，然后流進(jìn)螺旋換熱管束11與進(jìn)水進(jìn)行交換熱量，再流經(jīng)直流換熱管束12后，流入節(jié)流機(jī)構(gòu)14，在控制制冷劑的流量后，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17，進(jìn)入用戶側(cè)換熱器17的制冷劑在與用戶側(cè)換熱器17中的用戶側(cè)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行熱量交換后，再流入壓縮機(jī)16，從而完成一次的換熱循環(huán)過程。
[0082]經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出在夏季時(shí)，應(yīng)用本實(shí)施例的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置可起到十分明顯的制冷效果，與現(xiàn)有污水熱源泵相比，污水的余冷利用率提局了 30%以上。
【權(quán)利要求】
1.管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置由原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器、水泵(7)、壓縮機(jī)(16)、四通換向閥(15)、節(jié)流機(jī)構(gòu)(14)和用戶側(cè)換熱器(17)組成； 其中，所述的原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器包括污水入口(I)、圓柱桶(2)、圓錐頭(3)、排污管(4)、導(dǎo)管(5)、回流管(6)、回流管入口(6-1)、回流管出口(6-2)、溢流管(8)、溢流管上出口(8-1)、溢流管下入口(8-2)、開口(9)、直流換熱管(10)、螺旋換熱管(11)、直流換熱管(12)和開口(13)； 所述的換熱管殼由圓柱桶(2)和圓錐頭(3)焊接成相通的空腔密閉管殼，污水入口( I)與換熱管殼的圓柱桶(2)側(cè)壁上部連通，排污管(4)上端與換熱管殼的圓錐頭(3)連通，排污管(4)的下端與回流管(6)連通，溢流管(8)從換熱管殼的圓柱桶(2)頂端中間穿出，溢流管上出口(8-1)與導(dǎo)管(5)的一端連通,溢流管下入口(8-2)低于污水入口(I),溢流管下入口(8-2)與換熱管殼連通，導(dǎo)管(5)的另一端與回流管入口(6-1)連通，直流換熱管(10)從位于圓錐頭(3)底部的開口(9)進(jìn)入換熱管殼中，沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上至污水入口( I)的水平軸心線處，然后以換熱管殼的軸心線為軸心線向下盤旋至圓錐頭(3)的底部，形成螺旋換熱管(11 )，然后再沿?fù)Q熱管殼的軸心線向上形成直流換熱管(12)，直流換熱管(12)從位于圓柱桶側(cè)壁上的開口(13)穿出； 所述的水泵(7)與原生污水液固暫離旋流管殼式換熱器的污水入口(I)連接； 由開口(13)穿出的換熱管與節(jié)流機(jī)構(gòu)(14)的一端連接,節(jié)流機(jī)構(gòu)(14)的另一端與用戶側(cè)換熱器(17 )的端口( 17-1)連接，用戶側(cè)換熱器(17 )的端口( 17-2 )與四通換向閥(15 )連通，四通換向閥(15)分別與壓縮機(jī)(16)和從開口(9)穿出換熱管連接，形成密閉連通的制冷劑的連續(xù)循環(huán)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的換熱管殼的材質(zhì)為銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的直流換熱管(10)的材質(zhì)為銅，所述的螺旋換熱管(11)的材質(zhì)為銅，所述的直流換熱管(12)的材質(zhì)為銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的排污管(4)的材質(zhì)為銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置在制冷時(shí)，所述的四通換向閥(15)的連接關(guān)系為:端口(15-1)與端口(15-4)相連、(端口 15-2)與端口(15_3)相連，制冷劑順時(shí)針方向循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置在制熱時(shí)，所述的四通換向閥(15)的連接關(guān)系為:端口(15-1)與端口(15-2)相連、端口(15-3)與端口(15-4)相連，制冷劑逆時(shí)針方向循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的排污管(4)與回流管(6)的夾角為30°~50°。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的銅的厚度為1mm~2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的直流換熱管(10)的材質(zhì)為銅,銅的厚度為1mm~2mm ;所述的螺旋換熱管(11)的材質(zhì)為銅，銅的厚度為1mm~2mm ;所述的直流換熱管(12)的材質(zhì)為銅,銅的厚度為Imm ~2mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管殼式除污除垢換熱一體化原生污水熱泵能量提升裝置，其特征在于所述的銅的厚度為1mm~2mm。
【文檔編號(hào)】F25B30/06GK103836840SQ201410090356
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】倪龍, 田金乙, 劉可以 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)