[實用新型]用于循環(huán)流化床換熱器的固液分離裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120411741.0
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN202329389U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢海洋;端木琳
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: F28F19/01
• 分類號: F28F19/01
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自然能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到提取江河水、城市污水、湖水、地下水、海水等作為低位熱源或冷卻水時，一種循環(huán)流化床換熱器技術(shù)的固液分離裝置。

背景技術(shù)

江河水、城市污水、湖水、地下水、海水等冷熱源的利用，將節(jié)約日益緊缺的淡水資源，為能源利用開辟新的領(lǐng)域，為綜合全面利用水資源提供一條新的思路。而這些冷熱源之所以沒有大面積使用與推廣主要是因為其水質(zhì)較差，在實際運(yùn)行中往往是污物堵塞水泵與換熱器，為此申請人所獲得CN200410020630.1與CN200420031799.2兩項專利，采用自動反洗裝置將大的污雜物去除，在很大程度上減輕了污物對水泵與換熱器的堵塞問題，但上述兩項專利不足在于其處理后的水源中仍然含有小型顆粒與污物，進(jìn)入換熱器的水源仍然滿足不了國家標(biāo)準(zhǔn)，換熱性能仍然不高，在運(yùn)行較長時間后仍然出現(xiàn)污垢增長甚至堵塞問題。

針對污垢堵塞問題目前主要方法是采用2.5-3m/s高流速、膠球清洗、自動清洗小刷與流化床換熱器技術(shù)等方法。增大流速方法雖然能夠抑制污垢的集聚，但由于流速的增大造成大量泵耗，其與節(jié)能的初衷相違背；膠球清洗與自動清洗小刷由于工藝等原因使用效果并不好，因而更多采用國外設(shè)備而造成較大投資。針對換熱性能不高的問題，目前主要是加大換熱器的面積來解決，但這樣將增加系統(tǒng)的投資。流化床換熱器技術(shù)有著強(qiáng)化換熱與清除污垢的雙重功能，即可以克服污垢阻塞問題又可以提高換熱效率，解決換熱面積增大的問題，但目前流化床換熱器技術(shù)中的固液分離器需采用動力設(shè)備進(jìn)行固液分離，需消耗額外的動力，這與節(jié)能初衷相違背；并且其無法完全將固體粒子分離出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種不消耗額外動力就可自動完全分離流化床換熱設(shè)備固體粒子的裝置。該發(fā)明是在流化床換熱設(shè)備水源出口上安裝重力沉降式固液分離器，在不增加額外能耗的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了完全將固體顆粒從水源中分離出來再進(jìn)入換熱設(shè)備循環(huán)使用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

用于循環(huán)流化床換熱器的固液分離裝置，包括水源管網(wǎng)、自動取水除污裝置、水泵、水源進(jìn)水管路、下降管底部構(gòu)件、立式循環(huán)流化床換熱器、重力沉降式固液分離器、下降管和溢流管路；水源管網(wǎng)通過水源進(jìn)水管路與自動取水除污裝置連接，水源進(jìn)水管路接入立式流化床換熱器；立式流化床換熱器的水源出口上安裝重力沉降式固液分離器；

重力沉降式固液分離器的下降管底部構(gòu)件內(nèi)的噴口與水源進(jìn)水管路相連接，下降管底部構(gòu)件通過下降管與重力沉降式固液分離器相連接；下降管與底部構(gòu)件連接處采用25～60°的角度；重力沉降式固液分離器的箱體底部采用圓錐式方式；箱體上部溢流口處安裝孔徑小于固體粒子直徑的過濾網(wǎng)。

水源依水源進(jìn)水管路進(jìn)到自動取水除污裝置中，大型污雜物被去除，再經(jīng)過進(jìn)水管路由水泵進(jìn)入立式流化床換熱器，水源進(jìn)入換熱設(shè)備之前加入固體顆粒來強(qiáng)化設(shè)備換熱能力與防止污垢的生成，在立式流化床換熱器的水源出口上安裝重力沉降式固液分離器，將這些固體顆粒分離出來依下降管再進(jìn)入換熱設(shè)備循環(huán)使用，水源排放或吸收熱量后，由溢流管路返回水源管網(wǎng)中。

下降管底部構(gòu)件通過減小水平管路的管徑來增大流速與減小凈壓，從而將下降管中的粒子帶入到換熱器中。重力沉降式固液分離器的箱體底部采用圓錐式方式使固體粒子很好地沉降到下降管當(dāng)中。下降管與底部構(gòu)件連接處采用25～60°的角度，以便固體粒子可以很好的進(jìn)入水平管路中。重力沉降式固液分離器上的溢流口處安裝孔徑稍小于固體粒子直徑的過濾網(wǎng)，以保證固體粒子完全分離出來，固體粒子要耐磨損，強(qiáng)度好，不易破碎，易采用密度大于水源的沙子、鋼球、銅球、聚四氟乙烯粒子、聚甲醛粒子、玻璃、陶瓷等。

江河水、城市污水、湖水、地下水、海水等低位能源利用的關(guān)鍵技術(shù)在于水源的能量提取過程，即換熱性能與污垢堵塞問題。同以前已有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步，該發(fā)明采用循環(huán)流化床技術(shù)來增強(qiáng)換熱與抑制污垢，在換熱設(shè)備的水源出口上安裝重力沉降式固液分離器，該固液分離裝置不消耗額外的能量，實現(xiàn)固體顆粒從水源中分離出來依下降管再進(jìn)入換熱設(shè)備循環(huán)使用。

本發(fā)明的益處與效果是不增加系統(tǒng)額外能耗，徹底解決了水源低位冷熱源利用中的污雜物堵塞換熱器與換熱性能不好的缺點，可為熱泵提供冷熱源，也可用于冷卻大型設(shè)備的循環(huán)用水。該系統(tǒng)可用于供暖、空調(diào)，還可供生活用水，適于在賓館、商場、辦公樓以及別墅住宅等場合使用，具有明顯的環(huán)保效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是用于循環(huán)流化床換熱器的固液分離裝置的原理示意圖。