[實用新型]一種抗垢的污水熱能回收裝置

有效

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• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN202747844U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設計）人: 那威;宋艷
• 申請（專利權）人: 北京建筑工程學院
• 主分類號: F28D3/02
• 分類號: F28D3/02;F28F1/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本實用新型屬于熱能利用領域，特別涉及一種抗垢的污水熱能回收裝置。

背景技術

排放污水熱能約占城市總排熱量的10%～16%左右，由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，其制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40%左右，其運行費用僅為普通中央空調的30%~55%，與鍋爐供熱相比（鍋爐熱效率按85%計，熱泵用電動機，發(fā)電效率按30%計），利用熱泵系統(tǒng)回收污水熱能供熱可節(jié)能34%，節(jié)能潛力巨大。以某廠污水處理站為例，一晝夜流量為1.5×10⁴m³（625m³/h），污水的冬天排放溫度為12℃左右，利用該系統(tǒng)將污水溫度降低1℃，就可獲得1t/h蒸汽的熱量；同時，在夏季還可以提供7℃的冷凍水。因此，利用污水水源熱泵來回收城市原生污水中的熱(冷)量來用于采暖和制冷以及熱水供應，具有現(xiàn)實意義。

目前，制約污水源熱泵系統(tǒng)廣泛應用的突出障礙之一是與污水直接接觸的污水側換熱器的結垢以及結垢造成的堵塞、腐蝕等問題。常見的沉浸式或管殼式換熱器，隨著換熱器的運行，污垢在其污水側表面沉積，造成：一是傳熱熱阻增加，惡化強化換熱面換熱效率，大幅降低換熱器的傳熱效率；二是流道表面摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)增大，引起整個換熱器的流動阻力壓降增大，并造成機組消耗的功率增加。目前多數(shù)污水熱能回收裝置無抑垢功能，在換熱表面結垢后，采用定期應用清掃、刮刷等去除污垢的物理法；或采用阻垢劑進行融垢的化學法(包括抑制腐蝕污垢的緩蝕劑和控制生物污垢的殺生劑)，但目前化學抑除垢尚無法解決在處理成本、腐蝕性、毒性、無公害性、易降解性和復合多功能性方面問題；

實用新型內容

本實用新型針對上述缺陷公開了一種抗垢的污水熱能回收裝置。

一種抗垢的污水熱能回收裝置的結構如下：將多根水平放置的螺旋槽圓形鋼管平行排列，并將它們兩兩相連起來形成管排；

螺旋槽與鋼管的軸向方向的夾角θ處于0-45°之間，螺旋槽寬為L1，螺旋槽螺距為P，螺旋槽深為e，(L1+e)/P=0.72。

所述螺旋槽圓形鋼管采用熱軋成型工藝制成。

所述管排采用固定支架固定。

所述管排的外部設置有外殼，在外殼的上端安裝著布水器，管排底部安裝著集水盤。

本實用新型的有益效果為：將本實用新型作為從污水取熱的污水側換熱器，換熱器表面具有強化換熱作用且具有抑垢作用，無需定期清理。經長時間運行后，即便在換熱器污水側表面形成污垢、在較低溫差下仍實現(xiàn)強化換熱。對污水的水質要求低，取熱效率高，提高設備可靠性和使用壽命。

附圖說明

圖1a是本實用新型的主視圖；

圖1b是本實用新型的側視圖；

圖2是本實用新型的管排內外的流體流動方向示意圖；

圖3是本實用新型所采用的螺旋槽鋼管的具體形式示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步詳細說明。

如圖1a和圖1b所示，一種污水換熱器的結構如下：將多根水平放置的螺旋槽圓形鋼管8平行排列，并將它們兩兩相連起來形成管排3；

如圖3所示，螺旋槽10與鋼管的軸向方向的夾角θ處于0-45°之間，螺旋槽寬為L1，螺旋槽螺距為P，螺旋槽深為e，(L1+e)/P=0.72；螺旋槽10采用以上特定尺寸設計，從而實現(xiàn)強化換熱和抑垢的雙重效果。

螺旋槽圓形鋼管8采用熱軋成型工藝制成。管排3采用固定支架4固定。管排3的外部設置有外殼6，在外殼6的上端安裝著布水器5，管排底部安裝著集水盤7。

本實用新型的工作過程如下：如圖2所示，管排3縱向放置，污水由布水器5滴落或噴淋至管排3管頂，在重力的作用下，污水以液膜形態(tài)在螺旋槽圓形鋼管8外表面流動，到達管排3底部時，滴落至集水盤7中。污水在流過螺旋槽圓形鋼管8時，污水在螺旋槽圓形鋼管8外受到螺旋槽10的擾動，強化了管外側的傳熱，同時污水液膜在螺旋槽10流動時，以旋流狀態(tài)前進，增加了污水旋轉運動推進力，污水中挾帶的污垢不易沉積下來，表面已形成的軟垢也容易在剪切應力的作用下剝落，起到抗垢效果。且采用本實用新型設計可節(jié)省鋼材，由于本實用新型的螺旋槽圓形鋼管8傳熱能力強，且不限管徑大小，故可采用較大直徑管子制造，實現(xiàn)在換熱量不變的情況下，大幅減少污水換熱器的重量和體積，從而節(jié)省鋼材。

下面是本實用新型的兩個具體實施例：