[发明专利]一种压力均衡的污水换热器

说明书

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其涉及一种污水换热器。 

背景技术

城市污水(生活污水、生产废水、雨水等)，夏季温度为18-26℃，冬季温 度为8-18℃，PH值一般为6-8，城市污水的数量非常巨大，在我们生产、生活、居住环境周围分布很广， 其中含有非常多的低温热能，完全可以提取回收和再利用，不应白白丢弃掉。

应用热泵技术原理及其相关设备，当用户冬季需要采暖供热时，可以把城 市污水作为低温热源，提取回收其中的低温热能，提升温度，输送传递给用户 再利用。当用户夏季需用制冷空调时，又可以把城市污水作为低温水源(冷却 水源)，向其中释放热能，为用户达到制冷的目的。

目前，对污水处理使用换热器，通常采用大型水槽，在污水槽内安装多个串接或并接的蛇形管，蛇形管内有介质流动，槽体两端设有污水进出口，然而，上述换热装置体积大、占地面积大，成本高、换热效率低。

翅片管具有换热系数高的优点，可以节约换热空间，目前对于翅片管一般都是用于空气对流的散热器散热，没有将其应用于管壳式污水换热器。

发明内容

本发明在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理，体积小、重量轻，易安装，换热效率高的污水高效换热器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种污水换热器，所述换热器包括污水进口、污水出口，污水进口连接上集箱，上集箱的上部壁面呈倾斜设置，使得上集管内流体的流通面积沿着流体流动方向逐渐减小。

所述的换热器还包括下集箱、上管板、下管板，下集箱连接污水出口，所述换热器包括连接上管板和下管板的换热管；上管板和下管板上设置供污水通过的多个孔，其中上管板的孔沿着距离污水入口的距离越远，孔的分布密度越大和/或孔的流通面积越大；其中下管板的孔沿着距离污水出口的距离越远，孔的分布密度越小和/或孔的流通面积越小。

所述换热管包括弯管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述弯管将相邻的直管部分连通起来以形成连通的一排蛇形管，所述直管部分为翅片管；所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管的中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为直线型金属板；第一翅片、第三翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；

所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片长度与基管的长度相同，均为H，上述四者的关系满足如下公式：

Sin(A/2)=a×ln(L/R)+b

H/L= c×ln(Sin(A/2))-d

其中，A单位为角度，60°<A<130°，

Ln为对数函数；

L的尺寸为mm，27mm<L<50mm，

R的单位为mm，25mm<R<40mm，

H的单位为mm，400mm<H<1800mm，

10<H/L<55,0.7< L/R <2.5，

a、b、c、d为系数，a的范围为0.18-0.20，b的范围为0.60-0.70，c的范围为-150<c<-140，d的范围为10-12。

与现有技术相比较，本发明的换热器具有如下的优点：

1）通过上集箱的上部壁面呈倾斜设置，保证压力均衡，使得污水分布均匀。

2）本发明提供了一种新的污水换热器，而且因为换热器可以布置更多的吸热翅片，因此具有很好的吸热效果，使得换热器的结构紧凑。

3）创造性的将封闭式翅片管应用于污水换热器，属于专用发明，即将空气对流的翅片管应用于污水管壳式换热器，并取得了很好的吸热效果。

4）本发明通过多次试验，得到一个污水换热器的最优的换热器翅片管优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。