[发明专利]用于回收废水热能的容器

说明书

本发明涉及一种用于回收废水热能的容器(1)。容器(1)包含：壳(10)；和连续螺旋管(2)，用于在垂直方向上通过容器输送废水。在螺旋管(2)的外壳与容器(1)的壳(10)之间布置有用于传热液体的第一传热空间，并且在螺旋管(2)内部布置有第二传热空间。壳(10)设置有至少一个可打开的检查舱口(6)，该至少一个可打开的检查舱口紧固有歧管(7)以及壳管式热交换器(3)，该壳管式热交换器使其入口端和出口端耦合到歧管(7)。螺旋管(2)由耐酸或不锈钢组成并且其内表面适于具有比螺旋管壁的其它部分高的铬含量。

本发明涉及根据权利要求1的序言的用于回收废水的热能的容器。

考虑到从市政废水，特别是住宅废水回收热能，存在现有的已知回收系统，其中回收系统包含由管侧(初级侧)和环绕前者的壳侧(次级侧)构成的壳管式热交换器，该壳侧携带传热流体。一些壳管式热交换器模型中的壳管式交换器的管侧采用螺旋设计，用于确保良好的传热面积并且由此确保传热系数。然而，这些具有螺旋管侧的壳管式热交换器如果旨在用于从脏的生活废水(所谓的黑水)和被污染的城市废水回收热能的话，就会涉及几个问题。

通常，这样的废水热能回收系统(其中废水的热能是通过上述类型的壳管式热交换器被回收到传热流体中)即仅限于回收仅在一种类型的废水中含有的热能，即主要存在于住宅灰水中的热能，并且另一方面，回收的热能已最通常仅用于加热家用热水。

目前，尚没有商业上可获得的热交换器组件，该热交换器组件能够使具有优选螺旋管侧(螺旋管)的单壳管式热交换器用于被污染的市政废水或生活废水，尤其是黑水，以便回收热能，使得也可将废水的加热或冷却能量传导到在这样的壳管式热交换器的壳侧中流动的可选的非加压或加压传热流体。

这首先是由于这样的事实：例如从在壳管式热交换器的螺旋管内部流动的脏黑水回收能量可能由于热交换器管堵塞而引起问题。如果努力通过用直管代替壳管式热交换器的管侧上的螺旋管来阻止螺旋管堵塞，则这将在另一方面导致随着传热面积减小以及在热交换器中的停留时间变短，壳管式热交换器的传热系数显著劣化。

因此，对壳管式热交换器污染的初步预防以及维护被污染的壳管式热交换器的便利是在利用配备有螺旋管道系统的壳管式热交换器处理脏废水，尤其是黑水，以及努力也为壳侧供应各种传热流体的最重要的方面中。现有技术未能为这一特定问题提供令人满意的解决方案。

此外，如果要向这样的包含螺旋管的壳管式热交换器的管侧供应可能含有大量各种化学物质的废水(即来自室内游泳池的废水)，则这将容易导致腐蚀问题，该腐蚀问题将由于水载化学物质(诸如氯)而显著降低热交换器的管侧的使用寿命。

另一方面，如果要供应到壳侧中的各种传热流体要膨胀(在壳管式热交换器的管侧中流动的废水的加热或冷却效果可传递到传热流体中)，则在标定热交换器组件的壳管式热交换器的管侧和壳侧的尺寸方面可能会出现问题。其原因是，当能量回收系统安装在公寓建筑中时，尤其是这样的壳管式热交换器的管侧中时，其尺寸必须被标定为能够承受高压和/或压力波动。

通过用螺旋热交换器代替壳管式热交换器，可至少部分地解决这种尺寸标定问题，其中传热流体是在螺旋废水管旁边的其指定螺旋管中输送。然而，在这种情况下，与使用壳管式热交换器相比，总的传热系数显著降低，在该壳管式热交换器中，壳侧传热流体将直接围绕其中流动有废水的螺旋管。

由加压废水引起的问题可通过基于热交换器的管侧被设计成承受的最大最小压力来标定壳管式热交换器的管侧和壳侧的尺寸来解决。然而，这可能导致壁结构(特别是在壳管式热交换器的壳侧上)过厚，并且由此导致传热系数降低。

配备有壳管式热交换器且被设计用于回收城市废水和住宅废水能量的热交换器组件的另一个问题通常是这一事实，进入到回收系统中并且由此进入到壳管式热交换器的初级侧中的废水的流动可能相当脉动。因此，在用于回收废水能量的热交换器组件中，已必须使热交换器伴随技术上复杂的流动和泵送装置，以努力均衡热交换器的初级侧中的废水流动，尤其是在冬季。

本发明的用于回收废水热能的容器旨在解决前述现有技术中出现的问题。