專利名稱：一種殼管式污水換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業熱泵系統中使用的換熱器，具體地說是一種殼管式污水換熱器，適用于含有固體雜質的液體(以下稱之為污水)直接進入本換熱器內，通過本換熱器實現污水與制冷劑、中介水、載冷劑等介質進行熱交換。
背景技術：
目前的污水換熱器主要有以下幾種形式1、殼管式污水換熱器換熱器的管程走污水，殼程走干凈水，該換熱器不能進入 Imm以上固體雜質，需將污水進行過濾處理后再進行熱交換；2、方管寬流道污水換熱器該換熱器換熱管為邊長20mm以上的鋼制方管，殼體也為方形，可直接進污水，但該換熱器局限于材質和結構，熱交換效率很低，而且承壓能力差， 最高工作壓力一般不能高于0. 4Mpa;并且，該結構中，外殼及內部的換熱管均為整體焊接固定，不能拆卸、更換；3、板式寬流道污水換熱器該換熱器采用不銹鋼板片周圍整體焊接，不可拆卸，一旦換熱器內部出現小的漏點，整個換熱器即報廢，而且，該換熱器承壓能力也很差，最高工作壓力一般不能高于0. 3MPa。
發明內容本實用新型的目的旨在克服已有技術存在的缺陷，提供一種能夠省去污水過濾處理系統、提高換熱效率、降低系統工程造價和運行費用、簡化水系統管路、便于系統日常運行維護的新型殼管式污水換熱器。本實用新型的技術方案是一種殼管式污水換熱器，包括外部的殼體和內部的換熱管，殼體上設有污水進水管、污水出水管，特點是，殼體內設有多個平行布置的換熱管管排，每個換熱管管排由N根換熱管排列組成，N > 1，并且每個換熱管管排通過連接在殼體上的支撐固定板支撐固定，在殼體的兩端分別設有封頭，封頭與殼體通過固定法蘭連接。為了更好地實現發明目的，殼體內的換熱管管排可以設計為特殊排布形式，S卩，相鄰的換熱管管排在殼體內可以呈縱向錯開布置，每個換熱管管排的一個縱向端與殼體頂端的封頭之間形成污水通道，另一個縱向端與對應的封頭靠接密封，每個換熱管管排的橫向端與殼體的側壁之間設有密封裝置，錯開布置的換熱管管排在殼體內形成幾形污水通道。 此結構中，所述的換熱管管排橫向端與殼體側壁之間設置的密封裝置有兩種結構形式，一種是在每個換熱管管排的橫向端與殼體的側壁之間設置密封墊板，另一種是在所有換熱管管排的橫向端總體設置一個豎向的密封平板，平板的上下端與殼體的側壁連接。本裝置中，一個(層)換熱管管排就可為一個換熱流程，但為了滿足傳熱需要，一般設計為多個(層)換熱管管排為一個換熱流程，在殼體內可以設有多個換熱流程，每個換熱流程之間通過外部連接管連通。本換熱器的換熱管內(管程)流動的為中介水(清水等)、載冷劑或者制冷劑，換熱管外(殼程)流動的為污水，換熱管是換熱場所，換熱管管排作為折流板，通過換熱管管排的排列方式，組織污水(殼程)按照一定方向和速度流過外表，使換熱管內的流體與換熱管外的流體進行熱交換。本實用新型的殼體采用圓形管時，承壓能力更高一些，換熱管的形狀可為圓形、橢圓形或者其它形狀，換熱管表面為光滑的或者帶有翅片、肋等的高效換熱表面。換熱管管排是由多個換熱管排列組成，換熱管之間不用焊接固定，這樣做的好處是，一旦出現漏點，只需更換損壞的換熱管即可。為了適應不同污水水質和制冷劑需要，換熱管的材質可分別采取銅管、銅合金管、 不銹鋼管、碳鋼管、PE管等的金屬材質管或者非金屬材質管，殼體內部與污水接觸之處根據需要可以采用防腐材質或者防腐涂層。另外，換熱管的管徑和排布數量、長度，換熱流程數量、各換熱流程的換熱管布置、 排數、連接方式都可根據實際需要設置。本實用新型與現有技術相比具有十分顯著地進步和實質性特點1、通過本換熱器可直接進污水而不發生堵塞，污水無需任何處理即可與中介水、 載冷劑或者制冷劑直接進行熱交換，較目前的寬流道污水換熱器的換熱效率、可靠性和承壓能力更高；較目前的殼管式污水換熱器省去了污水過濾防堵裝置；較目前的間接換熱方式省去了二次換熱系統，使系統更加高效、簡潔，造價更低；2、換熱器中進行熱交換的流體可實現逆流換熱，傳熱溫差小；3、換熱器為殼管式構造，承壓能力較高，一般為1. OMPa以上，可滿足各種工程需要；4、換熱器為可拆結構，可方便的對換熱器進行維護保養，即使局部換熱管出現問題時，也可方便進行更換；5、針對不同換熱流體，分別采用相應材質、規格、數量的換熱管，可滿足各種污水使用。
以下結合附圖及實施例對本實用新型做詳細地解釋說明。
圖1-本實用新型的一種結構示意圖；圖2-圖1的II處放大圖；圖3-圖1的M-M殼體截面剖面圖；圖4-圖3的IV處放大圖；圖5-圖1的A-A縱向剖視圖(及管程的中介水/載冷劑/制冷劑流向圖)；圖6-本實用新型的殼程污水流向圖；圖7-本實用新型的多個換熱流程的結構示意圖；圖8-本實用新型換熱管管排的第二種結構示意圖；圖9-本實用新型換熱管管排的第三種結構示意圖；圖10-本實用新型的另一種結構示意圖；圖11-本實用新型的第三種結構示意圖。附圖圖面說明[0033]1集管，2污水進水管，3左封頭，4固定法蘭，5圓形換熱管，6支撐固定板，7圓形殼體，8右封頭，9排污口，10支座，11外部連接管，12污水出水管，13均液裝置，14密封墊板，15平板，16污水通道，17放氣口。
具體實施方式
參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，換熱器包括一個圓形殼體7，圓形殼體7上設有污水進水管2、污水出水管12及排污口 9、放氣口 17，在圓形殼體7內設有多個(層)平行布置的換熱管管排，每個換熱管管排由多根換熱管5排列組成，對應著每個(層)換熱管管排，在圓形殼體7內設有多個支撐固定板6，支撐固定板6的兩端與圓形殼體7側壁固定連接，每個(層)換熱管管排都通過支撐固定板6支撐固定，在圓形殼體7的兩端分別設有封頭，左封頭3和右封頭8，兩個封頭與圓形殼體7通過固定法蘭4連接。為了便于清洗或更換零件， 固定法蘭4、左封頭3和右封頭8可做成拆卸形式，通過螺栓固定、鉸鏈方式打開或關閉。如果不需清洗或維修，則整個殼體可做成焊接密封方式。換熱器的支腿形式可為法蘭支撐固定或者專門設置支座10支撐固定。為了更好地控制殼程內污水的流向，提高換熱效率，可以將殼體內的換熱管管排設計成特殊排列方式，如圖所示，將相鄰的換熱管管排在圓形殼體7內呈縱向錯開布置，每個換熱管管排的一個縱向端與圓形殼體7頂端的封頭之間形成污水通道，另一個縱向端與對應的封頭靠接密封，每個換熱管管排的橫向端與圓形殼體7的側壁之間都設有密封墊板 14，這樣多層縱向錯開布置的換熱管管排在圓形殼體7內就可以形成幾形污水通道16，防止殼體內流體短路，保證污水按照既定路線流過，參見圖6所示。本實用新型的換熱流程可以根據需要隨意設計，可一個換熱管管排或多個換熱管管排為一個換熱流程，與換熱器相連的附屬設備和管路還可以設置有均液裝置13、集管1 和外部連接管11等。參考圖7所示，圖例為三個(層)換熱管管排為一個換熱流程，共有兩個流程，同一流程的換熱管通過均液裝置13及集管1連接，不同流程的換熱管通過外部連接管11連接，外部連接管11可以是一個管，也可以是多個管，多管設置時，其數量可與每個流程的換熱管數量相等。換熱器內各流體的工作流程為殼程流體(污水流程)如圖6所示。污水從圖中右上角污水進水管2進入殼體 7，在最上排換熱管上表沿管體長度方向向左流動，當流到最上排管左側時，通過缺口通道， 進入第二排與最上排換熱管之間的通道，然后向右流動。當流到最右側時，通過缺口通道進入下一排通道。通過這樣往返流動方式，最后從污水出水管12離開換熱器。管程流體(中介水/載冷劑/制冷劑流程)各流程流體流向如圖5、圖7所示。 流體從均液裝置13進入換熱管5內，當流體從換熱管5出來后，通過外部連接管11進入下一個流程換熱管，最后從集管1離開換熱器。殼體污水與換熱管內中介水/載冷劑/制冷劑整體上是逆流換熱。除上之外，管外污水也可反向流動，即從污水出水口 12進入殼程，從污水進水口 2 離開換熱器；同樣，換熱管內流體(中介水/載冷劑/制冷劑)也可反向流動，從集管1進入換熱器，最后從均液裝置13離開換熱器。為保證各換熱管管排之間水的流速，保證管排之間的污雜物不發生堵塞，換熱管
5排之間的間距應根據需要設置。為了保證各換熱管內流體分配均勻，各換熱管除了通過均液裝置13、外部連接管 11及集管1連接外，各流程換熱管的長度原則上也應按等流程設計。本換熱器管管排的方向可為水平方式，也可為垂直方式或者以某個角度傾斜方式，以保證換熱充分、污雜物不易沉淀、污水中混入的氣體易排出。參見圖8、圖9所示結構。圖10所示的是本實用新型的另一種結構形式。在每個換熱管管排的橫向端與圓形殼體7的側壁之間也可以不采用逐層設置密封墊板14密封的方式，而是在換熱管管排的橫向端設有一個豎向的平板15，平板15的上下端與圓形殼體7的側壁之間通過焊接或者采用溝槽、螺栓等形式固定連接，平板15的板面與每個換熱管管排的橫向端部都靠接密封， 利用平板15將換熱管管排的橫向兩側固定密封，只留下縱向的交錯幾形污水流道。該結構換熱管的固定、密封比較方便(因固定換熱管的殼體為平板)，但該形式殼體承壓能力小。為了解決殼程承壓問題，平板15外面的圓形殼體7 —般應保留，圓形殼體7與平板15之間的空腔連接污水通道，保證充滿污水(或者充以一定壓力流體)，以平衡平板15內外兩側的壓力。但如果在平板15的強度滿足設計要求的前提下，本結構也可不要外部的圓形殼體， 而直接用平板制成方形殼體，參見圖11所示。
權利要求1.一種殼管式污水換熱器，包括外部的殼體(7)和內部的換熱管(5)，殼體(7)上設有污水進水管(2)、污水出水管(12)，其特征是，殼體(7)內設有多個平行布置的換熱管管排， 每個換熱管管排由N根換熱管(5)排列組成，N > 1，并且每個換熱管管排通過連接在殼體 (7)上的支撐固定板(6)支撐固定，在殼體(7)的兩端分別設有封頭，封頭與殼體(7)通過固定法蘭(4)連接。
2.根據權利要求1所述的一種殼管式污水換熱器，其特征是，相鄰的換熱管管排在殼體(7)內呈縱向錯開布置，每個換熱管管排的一個縱向端與殼體(7)頂端的封頭之間形成污水通道，另一個縱向端與對應的封頭靠接，每個換熱管管排的橫向端與殼體(7)的側壁之間設有密封裝置，錯開布置的換熱管管排在殼體(7 )內形成幾形污水通道(16 )。
3.根據權利要求2所述的一種殼管式污水換熱器，其特征是，所述的每個換熱管管排的橫向端與殼體(7)的側壁之間設有的密封裝置是，在每個換熱管管排的橫向端與殼體 (7)的側壁之間設有密封墊板(14)。
4.根據權利要求2所述的一種殼管式污水換熱器，其特征是，所述的每個換熱管管排的橫向端與殼體(7)的側壁之間設有的密封裝置是，在換熱管管排的橫向端設有豎向密封固定平板(15)，平板(15)的上下端與殼體(7)的側壁連接。
5.根據權利要求1或2所述的一種殼管式污水換熱器，其特征是，M個換熱管管排為一個換熱流程，M ^ 1，在殼體(7)內設有一個或多個換熱流程，每個換熱流程之間通過外部連接管(11)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種殼管式污水換熱器，包括外部的殼體和內部的換熱管，殼體上設有污水進水管、污水出水管，特點是，殼體內設有多個平行布置的換熱管管排，每個換熱管管排由N根換熱管排列組成，并且每個換熱管管排通過連接在殼體上的支撐固定板支撐固定，在殼體的兩端分別設有封頭，封頭與殼體通過固定法蘭連接，與現有技術相比，使用本換熱器可直接進污水而不發生堵塞，污水無需任何處理即可與中介水、載冷劑或制冷劑直接進行熱交換，省去了過濾處理系統，更加高效、簡潔，造價更低，而且本換熱器為可拆結構，能夠方便地進行維護保養，可滿足各種工程需要。
文檔編號F28D7/16GK202188781SQ20112027640
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年8月1日
發明者于欣科, 林紹風, 王英慧, 祝建軍, 董洪曉 申請人:王英慧