CN107166996A - 具有防堵功能的废水热回收器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防堵功能的废水热回收器及其使用方法，包括安装在污水管中的热回收波纹管，所述热回收波纹管中的水流方向和污水管中的水流方向相反，并在污水管中设置有用于对热回收波纹管外壁进行冲洗的清理装置。本发明采用薄壁不锈钢波纹管并将波纹管盘成螺旋形，让废热水从螺旋盘管的中间和四周流过，让整个螺旋波纹盘管所有的地方都能有效的换热；采用热回收冷水与废热水逆流的布管方式，大大提高了热回收器的使用效果，有效的提高了热回收器的温水出口温度，极大的降低了废热水的排放温度；在波纹螺旋管下面，污水管的里面设计的压缩空气管，极大的保证了热回收波纹管的长期稳定换热，防止污垢对整个热回收器的堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种热回收工具，具体涉及一种具有防堵功能的废水热回收器及其使用方法。
背景技术
在生活中，淋浴和洗头都是使用热水，在淋浴和洗头后产生的废水直接排入下水道，造成大量的余热浪费，工业中也有部分含有热量废水的废水被直接排放，一般洗浴后的废水或工业废水的温度大致为30℃至50℃，其直接排放，造成了能源的浪费，而且也不利于环保，尤其是对于工业、洗浴中心等用热水量较多的场所，不利于降低成本，为此人们设计了废水热回收器对这些废水中的热量进行回收，传统废水热回收器大多采用浸泡式结构，换热效果不佳，水流速度慢，容易在换热壁生成污垢，时间一长，严重影响热回收器的使用效果，而且这些废水热回收器除了在污水汇入口设置有过滤网外，在整个废热回收阶段都没有针对生成的污垢进行及时清理的装置，废水中的杂质容易在表面沉淀，影响换热效率，甚至造成管道堵塞。
专利号为201120341729.7的中国专利公开了一种废水余热回收***，包括废水回收吸盘、回收保温水箱和回收波纹盘管或者铜铝串片管，所述的废水回收吸盘的出水口通过管路与所述的回收保温水箱上端进行连接；所述的保温水箱下端设有废水排出口，所述的回收波纹管或者铜铝串片管盘旋的设置在保温水箱内。该方案能够实现对废水中的余热利用，提高热源利用率。但是其是将含有余热的废水收集在保温水箱中储存再进行热回收，效率低，单向流动的方式使得其换热效果差，而且废水收集过程太长将造成热损失，并且排污辅助装置是安装在回收保温水箱底部的搅拌器，这仅仅能够对底部污垢进行搅拌防止沉积，但是上方的污垢依然会沉积在管道上，影响回收热的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有废水热回收器换热效果差，没有对污垢进行清理造成沉淀后影响换热效率，甚至造成管道堵塞，其目的在于提供一种具有防堵功能的废水热回收器及其使用方法，该废水热回收器采用对流原理提高换热效率，并且采用波纹管增大了换热面积，通过扰动水流形成对换热管外壁的清洗，减少污垢沉积，防止管道堵塞。
本发明通过下述技术方案实现：
具有防堵功能的废水热回收器，包括安装在污水管中的热回收波纹管，所述热回收波纹管中的水流方向和污水管中的水流方向相反，并在污水管中设置有用于对热回收波纹管外壁进行冲洗的清理装置。目前对于废水热回收已有专门的设备，但是这些废水热回收器在整个废热回收阶段都没有针对生成的污垢进行及时清理的装置；同时热回收器的换热方式采用浸泡式换热，换热效率太低；在新鲜冷水与排放的废热水之间没有进行有效的逆流式换热；热回收器的有效换热面积偏小，不能达到最大化的废热回收率，使用时间一长，就会出现排水不畅甚至排水被堵的现场，处理起来非常麻烦。本方案设计废热水与换热水逆向流动的方式使得热回收波纹管外壁所有位置都能够与废水进行接触，提高了换热效率，同时还在污水管中设置有清理装置，该清理装置能够对热回收波纹管外壁进行冲洗，防止污垢在管道上沉积而影响换热效率或者造成管道堵塞。
为了增大热回收波纹管在污水管中的面积，将热回收波纹管形成螺旋状结构，并且螺旋状结构与污水管同轴，使得废水能够最大化与热回收波纹管进行接触，其换热效率大大提高，同时热回收波纹管形成的螺旋状结构中相邻的波纹管圈外壁之间存在间隙，最好是将热回收波纹管的两端分别靠近污水管的两端，这样尽量增加热回收波纹管在污水管中的长度，热回收波纹管优选采用薄壁不锈钢制成。通过螺旋状的热回收波纹管，增大了热回收波纹管在污水管中的长度，同时这种螺旋状结构，能够让废热水从螺旋状结构的内部通道、螺旋状结构外壁和污水管内壁、以及相邻的波纹管圈外壁之间的缝隙通过，让整个螺旋波纹盘管所有的地方都能有效的换热。
由于废热水中含有大量的杂质和污垢，虽然设置过滤网后能够进行一定的过滤，但是废热水中含有的部分杂质和污垢体积小，无法完成过滤，长期使用后，会在热回收波纹管壁面和污水管中沉积，既影响换热效率，又容易造成管道堵塞，所以本方案设计了清理装置，清理装置包括压缩空气管，在压缩空气管上设置有若干个喷嘴，将喷嘴沿着压缩空气管的轴线对称设置，所有喷嘴喷射后的面积能够覆盖整根热回收波纹管。通过将压缩空气喷射到污水管中，使得废热水产生扰动，由于流动的水流能够形成对热回收波纹管壁面和污水管内壁的清洗，减少杂质和污垢的沉积，热回收波纹管在污水管中较长，喷嘴如果设计的数量太少将无法对整根热回收波纹管进行清洗，外壁始终会被覆盖，其换热效率将降低，为此，喷嘴的数量设置多个，并将所有喷嘴喷射后产生的绕动的面积能够覆盖整根热回收波纹管，形成了全清理，因为压缩空气管沿着污水管轴线布置并安装在污水管壁面处，所以每个喷射点的喷嘴数量为两个，其沿着压缩空气管的轴线对称设置，该两个对称的喷嘴之间的连线与压缩空气管的轴线垂直，这样喷射出的气流可以看作是沿着污水管的径向圆周移动，形成一个基本完整的横截面覆盖，能够将位于该区域附近的污垢清理，使得其随着热废水流动，多个这种喷射点设计，形成了对整根污水管的清理，从而保证了污水管内不会有污垢覆盖热回收波纹管外壁和污水管内壁。
本发明因为创造性的采用了压缩空气管通过压缩空气喷嘴的手动或自动喷气和采用波纹螺旋盘管与废热水进行逆流式换热，所以相对于传统热回收器，具有结构上和保证热回收效率上的几个优势：1、采用压缩空气喷嘴进行手动或自动喷气，能及时有效的将热回收波纹管壁上的污垢清洗，让热回收器长期高效的运行。2、通过喷嘴喷气能对污水管中的废热水进行有效的扰流，在污水管内形成强烈的涡流，将污水管内的污垢进行有效的清洗，随着废热水一起流进污水管网中，排放干净。3、污水管一般采用PVC管，连接采用胶粘，材料成本低，生产难度小。4、热回收波纹管在成型成螺旋形时会自动形成一定的弹性应力，该应力能够让波纹管与污水管内壁紧密贴近，很难移动，在波纹管成型成螺旋管时弹性应力还会让每一圈波纹管形成一定固定的间隙。该间隙让波纹管与污水管换热时对污水管内的废热水形成了有效的螺旋导流，强化了废热水与管内冷水的换热。5、热回收波纹管在同样的直径和长度情况下，可以拥有比普通光管大的多的换热表面积，并且波纹管上的波纹也对管内的高速流动的冷水形成了强烈的扰动，在管内也形成了连续大量的涡流，也大大的加强了管内冷水与管外废热水之间的换热效率。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明采用薄壁不锈钢波纹管并将波纹管盘成螺旋形，让废热水从螺旋盘管的中间和四周流过，让整个螺旋波纹盘管所有的地方都能有效的换热；
2、本发明采用热回收冷水与废热水逆流的布管方式，大大提高了热回收器的使用效果，有效的提高了热回收器的温水出口温度，极大的降低了废热水的排放温度；
3、本发明在波纹螺旋管下面，污水管的里面设计的压缩空气管，极大的保证了热回收波纹管的长期稳定换热，防止污垢对整个热回收器的堵塞。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为实施例1的结构示意图；
图2为热回收波纹管拉伸状态示意图；
图3为实施例2的结构示意图；
图4为实施例3的结构示意图；
图5为图4的竖剖面侧视图；
图6为本发明的安装使用示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-污水管，2-热回收波纹管，3-压缩空气管，4-废热水进口，5-废热水出口，6-冷水进口，7-温水出口，8-废热水，9-喷嘴，10-热水加热设备，11-集水盆，12-废热水管道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1所示，具有防堵功能的废水热回收器，包括安装在污水管1中的热回收波纹管2，其采用逆流的方式来提高换热效率，所以将热回收波纹管2中的水流方向和污水管1中的水流方向相反，同时热回收波纹管2的两端分别靠近污水管1的两端，既实现最大化接触，又减少热量浪费。污水管1的两端根据废热水8进出方向分别命名为废热水进口4和废热水出口5，将热回收波纹管2的两端根据通入的水状况分别命名为冷水进口6和温水出口7，根据热回收冷水与废热水逆流的布管方式，冷水进口6在废热水出口5处，温水出口7在废热水进口4处，这种方式大大提高了热回收器的使用效果，有效的提高了热回收器的温水出口温度，极大的降低了废热水的排放温度。
实施例2：
如图2、图3所示，在实施例1的基础上，将薄壁不锈钢制成的热回收波纹管2形成螺旋状结构，并且螺旋状结构与污水管1同轴，热回收波纹管2形成的螺旋状结构中相邻的波纹管圈外壁之间存在间隙。热回收波纹管2在成型成螺旋形时会自动形成一定的弹性应力，该应力能够让热回收波纹管2与污水管1内壁紧密贴近，很难移动，在热回收波纹管2成型成螺旋管时弹性应力还会让每一圈波纹管形成一定固定的间隙。该间隙让热回收波纹管2与污水管1换热时对污水管内的废热水形成了有效的螺旋导流，强化了废热水与管内冷水的换热。热回收波纹管2在同样的直径和长度情况下，可以拥有比普通光管大的多的换热表面积，并且波纹管上的波纹也对管内的高速流动的冷水形成了强烈的扰动，在管内也形成了连续大量的涡流，也大大的加强了管内冷水与管外废热水之间的换热效率。采用薄壁不锈钢波纹管并将波纹管盘成螺旋形，让废热水从螺旋盘管的中间和四周流过，让整个螺旋波纹盘管所有的地方都能有效的换热。
实施例3：
如图4、图5所示，在上述实施例的基础上，在热回收波纹管2下方、污水管1中设置有用于对热回收波纹管2外壁进行冲洗的清理装置，从成本以及清理便利性的考虑，优选高压空气喷射的方式，所以清理装置包括压缩空气管3，在压缩空气管3上设置有若干个喷嘴9，喷嘴9沿着压缩空气管3的轴线对称设置，所有喷嘴9喷射后的面积能够覆盖整根热回收波纹管2。采用压缩空气喷嘴9进行手动或自动喷气，能及时有效的将热回收波纹管2壁上的污垢清洗，让热回收器长期高效的运行。通过喷嘴9喷气能对污水管中的废热水8进行有效的扰流，在污水管内形成强烈的涡流，将污水管1内的污垢进行有效的清洗，随着废热水一起流进污水管网中，排放干净。通过压缩空气管3和喷嘴9的设计，极大的保证了热回收波纹管2的长期稳定换热，通过这种设计，整个热回收器将不再会被污垢堵塞。
本发明具备以下三种运行状态：
状态一：通过废热水进口4汇入废热水8，通过污水管1对废热水8进行导流。废热水8在流动过程中与热回收波纹管2进行逆流式换热，废热水8通过热回收波纹管2形成的螺旋管的中间空间和四周空间流到废热水出口5后进入排污管***。
状态二：冷水从冷水进口6一路沿螺旋形式逆流往温水出口7流动，在流动过程中热回收波纹管2内的冷水通过波纹管壁与废热水8进行逆流换热，水温逐步升高，当水流到温水出口7处时，水温达到最高，废热回收器也达到最大的废热回收利用效率。
状态三：当废热回收器经过一段时间的运行，废热水8中的污垢不可避免的就会累积在热回收波纹管2上，随着污垢的逐渐增厚，热回收效率将会越来越差。这时可以采用自动或手动的方式给压缩空气管3通压缩空气，压缩空气通过压缩空气喷嘴9对废热水8进行强烈的扰动，并对热回收波纹管2表面的污垢进行冲洗，清洗下来的污垢随着废热水8排进排污管***中。
本方案设计的热回收器因为设计紧凑，体积较小，又不怕堵塞，平时基本无维护。所以可以与多种热水加热设备组合成一个节能***，可大幅度的降低使用者的运行费用。如图6所示，可以将集水盆11中的洗浴水通过废热水管道12从废热水进口4进入到污水管1中，而热回收波纹管2中逆向流动被加热的水通入到热水加热设备10进行收集使用，实现了热量的回收利用。因为热回收效率可以达到70％以上，这样就可以大大减小客户原设计的加热设备功率和容量。该产品可以用于各类淋浴、洗头、泡澡等需要热水的场所和行业，可以直接与速热电热水器、容积式电热水器、空气源、太阳能、燃气炉等多种热水设备配套组合使用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，包括安装在污水管(1)中的热回收波纹管(2)，所述热回收波纹管(2)中的水流方向和污水管(1)中的水流方向相反，并在污水管(1)中设置有用于对热回收波纹管(2)外壁进行冲洗的清理装置。
2.根据权利要求1所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述热回收波纹管(2)形成螺旋状结构，并且螺旋状结构与污水管(1)同轴。
3.根据权利要求2所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述热回收波纹管(2)形成的螺旋状结构中相邻的波纹管圈外壁之间存在间隙。
4.根据权利要求1所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述清理装置包括压缩空气管(3)，在压缩空气管(3)上设置有若干个喷嘴(9)。
5.根据权利要求4所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述喷嘴(9)沿着压缩空气管(3)的轴线对称设置，所有喷嘴(9)喷射后的面积能够覆盖整根热回收波纹管(2)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述热回收波纹管(2)的两端分别靠近污水管(1)的两端。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的具有防堵功能的废水热回收器，其特征在于，所述热回收波纹管(2)采用薄壁不锈钢制成。
8.具有防堵功能的废水热回收器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废热水(8)汇入污水管(1)，废热水(8)在流动过程中与热回收波纹管(2)进行逆流式换热，废热水(8)通过热回收波纹管(2)形成的螺旋管的中间空间和四周空间后进入排污管***；
(2)冷水从冷水进口(6)一路沿螺旋形式逆流往温水出口(7)流动，在流动过程中热回收波纹管(2)内的冷水通过波纹管壁与废热水(8)进行逆流换热；
(3)在步骤(1)和(2)分别或同时运行后，给压缩空气管(3)通压缩空气，压缩空气通过喷嘴(9)喷入废热水(8)产生扰动，形成对热回收波纹管(2)表面的污垢的冲洗，清洗下来的污垢随着废热水(8)排进排污管***中。
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