專利名稱：開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組屬于建筑節(jié)能與環(huán)境保護技術領 域，涉及到城市原始污水低品位熱能開發(fā)利用中的污水源熱泵技術，特別涉及 到污水取水與換熱系統(tǒng)中的關鍵技術和設備。
技術背景城市原始污水是冬季供熱和夏季空調地區(qū)的水源熱泵空調系統(tǒng)理想的冷熱 源。目前，日本及北歐國家的污水源熱泵空調技術通常采取機械刮剝、人工刷 洗、定期清淤等方法來解決污水取水過程中設備堵塞與污染問題，設備清污工 作量大，系統(tǒng)運行工況不穩(wěn)定。我國在原始污水熱能利用技術上取得了重大的 突破，利用反沖洗技術實現(xiàn)了過濾面的連續(xù)再生，開發(fā)了污水取水裝置，實現(xiàn) 了穩(wěn)定連續(xù)取水和清污，在多個工程中得到了成功的應用。然而現(xiàn)有污水取水 裝置仍存在著取水換熱非一體化設計、取水換熱設備占地面積大、設備承壓高、 設備內壓力損失大、存在內泄露、取水運行能耗高、污水處理僅采用單一的過 濾方式、濾面過濾負荷大、反沖洗流速髙、設備需要多處動密封、設備材質強 度要求高、加工成本高、檢修維護難度大等不足。因此，針對現(xiàn)有取水技術中 存在的不足及取水換熱一體化技術發(fā)展要求，非常有必要研究性能更加優(yōu)越的 污水取水換熱技術，開發(fā)相關設備。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種可進一步降低污水雜質濃度、降低污水取水能耗、可實現(xiàn)取水換熱一體化、性能更為優(yōu)越的可持續(xù)穩(wěn)定取水換熱的開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組。本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組由箱體l、雜質分離腔2、換熱腔3、排污腔4、清洗腔5、旋轉孔板6、孔板隔板7、清洗腔側隔板8、清洗腔底 板9、排污管10、溢流板11、污水進水管12、污水循環(huán)泵13、撞擊板14、清 洗管15、電動機16、支架17、孔板轉軸18、軸承19、軸承支架20、皮帶21、 污水循環(huán)管22和換熱器23組成，結構示意圖如附圖1~附圖4所示?？装甯舭?7和溢流板11焊接在箱體1內部，且把箱體1分成雜質分離腔2、換熱腔3、排 污腔4和清洗腔5，各腔體之間無泄露。雜質分離腔2、換熱腔3和排污腔4在 箱體1的下部，清洗腔5在箱體1的上部。箱體1上蓋板設有檢查口。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組中的雜質分離腔2內設有多塊與 孔板隔板7平行、間距相等的撞擊板14，其中至少有一塊撞擊板的上緣高于溢 流板11的上緣。雜質分離腔2的底部設有排物管10，并通過閥門實現(xiàn)定期排污。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組中的孔板隔板7下部和側部分別 焊接在箱體l和溢流板ll上，孔板隔板7的上部為圓弧形，旋轉孔板6與圓弧 形的隔板7緊密接觸、且能夠相對于該隔板轉動。旋轉孔板6通過軸承支架20 固定在箱體1上蓋板上；旋轉孔板6由電動機16通過皮帶、連軸器或齒輪帶動。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組中的換熱腔3內設置換熱器23和 能夠提高污水換熱效果的污水循環(huán)管22，污水循環(huán)管22位于換熱器23的上部。 換熱腔3外部設有污水循環(huán)泵13，污水循環(huán)泵13的入口與換熱器23連接，出 口與污水循環(huán)管22和清洗管15連接，即污水循環(huán)泵13將換熱腔3內的污水打 入污水循環(huán)管22和清洗管15，分別起到保證換熱腔3內的污水循環(huán)和清洗旋轉孔板的作用。換熱腔3底部設置排污管10，通過閥門實現(xiàn)定期排污。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組中的清洗腔5由3塊垂直側隔板8和清洗腔底板9焊接構成；清洗腔底板9向排污腔4方向傾斜一小角度；清洗腔5內部的清洗管15固定在旋轉孔板6的兩側，在污水循環(huán)泵13的作用下， 向旋轉孔板6進行反向沖洗和側向清洗，從旋轉孔板6上沖洗下來污物沿清洗 腔底板9流入排污腔4，排污腔4底部設有排污管10，該排污管上不設閥門。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組為開式系統(tǒng)，設備不承壓，因此， 對材質強度要求低。箱體1的材質可以是金屬、硬塑、玻璃鋼和磚混等；孔板 隔板7、溢流板ll、撞擊板14和孔板6的材質可以是金屬、硬塑和玻璃鋼等。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組采用模塊化設計，根據(jù)箱體1內 含有旋轉孔板6的個數(shù)，分I型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組和II型開式 循環(huán)集成式污水取水換熱機組兩種形式，分別如附圖5和附圖6所示。本發(fā)明的效果和益處是本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組采用開式設計方法，整臺設備在 常壓下運行，降低了設備對材料強度的要求，材質選擇范圍廣；整臺設備壓力 損失小，大大降低了污水潛水泵與污水循環(huán)泵的揚程，既減小了水泵型號，又 降低了取水運行能耗；整臺設備無動密封與泄漏問題，設備簡單，加工精度要 求低，進而可降低加工難度與加工成本；對于小型設備，可在工廠加工、現(xiàn)場 安裝；對于大型設備，箱體可以采用土建結構，內部部件可以采用工廠加工、 現(xiàn)場安裝方式。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組采用多種污水處理技術集成式的設計方法，減小了旋轉孔板過濾負荷，降低了濾面清洗難度和孔板被堵塞的幾 率，有利于提高濾面再生質量。本發(fā)明可有效地降低污水雜質濃度，提高取水質量；本發(fā)明旋轉孔板濾面清洗效果好，可實現(xiàn)取水換熱過程的連續(xù)穩(wěn)定運行； 本發(fā)明可以省去現(xiàn)有污水源熱泵系統(tǒng)中的中介水系統(tǒng)，降低工程總造價；在夏 季，換熱腔內的換熱器起到冷卻塔的作用，且冷卻效果要優(yōu)于冷卻塔。本發(fā)明 箱體設有檢査口，可隨時對內部各部件進行檢査、維護與維修。本發(fā)明不僅可 用于污水的取水換熱，而且可用于江水、湖水、河水和海水的取水換熱。


附圖1為I型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組內部結構示意圖。附圖1 中l(wèi)箱體，2雜質分離腔，3換熱腔，4排污腔，5清洗腔，6旋轉孔板，7孔 板隔板，8清洗腔側隔板，9清洗腔底板，IO排污管，ll溢流板，12污水進水 管，13污水循環(huán)泵，14撞擊板，15清洗管，22污水循環(huán)管，23換熱器，A剖 面位置，B剖面位置。附圖2為I型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組A-A剖面圖。附圖2中1 箱體，3換熱腔，4排污腔，6旋轉孔板，8清洗腔側隔板，9清洗腔底板，10 排污管，ll溢流板，15清洗管，16電動機，17支架，22污水循環(huán)管，23換熱器，C剖面位置。附圖3為I型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組B-B剖面圖。附圖3中1 箱體，3換熱腔，4排污腔，6旋轉孔板，7孔板隔板，8清洗腔側隔板，9清洗 腔底板，IO排污管，ll溢流板，15清洗管，16電動機，17支架。附圖4為I型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組C-C剖面圖。附圖4中1箱體，2雜質分離腔，3換熱腔，4排污腔，6旋轉孔板，7孔板隔板，10排污 管，13污水循環(huán)泵，14撞擊板，15清洗管，16電動機，17支架，18孔板轉軸， 19軸承，20軸承支架，21皮帶，22污水循環(huán)管，23換熱器。附圖5為II型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組內部結構示意圖。附圖5 中l(wèi)箱體，2雜質分離腔，3換熱腔，4排污腔，5清洗腔，6旋轉孔板，7孔 板隔板，8清洗腔側隔板，9清洗腔底板，IO排污管，ll溢流板，12污水進水 管，13污水循環(huán)泵，14撞擊板，15清洗管，22污水循環(huán)管，23換熱器，D剖面位置。附圖6為II型開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組D-D剖面圖。附圖6中 l箱體，3換熱腔，4排污腔，6旋轉孔板，8清洗腔側隔板，9清洗腔底板，10 排污管，ll溢流板，15清洗管，16電動機，17支架，22污水循環(huán)管，23換熱 器。
具體實施方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施例。本發(fā)明開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組由箱體l、雜質分離腔2、換熱腔 3、排污腔4、清洗腔5、旋轉孔板6、孔板隔板7、清洗腔側隔板8、清洗腔底 板9、排污管10、溢流板11、污水進水管12、污水循環(huán)泵13、撞擊板14、清 洗管15、電動機16、支架17、孔板轉軸18、軸承19、軸承支架20、皮帶21、 污水循環(huán)管22和換熱器23組成?？装甯舭?和溢流板11焊接在箱體1內部且 相互垂直，二者將箱體1分成雜質分離腔2、換熱腔3、排污腔4和清洗腔5， 各腔體焊接。雜質分離腔2、換熱腔3和排污腔4在箱體1的下部，清洗腔5在箱體1的上部。雜質分離腔2內的撞擊板14與平行、等間距地焊接在箱體1和 溢流板11上，其中至少有一塊撞擊板的上緣高于溢流板11的上緣。孔板隔板7下部和側部分別焊接在箱體1和溢流板11上，旋轉孔板6與隔板7緊密接觸、 且能夠相對于轉動。旋轉孔板6通過軸承支架20固定在箱體1上蓋板上，旋轉 孔板6由電動機16通過皮帶、連軸器或齒輪帶動。換熱腔3內的污水循環(huán)管22 位于換熱器23的上部。換熱腔3外部的污水循環(huán)泵13的入口與換熱器23連接， 出口與污水循環(huán)管22和清洗管15連接。清洗腔5由3塊垂直側隔板8和清洗 腔底板9焊接構成；清洗腔底板9向排污腔4方向傾斜一小角度；清洗腔5內 部的清洗管15固定在旋轉孔板6的兩側，在污水循環(huán)泵13的作用下，向旋轉 孔板6進行反向沖洗和側向清洗，從旋轉孔板6上沖洗下來污物沿清洗腔底板9 流入排污腔4。雜質分離腔2、換熱腔3底部設有排污管，通過閥門實現(xiàn)定期排 污；排污腔4底部設有排污管10，該排污管上不設閥門。箱體l的材質可以是 金屬、硬塑、玻璃鋼和磚混等；孔板隔板7、溢流板ll、撞擊板14和孔板6的 材質可以是金屬、硬塑和玻璃鋼等。箱體l上蓋板設有檢查口。
權利要求
1.一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，是由箱體(1)、雜質分離腔(2)、換熱腔(3)、排污腔(4)、清洗腔(5)、旋轉孔板(6)、孔板隔板(7)、清洗腔側隔板(8)、清洗腔底板(9)、排污管(10)、溢流板(11)、污水進水管(12)、污水循環(huán)泵(13)、撞擊板(14)、清洗管(15)、電動機(16)、支架(17)、孔板轉軸(18)、軸承(19)、軸承支架(20)、皮帶(21)、污水循環(huán)管(22)和換熱器(23)組成；其特征在于孔板隔板(7)和溢流板(11)將箱體(1)分割成雜質分離腔(2)、換熱腔(3)、排污腔(4)和清洗腔(5)；原始污水首先進入雜質分離腔(2)，由雜質分離腔(2)經(jīng)旋轉孔板(6)過濾后進入換熱腔(3)，然后經(jīng)過污水循環(huán)水泵(13)、清洗管(15)進入清洗腔(15)，清洗旋轉孔板(6)過濾面上的污物后，流入排污腔(4)排出。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，其特征 在于雜質分離腔(2)是內設有多塊撞擊板(14)，其中至少有一塊撞擊板的上 緣高于溢流板(11)的上緣。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，其特征 在于孔板隔板(7)上部為圓弧形，旋轉孔板(6)與圓弧形的隔板(7)緊密接 觸、且相對于該隔板轉動；旋轉孔板(6)通過軸承支架(20)固定在箱體(1) 上；旋轉孔板(6)由電動機(16)帶動。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，其特征 在于換熱腔(3)內設置換熱器(23);換熱腔(3)設置污水循環(huán)管(22)，污 水循環(huán)管(22)位于換熱器(23)的上部；換熱腔(3)外設有污水循環(huán)泵(13)， 污水循環(huán)泵(13)入口與換熱器(23)連接，出口與污水循環(huán)管(22)和清洗管路(15)連接；換熱腔(3)底部設置排污管(10)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，其特征 在于清洗腔(5)由3塊垂直側隔板(8)和清洗腔底板(9)構成；清洗腔底板(9)向排污腔(4)方向傾斜一小角度；清洗腔(5)內部的清洗管(15)固定 在旋轉孔板(6)的兩側，向旋轉孔板(6)進行反向沖洗和側向清洗。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，其特征 在于排污腔(4)下部設有排污管，排污管上不設閥門。
7. 根據(jù)權利要求1至6任一所述的一種開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組， 其特征在于箱體和內隔板的材質為金屬、硬塑、玻璃鋼或磚混。
全文摘要
本發(fā)明為開式循環(huán)集成式污水取水換熱機組，是節(jié)能環(huán)保領域中開發(fā)城市污水熱能進行供熱、空調的關鍵設備。本發(fā)明包括箱體、雜質分離腔、換熱腔、排污腔、清洗腔、隔板、溢流板、旋轉孔板、電動機、清洗管、換熱器和循環(huán)水泵等。原始污水進入本發(fā)明的雜質分離腔后，比重大的雜質沉淀到分離腔的底部，比重小的懸浮性纖維雜質經(jīng)溢流板進入排污腔；去除部分雜質后的污水再經(jīng)旋轉孔板過濾后進入換熱腔，與換熱腔換熱器中的另一介質進行熱交換；換熱后的污水由污水循環(huán)泵送入清洗腔，清洗旋轉孔板過濾面上的污物后，流入排污腔排出。本發(fā)明為開式結構，取水能耗低，污水取水換熱一體化，集多種污水處理技術于一體，出水雜質濃度低，便于維護檢修。
文檔編號C02F1/02GK101229935SQ20071001277
公開日2008年7月30日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權日2007年9月5日
發(fā)明者張吉禮 申請人:大連理工大學