本發明涉及一種扁管式大通道廢水換熱器及其系統，主要利用含有大顆粒雜質的鋼廠沖渣水或城市原生污水等廢水作為冷、熱源，通過與清水進行換熱，提取廢水中的冷熱量，對建筑物進行供暖、空調。

背景技術：

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎，尋找和利用新的可再生能源是解決能源緊張的一種有效途徑，開發利用城市原生污水作為熱泵低位冷熱源，為建筑物供暖、供冷具有重要的節能與環保價值，對緩解能源消耗緊張、減輕環境污染具有重要意義。但原生污水中含有大量的污雜物以及纖維和毛發，如不經過任何處理或不采取防堵措施的情況下，直接進入普通熱交換設備進行換熱，很容易堵塞熱交換設備，無法正常運行。

鋼廠生產中的高爐沖渣水蘊含著大量的能量，通過與清水換熱后，可由清水直接對建筑物進行供熱，對節約能源、提高能源利用效率具有重要的作用。但高爐沖渣水中含有大量的雜質，進入普通的換熱器后易造成堵塞，清洗難度很高。

其它工業廢水中也含有大量的熱量，難以利用的主要原因是含有大量的雜物，容易堵塞換熱設備，維修量較大和穩定性不高。

在換熱系統中，往往換熱器的需要承受較大的壓力，所以對換熱器承壓能力要求較高。

技術實現要素：

為解決原生污水中含有的污雜物以及纖維和毛發，如不經過任何處理或不采取防堵措施的情況下，堵塞熱交換設備；高爐沖渣水和其它工業廢水含有大量污雜物無法直接應用；提高換熱器的換熱效率、承壓能力，本發明提供了一種扁管式大通道廢水換熱器及其系統。

應用原理：

1、如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15所示，本發明的一種扁管式大通道廢水換熱器由殼體、廢水進水口、分水腔、清水出水口、檢修門A、廢水出水口、集水腔、底座、清水進水口、檢修門B、換熱管、隔板條、廢水換熱通道、清水換熱通道、隔板、左端板、右端板、折流腔、隔板條豁口組成，殼體上設有廢水進水口、廢水出水口、清水進水口和清水出水口，廢水進水口與分水腔連通，廢水出水口與集水腔連通；扁管式大通道廢水換熱器兩側分別設有檢修門A和檢修門B，開啟檢修門A和檢修門B后，可對換熱管內的廢水換熱通道進行清洗；換熱管為橢圓形換熱管，大通道設計，換熱管寬度L≥200mm，高度H≥30mm，每層由n根換熱管組成，每層換熱管之間由隔板條進行密封，組成一個換熱平面；同一層隔板條一端與左端板緊密接觸，另一端與右端板有≥10cm的距離，形成隔板條豁口，同一層隔板條一端與右端板緊密接觸，另一端與左端板有≥10cm的距離，形成隔板條豁口，由上至下第二層換熱管無隔板條。

2、如圖8、圖9、圖10、圖11所示，為提高大顆粒污雜物折流效果，避免污雜物積聚在換熱管管口，隔板將檢修門A、右端板之間的封閉空間分隔成n個折流腔，每個折流腔對應著兩個換熱管管口，兩個換熱管管口一個出水，另一個進水，換熱管在出水方向伸出右端板≥40mm；隔板將檢修門B、左端板之間的封閉空間分隔成n個折流腔，每個折流腔對應著兩個換熱管管口，兩個換熱管管口一個出水，另一個進水，換熱管在出水方向伸出左端板≥40mm。

3、圖10、圖11、圖12、圖13所示，分水腔分為兩部分，上部為弧形結構，中間無分隔，下部由隔板將每根換熱管管口隔開，集水腔分為兩部分，上部由隔板將每根換熱管管口隔開，下部為弧形結構，中間無分隔，主要避免換熱管進、出水口污雜物橫跨兩根換熱管之間，堵塞換熱管管口。

4、廢水與清水換熱流程為：

廢水換熱流程：圖10所示，廢水由廢水進水口進入分水腔，分水腔將廢水分隔成n個并聯的水路，進入從上至下第一層換熱管內的廢水換熱通道，向右端板方向流動，與換熱管管外的清水進行換熱，到達折流腔后通過折流腔折流進入由上至下第二層換熱管內的廢水換熱通道，向左端板方向流動，與換熱管管外清水進行換熱，到達折流腔后通過折流腔折流進入由上至下第三層換熱管內的廢水換熱通道，向右端板方向流動，與換熱管管外的清水進行換熱，到達折流腔后通過折流腔折流進入由上至下第四層換熱管內的廢水換熱通道，向左端板方向流動，與換熱管管外清水進行換熱，到達折流腔后通過折流腔折流進入由上至下第n層換熱管內的廢水換熱通道，向右端板方向流動，匯集于集水腔，最終由廢水出水口流出。

清水換熱流程：如圖11所示，清水由清水進水口進入由下至上第一層清水換熱通道，沿清水換熱通道向右端板側的同層隔板條豁口方向流動，與廢水換熱通道內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口后，通過隔板條豁口折流到由下至上第二層清水換熱通道，沿清水換熱通道向左端板側的隔板條豁口方向流動，與廢水換熱通道內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口后，通過隔板條豁口折流到由下至上第三層清水換熱通道，沿清水換熱通道向右端板側的隔板條豁口方向流動，與廢水換熱通道內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口后，通過隔板條豁口折流到由下至上第四層清水換熱通道，沿清水換熱通道向左端板側的隔板條豁口方向流動，與廢水換熱通道內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口后，通過隔板條豁口折流到由下至上第n層清水換熱通道，沿清水換熱通道向右端板方向流動，與廢水換熱通道內的廢水進行換熱，最終由清水出水口流出。

5、如圖16所示，一種污水源熱泵空調系統，由粗格柵、自吸式污水泵、污水供水管、污水退水管、扁管式大通道廢水換熱器、清水供水管、熱泵機組、清水循環水泵、清水回水管、末端供水管、末端換熱系統、末端循環水泵、末端回水管組成，原生污水經粗格柵攔截其含有較大顆粒的污物后，由自吸式污水泵經污水供水管輸送至扁管式大通道廢水換熱器，在扁管式大通道廢水換熱器內與清水進行換熱，換熱后由污水退水管排至污水干渠下游；清水由清水循環水泵經過清水回水管進入扁管式大通道廢水換熱器，經與污水進行換熱后，由清水供水管進入熱泵機組與工質換熱，與工質換熱后，由清水回水管進入扁管式大通道廢水換熱器循環換熱；末端水由末端循環水泵經末端回水管進入熱泵機組與工質進行換熱，換熱后由末端供水管進入末端換熱系統進行換熱，換熱后再由末端循環水泵經末端回水管進入熱泵機組循環換熱。

6、如圖17所示，一種沖渣水供熱系統，由扁管式大通道廢水換熱器、末端換熱系統、末端循環水泵、高爐、沖渣水過濾器、蓄水池、沖渣水循環泵、切換閥A、切換閥B組成，供熱時，切換閥A關閉，切換閥B開啟，沖渣水由沖渣水過濾器粗過濾后，進入蓄水池，再由沖渣水循環泵加壓經切換閥B輸送至扁管式大通道廢水換熱器與清水進行換熱，換熱后的沖渣水回到高爐循環利用；清水與沖渣水換熱后，清水由末端循環水泵輸送至末端換熱系統進行供熱，清水供熱后，回至扁管式大通道廢水換熱器換熱，實現循環；非供熱時，切換閥B關閉，切換閥A開啟，沖渣水由沖渣水過濾器粗過濾后，進入蓄水池，再由沖渣水循環泵加壓經切換閥A輸送到高爐循環利用。

附圖說明

圖1-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器正視圖

圖2-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器左視圖

圖3-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器右視圖

圖4-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器俯視圖

圖5-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器軸測圖

圖6-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器A-A剖面圖

圖7-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器B-B剖面圖

圖8-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器C-C剖面圖

圖9-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器D-D剖面圖

圖10-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器E-E剖面圖

圖11-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器F-F剖面圖

圖12-左視分解圖

圖13-右視分解圖

圖14-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器G-G剖面圖

圖15-本發明一種扁管式大通道廢水換熱器H-H剖面圖

圖16-污水源熱泵系統原理圖

圖17-鋼廠沖渣水換熱原理圖

附圖圖面說明

圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15，1-殼體；2-廢水進水口；3-分水腔；4-清水出水口；5-檢修門A；6-廢水出水口；7-集水腔；8-底座；9-清水進水口；10-檢修門B；11-換熱管；12-隔板條；13-廢水換熱通道；14-清水換熱通道；15-隔板；16-左端板；17-右端板；18-折流腔；19-隔板條豁口；20-粗格柵；21-自吸式污水泵；22-污水供水管；23-污水退水管；24-扁管式大通道廢水換熱器；25-清水供水管；26-熱泵機組；27-清水循環水泵；28-清水回水管；29-末端供水管；30-末端換熱系統；31-末端循環水泵；32-末端回水管；33-高爐；34-沖渣水過濾器；35-蓄水池；36-沖渣水循環泵；37-切換閥A；38-切換閥B。

具體實施方式

1、如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15所示，本發明的一種扁管式大通道廢水換熱器由殼體(1)、廢水進水口(2)、分水腔(3)、清水出水口(4)、檢修門A(5)、廢水出水口(6)、集水腔(7)、底座(8)、清水進水口(9)、檢修門B(10)、換熱管(11)、隔板條(12)、廢水換熱通道(13)、清水換熱通道(14)、隔板(15)、左端板(16)、右端板(17)、折流腔(18)、隔板條豁口(19)組成，殼體(1)上設有廢水進水口(2)、廢水出水口(6)、清水進水口(9)和清水出水口(4)，廢水進水口(2)與分水腔(3)連通，廢水出水口(6)與集水腔(7)連通；扁管式大通道廢水換熱器兩側分別設有檢修門A(5)和檢修門B(10)，開啟檢修門A(5)和檢修門B(10)后，可對換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)進行清洗；換熱管(11)為橢圓形換熱管(11)，大通道設計，換熱管(11)寬度L≥200mm，高度H≥30mm，每層由n根換熱管(11)組成，每層換熱管(11)之間由隔板條(12)進行密封，組成一個換熱平面；同一層隔板條(12)一端與左端板(16)緊密接觸，另一端與右端板(17)有≥10cm的距離，形成隔板條豁口(19)，同一層隔板條一端與右端板(17)緊密接觸，另一端與左端板(16)有≥10cm的距離，形成隔板條豁口(19)，由上至下第二層換熱管(11)無隔板條(12)。

2、如圖8、圖9、圖10、圖11所示，為提高大顆粒污雜物折流效果，避免污雜物積聚在換熱管(11)管口，隔板(15)將檢修門A(5)、右端板(17)之間的封閉空間分隔成n個折流腔(18)，每個折流腔(18)對應著兩個換熱管(11)管口，兩個換熱管(11)管口一個出水，另一個進水，換熱管(11)在出水方向伸出右端板(17)≥40mm；隔板(15)將檢修門B(10)、左端板(16)之間的封閉空間分隔成n個折流腔(18)，每個折流腔(18)對應著兩個換熱管(11)管口，兩個換熱管(11)管口一個出水，另一個進水，換熱管(11)在出水方向伸出左端板(16)≥40mm。

3、圖10、圖11、圖12、圖13所示，分水腔(3)分為兩部分，上部為弧形結構，中間無分隔，下部由隔板(15)將每根換熱管(11)管口隔開，集水腔(7)分為兩部分，上部由隔板(15)將每根換熱管(11)管口隔開，下部為弧形結構，中間無分隔，主要避免換熱管(11)進、出水口污雜物橫跨兩根換熱管(11)之間，堵塞換熱管(11)管口。

4、廢水與清水換熱流程為：

廢水換熱流程：圖10所示，廢水由廢水進水口(2)進入分水腔(3)，分水腔(3)將廢水分隔成n個并聯的水路，進入從上至下第一層換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)，向右端板(17)方向流動，與換熱管(11)管外的清水進行換熱，到達折流腔(18)后，通過折流腔(18)折流進入由上至下第二層換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)，向左端板(16)方向流動，與換熱管(11)管外清水進行換熱，到達折流腔(18)后，通過折流腔(18)折流進入由上至下第三層換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)，向右端板(17)方向流動，與換熱管(11)管外的清水進行換熱，到達折流腔(18)后，通過折流腔折(18)流進入由上至下第四層換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)，向左端板(16)方向流動，與換熱管(11)管外清水進行換熱，到達折流腔(18)后，通過折流腔(18)折流進入由上至下第n層換熱管(11)內的廢水換熱通道(13)，向右端板(17)方向流動，匯集于集水腔(7)，最終由廢水出水口(6)流出。

清水換熱流程：如圖11所示，清水由清水進水口(9)進入由下至上第一層清水換熱通道(14)，沿清水換熱通道(14)向右端板(17)側的同層隔板條豁口(19)方向流動，與廢水換熱通道(13)內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口(19)后，通過隔板條豁口(19)折流到由下至上第二層清水換熱通道(14)，沿清水換熱通道(14)向左端板(16)側的隔板條豁口(19)方向流動，與廢水換熱通道(13)內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口(19)后，通過隔板條豁口(19)折流到由下至上第三層清水換熱通道(14)，沿清水換熱通道(14)向右端板(17)側的隔板條豁口(19)方向流動，與廢水換熱通道(13)內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口(19)后，通過隔板條豁口(19)折流到由下至上第四層清水換熱通道(14)，沿清水換熱通道(14)向左端板(16)側的隔板條豁口(19)方向流動，與廢水換熱通道(13)內的廢水進行換熱，流到隔板條豁口(19)后，通過隔板條豁口(19)折流到由下至上第n層清水換熱通道(14)，沿清水換熱通道(14)向右端板(17)方向流動，與廢水換熱通道(13)內的廢水進行換熱，最終由清水出水口(4)流出。

5、如圖16所示，一種污水源熱泵空調系統，由粗格柵(20)、自吸式污水泵(21)、污水供水管(22)、污水退水管(23)、扁管式大通道廢水換熱器(24)、清水供水管(25)、熱泵機組(26)、清水循環水泵(27)、清水回水管(28)、末端供水管(29)、末端換熱系統(30)、末端循環水泵(31)、末端回水管(32)組成，原生污水經粗格柵(20)攔截其含有較大顆粒的污物后，由自吸式污水泵(21)經污水供水管(22)輸送至扁管式大通道廢水換熱器(24)，在扁管式大通道廢水換熱器(24)內與清水進行換熱，換熱后由污水退水管(23)排至污水干渠下游；清水由清水循環水泵(27)經過清水回水管(28)進入扁管式大通道廢水換熱器(24)，經與污水進行換熱后，由清水供水管(25)進入熱泵機組(26)與工質換熱，與工質換熱后，由清水回水管(28)進入扁管式大通道廢水換熱器(24)循環換熱；末端水由末端循環水泵(31)經末端回水管(32)進入熱泵機組(26)與工質進行換熱，換熱后由末端供水管(29)進入末端換熱系統(30)進行換熱，換熱后再由末端循環水泵(31)經末端回水管(32)進入熱泵機組(26)循環換熱。

6、如圖17所示，一種沖渣水供熱系統，由扁管式大通道廢水換熱器(24)、末端換熱系統(30)、末端循環水泵(31)、高爐(33)、沖渣水過濾器(34)、蓄水池(35)、沖渣水循環泵(36)、切換閥A(37)、切換閥B(38)組成，供熱時，切換閥A(37)關閉，切換閥B(38)開啟，沖渣水由沖渣水過濾器(34)粗過濾后，進入蓄水池(35)，再由沖渣水循環泵(36)加壓經切換閥B(38)輸送至扁管式大通道廢水換熱器(24)與清水進行換熱，換熱后的沖渣水回到高爐(33)循環利用；清水與沖渣水換熱后，清水由末端循環水泵(31)輸送至末端換熱系統(30)進行供熱，清水供熱后，回至扁管式大通道廢水換熱器(24)換熱，實現循環；非供熱時，切換閥B(38)關閉，切換閥A(37)開啟，沖渣水由沖渣水過濾器(34)粗過濾后，進入蓄水池(35)，再由沖渣水循環泵(36)加壓經切換閥A(37)輸送到高爐循環利用。