工業(yè)污水熱能置換裝置制造方法
【專利摘要】一種工業(yè)污水熱能置換裝置，包括儲熱罐、熱泵以及散熱箱，儲熱罐的下部連接進水管、上部連接出水管、內部盤旋有蛇形換熱管、外部進行保溫處理；進水管和出水管上均安裝壓力表、溫度傳感器以及電動閥，進水管上還安裝有流量計；散熱箱的內部設有疊壓安裝的多片散熱片以及迂回穿插在多片散熱片之間的散熱管，散熱箱的底部設有散熱風管且散熱風管上均布多個散熱風口、頂部設有熱風口，且散熱風管與風機連接；儲熱罐內的蛇形換熱管與散熱箱內的散熱管通過熱泵及循環(huán)管線連接成循環(huán)系統(tǒng)，且循環(huán)管線上設有壓力傳感器和安全閥。本發(fā)明不僅能減緩污水儲運設施的腐蝕結垢，而且置換的熱能用于工民建筑的取暖、生態(tài)農業(yè)及養(yǎng)殖基地的升溫等，達到熱能資源的回收利用。
【專利說明】工業(yè)污水熱能置換裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)污水熱能利用裝置領域，尤其涉及一種油田污水熱能置換利用的 裝置和方法。

【背景技術】
[0002] 油田的產出污水來自于地下1000-5000m，與原油一起流至地面：經金屬管線依次 輸送至計量站、聯(lián)合站進行油水的計量和分離。然后原油輸至煉油廠，污水則經管線回輸至 注水泵站，通過注水井注入油層補充油層能量。油田的產出污水溫度較高，，一般在60°C至 l〇〇°C;礦化度也較高，一般在2000至30萬mg/L ;污水的輸送壓力在0. 5MPa至32MPa之間。 僅勝利油田一天產出的污水量在100萬m3以上。高溫污水不僅存在熱能浪費，而且在金屬 管線中流動造成管線腐蝕結垢，每年因管線結垢腐蝕需要大量的管線維護更換資金。目前 油田污水的因高溫、高壓、高礦化度且沒有成熟的熱能置換裝置和方法，大量的熱能被浪費 掉了。 實用新型內容
[0003] 針對現有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供一種結構設計合理、換熱效率高且運行安 全穩(wěn)定的工業(yè)污水熱能置換裝置。
[0004] 本發(fā)明的技術方案是：包括儲熱罐、熱泵以及散熱箱，所述的儲熱罐的下部連接進 水管、上部連接出水管、內部盤旋有蛇形換熱管、外部進行保溫處理；所述的進水管和出水 管上均安裝壓力表、溫度傳感器以及電動閥，所述的進水管上還安裝有流量計，所述的蛇形 換熱管內設有熱介質；所述的散熱箱的內部設有疊壓安裝的多片散熱片以及迂回穿插在多 片散熱片之間的散熱管，所述散熱箱的的底部設有散熱風管且散熱風管上均布多個散熱風 口、頂部設有熱風口，且所述的散熱風管與風機連接；所述儲熱罐內的蛇形換熱管與散熱 箱內的散熱管通過熱泵及循環(huán)管線連接成循環(huán)系統(tǒng)，且循環(huán)管線上設有壓力傳感器和安全 閥。
[0005] 上述方案可進一步改進為： 所述的熱風口上設有出風口活頁，可以調節(jié)熱風口的大小以及氣流的方向。
[0006] 所述的儲熱罐的底部設有排污閥，方便維修。
[0007] 所述的熱介質為軟化水或者導熱液，可保證除儲熱罐以外的熱能置換裝置長壽運 行，同時熱介質比熱大，能高效傳遞熱能。
[0008] 所述的工業(yè)污水熱能置換裝置還包括能源分析模塊，所述的溫度傳感器、壓力傳 感器、電動閥、流量計分別通過信號線與能源分析模塊連接，所述的熱泵、風機風別通過電 纜與與能源分析模塊連接。即能源分析模塊除了承擔風機、熱泵的啟停外，還承擔電動閥的 啟閉以及壓力傳感器、溫度傳感器、溫度傳感器、流量計的信號采集和處理，通過采集的數 據進一步計算熱能。
[0009] 所述的能源分析模塊上設有觸摸操作屏和顯示屏，能夠更加的直觀顯示數據并且 方便操作。
[0010] 與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 主要優(yōu)點和創(chuàng)新點： 1.由于污水的壓力范圍大，壓力高，存在一定的安全顧慮。通過儲熱罐與蛇形熱管的分 離運行，實現了滿足高壓安全運行的需求。高壓污水在儲熱罐內儲運，而低壓的熱介質則在 蛇形熱管內通過熱泵的強制循環(huán)流動實現熱能的輸送。
[0011] 2.蛇形熱管內的熱介質比熱大，能高效傳遞熱能。
[0012] 3.安全系統(tǒng)可靠，一旦蛇形熱管發(fā)生漏失、高低壓串流，電動閥會自動關閉，且低 壓系統(tǒng)的安全閥會開啟卸壓。
[0013] 4.自動進行能源分析，計稱置換的熱能。
[0014] 5.散熱箱的散熱面積大，熱效率高。
[0015] 6.工業(yè)污水尤其是油田污水的降溫輸送，減緩污水儲運設施的腐蝕結垢，節(jié)約大 量維護更新資金。
[0016] 7.污水熱能的置換利用，可以廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、民用，節(jié)約大量的電能和燃 料，具有可觀的效益。
[0017] 8.污水比較臟，礦化度高，與循環(huán)熱介質分開循環(huán)，可防止堵塞流道，腐蝕等問題， 故障率小。
[0018] 總之，本發(fā)明實現工業(yè)污水的降溫儲運不僅能減緩污水儲運設施的腐蝕結垢，而 且利用熱能置換裝置置換的熱能用于工民建筑的取暖、生態(tài)農業(yè)的升溫、養(yǎng)殖基地的升溫 等，達到熱能資源的回收利用，而且符合國家的節(jié)能環(huán)保政策。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的結構示意圖； 圖中：1、出水管，2、下流電動閥，3、壓力表A，4、蛇形換熱管，5、儲熱罐，6、排污閥，7、壓 力表B，8、進水管，9、流量計，10、上流電動閥，11、上流管，12、溫度傳感器A，13、上流電動閥 信號線，14、熱泵，15、溫度傳感器A信號線，16、熱泵電纜，17、風機電纜，18、能源分析模塊， 19、風機、20、散熱箱，21、散熱片，22、散熱風口，23、散熱風管，24、散熱管，25、出風口活頁， 26、熱風口，27、觸摸操作屏，28、能源分析顯示屏，29、壓力傳感器，30、安全閥，31、溫度傳感 器B信號線，32、下流電動閥信號線，33、溫度傳感器B，34、壓力傳感器信號線。

【具體實施方式】
[0020] 參見圖1，一種工業(yè)污水熱能置換裝置主要由儲熱罐、蛇形換熱管、溫度傳感器、熱 泵、散熱箱、散熱管、能源分析模塊以及配套的安全保護系統(tǒng)。
[0021] 其中儲熱罐5是一個兩端封有半球形殼體的圓柱體壓力容器，底部一端連有上流 管11，上流管11的管壁通過壓力表接頭接有壓力表B7,溫度傳感器A12直接插入管壁，溫 度傳感器A12的溫度信號通過溫度傳感器A信號線15傳至能源分析模塊18。上流管11的 下端與上流電動閥10相連，上流電動閥由能源分析模塊18的觸摸操作屏27通過上流電動 閥信號線13進行操作。上流電動閥10的下端依次與流量計9和進水管8連接。儲熱罐5 內的蛇形換熱管4均勻分布盤旋于儲熱罐5內，且蛇形換熱管4的進出口位于儲熱罐5的 一端。儲熱罐5上部另一端連接有出水管1，出水管1上設有壓力表A3、溫度傳感器B33與 下流電動閥2 ;溫度傳感器B33與下流電動閥2分別通過溫度傳感器B信號線31、下流電動 閥信號線32與能源分析模塊18相接。
[0022] 儲熱罐5內的蛇形換熱管4的一端穿過儲熱罐5后與熱泵14相接，然后進入散熱 箱20,在散熱箱20內均勻對稱盤旋后穿過與從儲熱罐5內穿過的蛇形換熱管4的另一端相 連，在連接部位依次聯(lián)接壓力傳感器29和安全閥30,壓力傳感器29通過壓力傳感器信號線 34與能源分析模塊18相接。
[0023] 蛇形換熱管4與散熱箱20內的散熱管24相接，散熱管24與疊壓成多層的金屬散 熱片21穿在一起。在散熱箱20的下部布置有管壁上均勻分布散熱風口 22的散熱風管23， 風機19與風管散熱23的中間部位相連，風機19的啟停由風機電纜17經能源分析模塊18 的觸摸操作層27進行操作。熱泵14的啟停由熱泵電纜16經能源分析模塊18的觸接操作 屏27進行操作。散熱箱20的上部設有出風口活頁25和熱風口 26。
[0024] 散熱箱20的面板上嵌有能源分析模塊18,能源分析模塊18分別引入熱泵2414、 風機19的操作電源和電動閥、壓力傳感器、溫度傳感器的信號線。在能源分析模塊18上裝 有觸摸操作屏27和能源分析顯示屏28。
[0025] 工作原理：高溫、高礦化度的工業(yè)污水從進水管8進入，經流量計9計量，通過開啟 的上流電動閥10進入儲熱罐5,在進入的過程中由壓力表B7和溫度傳感器A12檢測壓力和 溫度，溫度傳感器A12檢測的溫度tl經溫度傳感器A信號線15傳輸至能源分析模塊18。 污水從儲熱罐5的一端流到另一端的過程中與內腔盤旋的蛇形換熱管4內的熱介質進行充 分的熱交換，污水中的熱能傳遞至蛇形換熱管4內的熱介質中。經過降溫的污水由儲物罐 5的另一端經下流電動閥2、出水管1流入輸水管網中，在流至的過程中由壓力表A3和溫度 傳感器B33檢測降溫后的污水壓力和溫度t2,檢測的溫度t2通過溫度傳感器B信號線31 輸送到能源分析模塊18。
[0026] 獲取熱能的熱介質從蛇形換熱管4中的流出經熱泵14加壓循環(huán)至散熱箱20中的 散熱管24,散熱管24與散熱片21進行熱交換，增大散熱面積。風機19產生的風力經散熱 風管23上的散熱風口 22吹到散熱片21上。熱風由出風口活頁25及熱風口 26吹出加以 利用。
[0027] 蛇形換熱管4現漏失時，壓力傳感器29會檢測到壓力異常，能源分析模塊18接收 通過壓力傳感器信號線34傳輸來的壓力信號。自動控制關閉上流電動閥10、下流電動閥 2,同時安全閥30會自動開啟卸壓確保系統(tǒng)安全。如果需要進一步檢修，可通過排污閥6排 污處理。
[0028] 為了防止熱損失。儲熱罐5需要經保溫處理。
[0029] 能源分析模塊18除了承擔風機19、熱泵14的啟停外，還承擔上流電動閥10及下 流電動閥2的啟閉，以及壓力傳感器29、溫度傳感器A12、溫度傳感器B33以及流量計9信 號的采集和處理，并通過采集的數據進一步計算熱能。在不考慮熱損失的前提下，能源分析 模塊18采集的儲熱罐5上、下流的溫度tl、t2及流量計計的流量m。即可根據公式計算回 收的熱量： Q=cm (tl-t2) 式中：Q--熱量， C--污水的比熱， 11--儲熱罐上流溫度°C， t2-儲熱罐下流溫度°〇， m-污水的質量流量。
[0030] 以上僅僅是本發(fā)明用于油田污水熱量回收處理的一個典型是實施例，顯然其同樣 可以用于其他工業(yè)領域高溫污水的熱量回收；同時對于本【技術領域】的普通技術人員來說， 在不脫離本發(fā)明原理的前提下，有可能對具體尺寸，或者局部結構做出若干改進和潤飾，這 些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：包括儲熱罐、熱泵以及散熱箱，所述的儲 熱罐的下部連接進水管、上部連接出水管、內部盤旋有蛇形換熱管、外部進行保溫處理；所 述的進水管和出水管上均安裝壓力表、溫度傳感器以及電動閥，所述的進水管上還安裝有 流量計，所述的蛇形換熱管內設有熱介質；所述散熱箱的內部設有疊壓安裝的多片散熱片 以及迂回穿插在多片散熱片之間的散熱管，所述散熱箱的底部設有散熱風管且散熱風管上 均布多個散熱風口、頂部設有熱風口，且所述的散熱風管與風機連接；所述儲熱罐內的蛇形 換熱管與散熱箱內的散熱管通過熱泵及循環(huán)管線連接成循環(huán)系統(tǒng)，且循環(huán)管線上設有壓力 傳感器和安全閥。
2. 根據權利要求1所述的工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：所述的熱風口上設有 出風口活頁。
3. 根據權利要求1所述的工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：所述的儲熱罐的底部 設有排污閥。
4. 根據權利要求1所述的工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：所述的熱介質為軟化 水或者導熱液。
5. 根據權利要求1-4任一所述的工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：所述的工業(yè)污 水熱能置換裝置還包括能源分析模塊，所述的溫度傳感器、壓力傳感器、電動閥、流量計分 別通過信號線與能源分析模塊連接，所述的熱泵、風機風別通過電纜與與能源分析模塊連 接。
6. 根據權利要求5所述的工業(yè)污水熱能置換裝置，其特征在于：所述的能源分析模塊 上設有觸摸操作屏和顯示屏。
【文檔編號】F28D15/00GK104048535SQ201410269501
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權日:2014年6月18日
【發(fā)明者】黃翔 申請人:黃翔