本實用新型涉及一種用于廢水熱回收的真空非接觸式換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)領(lǐng)域存在大量的廢熱水，廢熱水的溫度在40℃～90℃范圍內(nèi)，且廢水中含有大量的雜質(zhì)、鈣離子、鎂離子及具有腐蝕性的物質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)中，廢水熱回收時一般采用耐腐蝕性的列管式換熱器或板式換熱器，以采用列管式換熱器為例，在使用過程中，廢熱水在管內(nèi)流動換熱，長時間使用后，列管內(nèi)會發(fā)生堵塞、結(jié)垢、腐蝕的現(xiàn)象，這便會導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的臟污、熱傳導(dǎo)性降低，和使用壽命縮短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種真空非接觸式換熱系統(tǒng)，能夠有效解決換熱管堵塞、結(jié)垢和腐蝕的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種真空非接觸式換熱系統(tǒng)，包括至少一個換熱裝置，所述換熱裝置包括真空廢水池、換熱管、設(shè)有進(jìn)水口的進(jìn)水室和設(shè)有出水口的出水室，所述換熱管橫向貫穿設(shè)置在所述真空廢水池內(nèi)，所述進(jìn)水室和所述出水室分別與所述換熱管的兩端連通，所述真空廢水池上設(shè)有廢水進(jìn)水口和廢水出水口。

進(jìn)一步的，所述真空非接觸式換熱系統(tǒng)至少包括兩個換熱裝置，所述兩個換熱裝置包括第一換熱裝置和位于第一換熱裝置下方的第二換熱裝置，所述第一換熱裝置的廢水進(jìn)水口通有廢水，所述第一換熱裝置的廢水出水口與所述第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通，所述第二換熱裝置的進(jìn)水口通有冷卻水，所述第二換熱裝置的出水口與所述第一換熱裝置的進(jìn)水口連通。

更進(jìn)一步的，所述真空非接觸式換熱系統(tǒng)還包括一個位于第一換熱裝置和第二換熱裝置的中間換熱裝置，所述中間換熱裝置的出水口與第一換熱裝置的進(jìn)水口連通，所述中間換熱裝置的進(jìn)水口與第二換熱裝置的出水口連通，所述中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口與所述第一換熱裝置的廢水出水口連通，所述中間換熱裝置的廢水出水口與所述第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通。

更進(jìn)一步的，所述真空非接觸式換熱系統(tǒng)還包括多個位于第一換熱裝置和第二換熱裝置的中間換熱裝置，相鄰兩個中間換熱裝置的出水口與進(jìn)水口連通，相鄰兩個中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口與廢水出水口連通，且與第一換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的出水口與第一換熱裝置的進(jìn)水口連通，與第二換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的廢水出水口與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通。

更進(jìn)一步的，相鄰兩個換熱裝置上的廢水出水口與廢水進(jìn)水口之間設(shè)有U型節(jié)流閥。

更進(jìn)一步的，所述第二換熱裝置的進(jìn)水口處設(shè)有用于驅(qū)動冷水向上運(yùn)動的增壓泵。

進(jìn)一步的，所述真空熱水池上設(shè)有真空泵。

進(jìn)一步的，所述真空廢水池的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)氧樹脂層。

本實用新型的有益效果：

本實用新型中的真空非接觸式換熱系統(tǒng)，包括至少一個換熱裝置，換熱裝置包括真空廢水池、換熱管、設(shè)有進(jìn)水口的進(jìn)水室和設(shè)有出水口的出水室，換熱管橫向貫穿設(shè)置在真空廢水池內(nèi)，進(jìn)水室和出水室分別與換熱管的兩端連通，真空廢水池上設(shè)有廢水進(jìn)水口和廢水出水口。使用時，真空廢水池內(nèi)的水位位于換熱管下方且與換熱管不接觸，由于真空廢水池的真空度可以根據(jù)廢熱水的溫度調(diào)節(jié)，因此可以控制廢熱水在低于正常大氣壓下的沸點時沸騰，且無需外界加熱，當(dāng)廢熱水沸騰時，廢水蒸汽會向上運(yùn)動至換熱管周圍，換熱管內(nèi)通有的冷卻水吸熱后由出水口排出，在整個熱交換過程中，只有水蒸汽與換熱管接觸，由于水蒸汽中含有的雜質(zhì)和金屬離子較少，因此可以有效防止換熱管發(fā)生堵塞、結(jié)垢、腐蝕的現(xiàn)象，以此提高換熱管的換熱系數(shù)，延長換熱管的使用壽命。

真空非接觸式換熱系統(tǒng)至少包括兩個換熱裝置，兩個換熱裝置包括第一換熱裝置和位于第一換熱裝置下方的第二換熱裝置，第一換熱裝置的廢水進(jìn)水口通有廢水，第一換熱裝置的廢水出水口與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通，第二換熱裝置的進(jìn)水口通有冷卻水，第二換熱裝置的出水口與第一換熱裝置的進(jìn)水口連通。如此設(shè)計，通過逆流傳熱的方式可以提高換熱效率，減少熱量損失。

真空非接觸式換熱系統(tǒng)還包括多個位于第一換熱裝置和第二換熱裝置的中間換熱裝置，相鄰兩個中間換熱裝置的出水口與進(jìn)水口連通，相鄰兩個中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口與廢水出水口連通，且與第一換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的出水口和廢水進(jìn)水口分別與第一換熱裝置的進(jìn)水口和廢水出水口連通，與第二換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的廢水出水口和進(jìn)水口分別與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口和出水口連通。如此設(shè)計，采用多個換熱裝置進(jìn)行分級換熱，可以進(jìn)一步提高換熱效率，減少熱量損失。

相鄰兩個換熱裝置上的廢水出水口與廢水進(jìn)水口之間設(shè)有U型節(jié)流閥。如此設(shè)計，可有效簡單解決相鄰兩個真空廢水池壓力不同的問題，使逆流傳熱得以進(jìn)行。

真空廢水池的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)氧樹脂層。如此設(shè)計，可防止廢水中的酸性物質(zhì)腐蝕廢水池壁，同時也能起到一定的保溫作用。

本實用新型的這些特點和優(yōu)點將會在下面的具體實施方式、附圖中詳細(xì)的揭露。

【附圖說明】

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明：

圖1為本實用新型優(yōu)選實施例中真空非接觸式換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合本實用新型實施例的附圖對本實用新型實施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說明，但下述實施例僅僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非全部?；趯嵤┓绞街械膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其它實施例，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實用新型優(yōu)選實施例中的真空非接觸式換熱系統(tǒng)包括三個換熱裝置，每個換熱裝置的結(jié)構(gòu)均相同，為了方便下文描述，將三個換熱裝置由上到下依次定義為第一換熱裝置、中間換熱裝置和第二換熱裝置，以第一換熱裝置為例進(jìn)行介紹，第一換熱裝置包括真空廢水池1、換熱管2、進(jìn)水室3和出水室4，真空廢水池1上設(shè)有真空泵12，真空泵12對真空廢水池1內(nèi)進(jìn)行抽取空氣以控制真空廢水池1內(nèi)的真空度，真空廢水池1上設(shè)有廢水進(jìn)水口10和廢水出水口11，換熱管2橫向貫穿設(shè)置在真空廢水池1內(nèi)，且進(jìn)水室3與換熱管2的左端連通，出水室4與換熱管2的右端連通，進(jìn)水室3上設(shè)有進(jìn)水口31，出水室4上設(shè)有出水口41。中間換熱裝置與第二換熱裝置的結(jié)構(gòu)和第一換熱裝置的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

第一換熱裝置的廢水進(jìn)水口10處還連接有除污器5和污水泵6，廢熱水依次經(jīng)過除污器5和污水泵6后從廢水進(jìn)水口10內(nèi)進(jìn)入真空廢水池1內(nèi)，第一換熱裝置的廢水出水口11與中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口10連通，中間換熱裝置的廢水出水口11與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口10連通，第二換熱裝置的廢水出水口11用于排出冷卻后的廢水，廢熱水為向下流動，且依次經(jīng)過第一換熱裝置、中間換熱裝置和第二換熱裝置。

第二換熱裝置的進(jìn)水口31處設(shè)有用于驅(qū)動冷水向上運(yùn)動的增壓泵8，冷水經(jīng)第二換熱裝置的進(jìn)水室3進(jìn)入換熱管2后流入出水室4，出水室4的出水口41與中間換熱裝置的進(jìn)水口31連通，中間換熱裝置的出水口41與第一換熱裝置的進(jìn)水口31連通，第一換熱裝置的出水口41用于排放熱水，冷水為向上流動，且依次經(jīng)過第二換熱裝置、中間換熱裝置和第一換熱裝置。

以廢熱水進(jìn)入第一換熱裝置上的真空廢水池1內(nèi)時的溫度為50℃為例，此時通過真空泵12抽取真空廢水池1內(nèi)的空氣，使真空廢水池1內(nèi)的壓力為13000Pa，此時廢熱水的沸點為51.034℃，即廢熱水在進(jìn)入廢水池后無需經(jīng)過加熱即可立即沸騰并產(chǎn)生水蒸汽，此時水蒸汽向上運(yùn)動至換熱管2周圍，換熱管2內(nèi)的水吸熱升溫后進(jìn)入出水室4內(nèi)并從出水口41排出。當(dāng)廢熱水經(jīng)過一次換熱降溫后進(jìn)入中間換熱裝置，假設(shè)此時的溫度為40℃，此時通過真空泵12調(diào)節(jié)中間換熱裝置的真空廢水池1內(nèi)的壓力，使其為8000Pa，此時廢熱水的沸點為41.509℃，廢熱水在進(jìn)入廢水池后無需經(jīng)過加熱即可立即沸騰并產(chǎn)生水蒸汽，此時水蒸汽向上運(yùn)動至換熱管2周圍，換熱管2內(nèi)的水吸熱升溫后進(jìn)入出水室4內(nèi)并從出水口41排出進(jìn)入第一換熱裝置內(nèi)。為了保證相鄰兩個真空廢水池內(nèi)的壓力，本實施例中在第一換熱裝置的廢水出水口11和中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口10之間設(shè)有U型節(jié)流閥7。

當(dāng)廢熱水經(jīng)過中間換熱裝置的第二次換熱降溫后進(jìn)入第二換熱裝置，假設(shè)此時廢熱水的溫度為30℃，此時通過真空泵12調(diào)節(jié)第二換熱裝置的真空廢水池1內(nèi)的壓力，使其為5000Pa，此時廢熱水的沸點為32.874℃，廢熱水無需經(jīng)過加熱即可沸騰并產(chǎn)生水蒸汽，此時水蒸汽向上運(yùn)動至換熱管2周圍，換熱管2內(nèi)的水吸熱升溫后進(jìn)入出水室4內(nèi)并從出水口41排出進(jìn)入中間換熱裝置。第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口10與中間換熱裝置的廢水出水口11之間也設(shè)有U型節(jié)流閥7。

本實施例中的U型節(jié)流閥7可有效簡單解決相鄰兩個真空廢水池1內(nèi)壓力不同的問題，使逆流傳熱得以進(jìn)行。

在上述三個換熱裝置工作的過程中，廢熱水的水位始終位于換熱管2的下方且不與換熱管2接觸，由此在整個熱交換過程中，只有水蒸汽與換熱管2接觸，由于水蒸汽中含有的雜質(zhì)和金屬離子較少，因此可以有效防止換熱管2發(fā)生堵塞、結(jié)垢、腐蝕的現(xiàn)象，以此提高換熱管2的換熱系數(shù)，延長換熱管2的使用壽命；其次，本實施例中采用三級換熱可以大大提高換熱效率，有效減少熱量損失；另外，通過逆流傳熱的方式也可以進(jìn)一步提高換熱效率，減少熱量損失；最后，本實施例中的換熱系統(tǒng)換熱更加可靠、加工方法最簡單、制造成本最低。

真空廢水池1的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)氧樹脂層等非金屬材料層，以此可防止廢水中的酸性物質(zhì)腐蝕廢水池內(nèi)壁，同時也能起到一定的保溫作用，降低熱量損失。

在本實用新型的其他實施例中，如果廢熱水的溫度較低，則真空非接觸式換熱系統(tǒng)可以只包括一個換熱裝置，此時進(jìn)水口用于通冷卻水，而廢水出水口用于排出冷卻后的廢熱水；或者采用兩個換熱裝置，即第一換熱裝置和第二換熱裝置，第一換熱裝置位于第二換熱裝置上方，第一換熱裝置的廢水進(jìn)水口通有廢水，第一換熱裝置的廢水出水口與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通，第二換熱裝置的進(jìn)水口通有冷卻水，第二換熱裝置的出水口與第一換熱裝置的進(jìn)水口連通。但是當(dāng)廢熱水的溫度較高時，例如溫度為90℃時，此時真空非接觸式換熱系統(tǒng)可以包括多個中間換熱裝置，相鄰兩個中間換熱裝置的出水口與進(jìn)水口連通，相鄰兩個中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口與廢水出水口連通，且與第一換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的出水口與第一換熱裝置的進(jìn)水口連通，與第一換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的廢水進(jìn)水口與第一換熱裝置的廢水出水口連通；此外，與第二換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的廢水出水口與第二換熱裝置的廢水進(jìn)水口連通，與第二換熱裝置相鄰的中間換熱裝置的進(jìn)水口與第二換熱裝置的出水口連通。即采用四級換熱、五級換熱、六級換熱等，以此提高換熱效果，進(jìn)一步減少熱量損失，其均在本實用新型的有效保護(hù)范圍內(nèi)。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本實用新型包括但不限于附圖和上面具體實施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本實用新型的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中。