申请日2016.11.22
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号F28D15/02
摘要
本发明公开了分离型热管洗浴废水余热回收系统及方法，涉及换热技术领域，分离型热该系统包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器高于蒸发器，所述蒸发器及冷凝器内部均设有热交换系统，所述热交换系统包括至少一根热管，所述蒸发器内的热交换系统与冷凝器内的热交换系统两端分别通过蒸汽上升管及凝液下降管相连形成密闭循环;所述蒸发器一侧设有进水口，另一侧设有排水口;所述冷凝器一侧设有送水口，另一侧设有出水口。本发明的系统结构简单，可实现性强，通过使用本发明的热交换系统，可以实现能源的节耗减排，对可持续发展，环境保护，经济发展均具有重大意义。
权利要求书
1.分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，其包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器高于蒸发器，所述蒸发器及冷凝器内部均设有热交换系统，所述热交换系统包括至少一根热管，所述蒸发器内的热交换系统与冷凝器内的热交换系统两端分别通过蒸汽上升管及凝液下降管相连形成密闭循环;所述蒸发器一侧设有进水口，另一侧设有排水口;所述冷凝器一侧设有送水口，另一侧设有出水口。
2.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述热交换系统包括多组热流通基本单元并排连接，所述热流通基本单元包括多根热管单体，所述多根热管单体竖直排列，所述同一热流通基本单元的热管单体上方均与蒸汽上升支管相连，下方均与凝液回流支管相连，所述多组热流通基本单元的蒸汽上升支管均在一端连接蒸汽上升总管，所述蒸汽上升总管与蒸汽上升管相通，所述多组热流通基本单元的凝液回流支管均在一端连接凝液回流总管，所述凝液回流总管与凝液下降管相连。
3.根据权利要求1或2所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述热管单体外侧缠绕多个翅片。
4.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述热交换系统包括6组热流通基本单元，所述热流通基本单元包括8根热管单体。
5.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述蒸汽上升管设有真空表。
6.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述进水口设有至少一层过滤装置。
7.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器和冷凝器内侧均间隔设有左侧隔板和右侧隔板。
8.根据权利要求1所述的分离型热管洗浴废水余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器、冷凝器、蒸汽上升管及凝液下降管外侧均包有保温层。
9.分离型热管洗浴废水余热回收方法，其特征在于，采用权力要求1-8中任一项所述的系统，收集洗浴后的废水经过滤后通过所述进水口进入蒸发器内与热交换系统内部工质进行热交换，内部工质受热蒸发从蒸汽上升管进入冷凝器内部的热交换系统，通过冷凝器的清水与冷凝器内部的热交换系统交换热量后输送到洗浴的加热器中，即可节约加热耗能，冷凝后的工质顺利回流至蒸发器中再次进行热交换，废水不断的进入蒸发器中即可源源不断的提供热交换。
说明书
分离型热管洗浴废水余热回收系统及方法
技术领域
本发明涉及换热技术领域，特别涉及分离型热管洗浴废水余热回收系统及方法。
背景技术
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的乔治格罗佛发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。现在常见于CPU的散热器上。
目前国内对于浴室废水的余热回收均是利用热泵原理进行回收，即施加外部能源进行热量的回收。我国的公共浴室排放的废热水的余热大多未加以利用就直接排放入下水管道，据估算每年由此造成的热损失1.664×1014kJ，相当于568万t标准煤，如果按400元每吨计，可折合人民币22.7亿元，是一个惊人的数字。由于浴室排水的实际温度并不是很高，即使采用换热器将浴室排水的余热回收，也很难加以利用，因此国内绝大多数公共浴室都直接将浴室排水排入下水管道，造成很大的浪费。因此，极其有必要设计一种结构简单，实施方便，回收余热效果好的装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种结构简单，实施方便，回收余热效果好的分离型热管洗浴废水余热回收系统及方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
分离型热管洗浴废水余热回收系统，其包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器高于蒸发器，所述蒸发器及冷凝器内部均设有热交换系统，所述热交换系统包括至少一根热管，所述蒸发器内的热交换系统与冷凝器内的热交换系统两端分别通过蒸汽上升管及凝液下降管相连形成密闭循环;所述蒸发器一侧设有进水口，另一侧设有排水口;所述冷凝器一侧设有送水口，另一侧设有出水口。
本发明还具有以下附加技术特征：
优选的，所述热交换系统包括多组热流通基本单元并排连接，所述热流通基本单元包括多根热管单体，所述多根热管单体竖直排列，上方均与蒸汽上升支管相连，下方均与凝液回流支管相连，所述多组热流通基本单元的蒸汽上升支管均在一端连接蒸汽上升总管，所述蒸汽上升总管与蒸汽上升管相通，所述多组热流通基本单元的凝液回流支管均在一端连接凝液回流总管，所述凝液回流总管与凝液下降管相连。
优选的，所述热管单体外侧缠绕多个翅片。
优选的，所述热交换系统包括6组热流通基本单元，所述热流通基本单元包括8根热管单体。
优选的，所述蒸汽上升管设有真空表。
优选的，所述进水口设有至少一层过滤装置。
优选的，所述蒸发器和冷凝器内侧均间隔设有左侧隔板和右侧隔板。
优选的，所述蒸发器、冷凝器、蒸汽上升管及凝液下降管外侧均包有保温层。
本发明还提供分离型热管洗浴废水余热回收方法，采用上述的系统，收集洗浴后的废水经过滤后通过所述进水口进入蒸发器内与热交换系统内部工质进行热交换，内部工质受热蒸发从蒸汽上升管进入冷凝器内部的热交换系统，通过冷凝器的清水与冷凝器内部的热交换系统交换热量后输送到洗浴的加热器中，即可节约加热耗能，冷凝后的工质顺利回流至蒸发器中再次进行热交换，废水不断的进入蒸发器中即可源源不断的提供热交换。
本发明和现有技术相比，其优点在于：
基于浴室的废水温度在30至40℃之间，我们研究小组提出单纯利用热管原理将浴室废水余热这种低品位热源进行热量的回收，即外界不提供任何能量，完全通过工质的相变进行传热。
在该项目开始之前，我们曾经对国内浴室废水余热回收的现状进行了查阅与调研，并且对研究成员所在的中国石油大学(华东)以及周边的青岛理工大学进行了实地调研。调研工作显示，目前中国国内对于浴室废水余热回收单纯利用热管原理的暂时处于空白状态，但同时对于低温热源利用热管来进行热量回收的效果可能会不理想，本组成员在热管的基础之上增加了密集的环状翅片，并且对几种热水的流通方式进行了比选。而两所高校的实地调研则显示：假设中国石油大学(华东)如果利用热管换热设备对冷水进行预加热，则可以每年节约加热用天然气21667立方米。约合人民币52000元;同样的假设在青岛理工大学则可每年节约加热用天然气6741立方米，约合人民币16178元，对于人数较多的公共浴室节约的经济效益还是比较可观的。
本发明的余热回收系统热交换率高，实现了外界不提供任何能量的热交换;结构简单，可实现性强;通过使用本发明的热交换系统，可以实现能源的节耗减排，对可持续发展，环境保护，经济发展均具有重大意义。