CN102200396B - 一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置 - Google Patents

Abstract

一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置具有支架、出液管、槽钢圈梁、通风机支架、通风机、下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板、装置壳体、托架、脱液装置、模块隔板、布水管、中间隔板、下层储水器、进液管；因采用脱水装置和鼓风形式，其在运行时可使换热后气液两相的混合流实现气液两相彻底分离，消除了液态物质大量飘逸的现象同时也消除了液态物质的跑冒滴漏现象。大大减轻了换热运行过程中液态物质的浪费。

Description

一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，特别涉及一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置。

背景技术

在现有技术中，气态和液态物质间换热效率最高的是气态物质和液态物质直接接触混合进行换热，然后两相再行分离的混合式换热装置。但是目前此类装置因出风口设置了轴流式通风机，而且无脱液装置，造成出风口气流速度过高，使换热后气液两相的混合流很难实现气液两相彻底分离，这样在气相中形成含有较多的液滴，随气相物质排出装置，出现了液态物质大量飘逸的现象，造成换热过程中液相物质的大量损失。同时目前此类装置在进排气系统采用引风的负压方式，进气通道往往是完全贯通敞开的，造成部分液相物质从这些敞开的进气通道溢出，形成液态物质的跑冒滴漏，这也加重了换热过程中液相物质的损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置。该装置采用方便面状成型脱液装置，使在此类装置中换热后的气液两相彻底分离，同时在进排气系统采用进气通道完全密封的鼓风正压方式，杜绝了液态物质的跑冒滴漏现象。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种混合式换热装置包括支架、出液管、槽钢圈梁、通风机支架、通风机、下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板、装置壳体、托架、脱液装置、模块隔板、布水管、中间隔板、下层储水器、进液管；支架为竖立的H型钢，设置在地面上；槽钢圈梁为一用槽钢焊制的矩形框架安放在支架上方；装置壳体为一用钢板焊制的上下敞开的矩形桶体安放在槽钢圈梁上方；通风机支架焊接在装置壳体侧面，通风机固定在通风机支架上；下层淋水板和上层淋水板的一侧边焊接在装置壳体内壁上，该侧边的对边空置在壳体内部，构成通风道；另外两个侧边焊接在装置壳体内壁或模块隔板上；所述的中层淋水板的一侧边焊接在中间隔板上，该侧边的对边空置在壳体内部构成通风道，另外两个侧边焊接在装置壳体内壁或模块隔板上；所述的下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板的垂直投影的面积等于所述独立的单元水平截面积的60%；进液管为一钢制管道，在装置壳体外部水平布置，其上连接着多个布液管，布液管为一钢制管道，其下部钻有多个圆孔，其与进液管垂直通过焊接连通进液管，布液管穿过装置壳体和多个模块隔板上部进入独立单元的上层淋水板上方；脱液装置为一塑料丝成型的方便面状絮块，由托架支撑设置在装置壳体顶部；中间隔板和模块隔板均为钢板制的平板，垂直焊接在装置壳体内部，将壳体分为多个相同的独立单元。下层储水器为一钢板焊制的四棱台状桶体其下部密闭，其上部焊接在槽钢圈梁下方。出液管为一钢制管道，其一端与下层储水器侧壁连接，另一端向需要冷却的设备供应冷却后的液体。

本发明技术方案中的虽然限定了下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板三层淋水板，但是在实际的应用，可以增加层数；只要上一层淋水板的边缘的正投影在此一层面积内，即可达到技术效果；应用中间隔板和模块隔板目的，一是为了起到加强固定的作用，二是将整个内部空间分割成多个独立的单元，

本发明提供的混合式换热装置的工作原理及有益效果：

需被冷却的液体通过进液管和布液管，因布液管下部钻有多个圆孔，需被冷却的液体通过这些圆孔布洒在上层淋水板的上平面，并沿上层淋水板的上平面流动，因上层淋水板为穿孔钢板，故大部分布洒在上层淋水板的上平面的液体会穿过孔向下滴落，形成雨淋带，其中少部分布洒在上层淋水板的上平面液体流到上层淋水板的上平面的端部，会形成瀑布流布洒在中层淋水板上，因中层淋水板也为穿孔钢板，故布洒在中层淋水板的上平面液体也会穿过孔向下滴落，形成雨淋带，其中少部分布洒在中层淋水板的上平面液体流到中层淋水板的上平面的端部，也会形成瀑布流布洒在下层淋水板上，上层淋水板产生雨淋液体和少量中层淋水板的液体滴落在下层淋水板的上平面，因下层淋水板也为穿孔钢板，故布洒在下层淋水板的上平面液体也会穿过孔向下滴落，也形成雨淋带，这些呈雨淋装的液体最后都被冷却滴落在装置下部的下层储水罐中，通过出液管回流。在通风机的驱动下，将外来低温空气压送入装置内部，低温空气流依次绕行下层淋水板、中层淋水板和上层淋水板，与下层淋水板、中层淋水板和上层淋水板产生的雨淋带充分接触，进行热交换，换热后的空气中含有大量液滴，这些空气继续上行，遇到脱液装置，因脱液装置为塑料丝成型的方便面状絮块，含有大量液滴的空气在穿过脱液装置时，会产生绕行流动并与方便面状絮块中的塑料丝进行碰撞，绕行流动和碰撞会将空气中的绝大多数液滴截留，被截留的液体会滴落回装置内部，最终回落到底部下层储水罐中进行循环使用。因此，带来如下有益效果：

与普通引风型混合式换热装置比较

⑴消除了从进风口跑冒滴漏的弊病

由于目前绝大多数混合式换热装置都采用普通引风型换热，故其进风口均采用大面积敞开贯通的形式，这种形式因进风口面积大，装置内的负压很小，在有风的情况下，液体很容易从进风口逃逸，造成液体跑冒滴漏的现象；而本发明提供的混合式换热装置因采用鼓风形式，不仅进风口面积小，而且还可以全部封闭，这样将完全消除液体跑冒滴漏的现象，大幅度减少了换热过程中液相物质的损失。

⑵由于目前绝大多数混合式换热装置都在出风口直接采用轴流式通风机，而且无脱液装置，造成出风口气流速度过高，使换热后气液两相的混合流很难实现气液两相彻底分离，这样在气相中形成含有较多的液滴，随气相物质排出装置，出现了液态物质大量飘逸的现象，造成换热过程中液相物质的大量损失；而本发明提供的混合式换热装置因采用出风口完全大面积敞开，使出风口的气流速度降至很低，有利于液相物质靠自身重力实现气液两相分离，同时在装置顶部设置了脱液装置，因脱液装置为塑料丝成型的方便面状絮块，含有大量液滴的空气在穿过脱液装置时，会产生绕行流动并与方便面状絮块中的塑料丝进行碰撞，绕行流动和碰撞会将空气中的绝大多数液滴截留，被截留的液体会滴落回装置内部，最终回落到底部下层储水罐中进行循环使用。最终实现了气液两相彻底分离，达到了在换热过程中大大降低液相物质损失的目的。

⑶由于目前绝大多数混合式换热装置都采用单个通风机提供换热气流，无论气象条件如何，都进行一种工作状态运行。而而本发明提供的混合式换热装置因采用多个独立单元模块，同时通风机并联运行（本实施例使用了16台离心式通风机），因此可以根据不同的气象条件，开启相应数量的通风机，实现所谓“硬变频”运行，节约电能。

附图说明：

图1：本发明一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置的立面结构示意图；

图2：图1的A-A截面的水平剖视图（除掉脱水装置，从上到下）。

具体实施方式：

如图1、2所示：用于冷却100立方米液相物质的混合式换热装置，外形尺寸为：长×宽×高＝3200mm×3200mm×4800mm，该装置的立面结构如图1所示，该装置的平面结构如图2所示，包括支架1、出液管2、槽钢圈梁3、通风机支架4、通风机5、下层淋水板6、中层淋水板7、上层淋水板8、被冷却前的液体9、装置壳体10、托架11、脱液装置12、模块隔板13、布水管14、正在被冷却的液体15、中间隔板16、冷却后的液体17、下层储水器18、进液管19；支架1为竖立的H型钢，设置在地面上；槽钢圈梁2为一用槽钢焊制的矩形框架安放在支架1的上方；装置壳体10为一用钢板焊制的上下敞开的矩形桶体安放在槽钢圈梁3上方；通风机支架4焊接在装置壳体10侧面，通风机5固定在通风机支架4上；下层淋水板6、中层淋水板7和上层淋水板8均为一水平设置的穿孔钢板，下层淋水板6和上层淋水板8的一侧边焊接在装置壳体10内壁上，该侧边的对边空置在装置壳体10内部，构成通风道；另外两个侧边焊接在装置壳体10内壁或模块隔板13上；所述的中层淋水板7的一侧边焊接在中间隔板16上，该侧边的对边空置在装置壳体10内部构成通风道，另外两个侧边焊接在装置壳体10内壁或模块隔板13上；下层淋水板6、中层淋水板7、上层淋水板8的垂直投影的面积等于所述独立的单元水平截面积的60%；进液管19为一钢制管道，在装置壳体10外部水平布置，其上连接着两根个布液管14，布液管14为一钢制管道，其下部钻有多个圆孔，其与进液管19垂直通过焊接连通进液管19，布液管14穿过装置壳体10的外壁和多个模块隔板13上部进入独立单元的上层淋水板8的上方；脱液装置12为一塑料丝成型的方便面状絮块，由托架11支撑设置在装置壳体10顶部，中间隔板16和模块隔板13均为钢板制的平板，垂直焊接在装置壳体10内部，将装置壳体10分为多个相同的独立单元。下层储水器18为一钢板焊制的四棱台状桶体其下部密闭，其上部焊接在槽钢圈梁3下方。出液管2为一钢制管道，其一端与下层储水器18侧壁连接，另一端向需要冷却的设备供应冷却后的液体。

本实施例的用于气态和液态物质间的混合式换热装置的工作原理是：在正常工作时，需被冷却前的液体9通过进液管19和布液管14进入本装置中，因布液管14下部钻有多个圆孔，需被冷却的液体14通过这些圆孔布洒在上层淋水板8的上平面，并沿上层淋水板8的上平面流动，因上层淋水板8为穿孔钢板，故大部分布洒在上层淋水板8的上平面液体会穿过孔向下滴落，形成雨淋带，其中少部分布洒在上层淋水板8的上平面液体流到上层淋水板8的上平面的端部，会形成瀑布流布洒在中层淋水板7上，因中层淋水板7也为穿孔钢板，故布洒在中层淋水板7的上平面液体也会穿过孔向下滴落，形成雨淋带，其中少部分布洒在中层淋水板7的上平面液体流到中层淋水板7的上平面的端部，也会形成瀑布流布洒在下层淋水板6上，上层淋水板8产生雨淋液体和少量中层淋水板7的液体滴落在下层淋水板6的上平面，因下层淋水板6也为穿孔钢板，故布洒在下层淋水板6的上平面液体也会穿过孔向下滴落，也形成雨淋带，这些呈雨淋装的液体最后都被冷却滴落在装置下部的下层储水器18中，通过出液管2回流。在通风机4的驱动下，将外来低温空气压送入装置内部，低温空气流依次绕行下层淋水板6、中层淋水板7和上层淋水板8，与下层淋水板6、中层淋水板7和上层淋水板8产生的雨淋带充分接触，进行热交换，换热后的空气中含有大量液滴，这些空气继续上行，遇到脱液装置12，因脱液装置12为塑料丝成型的方便面状絮块，含有大量液滴的空气在穿过脱液装置12时，会产生绕行流动并与方便面状絮块中的塑料丝进行碰撞，绕行流动和碰撞会将空气中的绝大多数液滴截留，被截留的液体会滴落回装置内部，最终回落到底部下层储水器18中进行循环使用。因此，带来如下有益效果：

⑴消除了从进风口跑冒滴漏的弊病

由于目前绝大多数混合式换热装置都采用普通引风型换热，故其进风口均采用大面积敞开贯通的形式，这种形式因进风口面积大，装置内的负压很小，在有风的情况下，液体很容易从进风口逃逸，造成液体跑冒滴漏的现象；而本发明提供的混合式换热装置因采用鼓风形式，不仅进风口面积小，而且还可以全部封闭，这样将完全消除液体跑冒滴漏的现象，大幅度减少了换热过程中液相物质的损失。

⑵由于目前绝大多数混合式换热装置都在出风口直接采用轴流式通风机，而且无脱液装置，造成出风口气流速度过高，使换热后气液两相的混合流很难实现气液两相彻底分离，这样在气相中形成含有较多的液滴，随气相物质排出装置，出现了液态物质大量飘逸的现象，造成换热过程中液相物质的大量损失；而本发明提供的混合式换热装置因采用出风口完全大面积敞开，使出风口的气流速度降至很低，有利于液相物质靠自身重力实现气液两相分离，同时在装置顶部设置了脱液装置，因脱液装置为塑料丝成型的方便面状絮块，含有大量液滴的空气在穿过脱液装置时，会产生绕行流动并与方便面状絮块中的塑料丝进行碰撞，绕行流动和碰撞会将空气中的绝大多数液滴截留，被截留的液体会滴落回装置内部，最终回落到底部下层储水罐中进行循环使用。最终实现了气液两相彻底分离，达到了在换热过程中大大降低液相物质损失的目的。

⑶由于目前绝大多数混合式换热装置都采用单个通风机提供换热气流，无论气象条件如何，都进行一种工作状态运行。而而本发明提供的混合式换热装置因采用多个通风机并联运行（本实施例使用了16台离心式通风机），因此可以根据不同的气象条件，开启相应数量的通风机，实现所谓“硬变频”运行，节约电能。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于气态和液态物质间的混合式换热装置，其特征在于：该装置具有支架、出液管、槽钢圈梁、通风机支架、通风机、下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板、装置壳体、托架、脱液装置、模块隔板、布水管、中间隔板、下层储水器、进液管；所述的装置壳体为一用钢板焊制的上下敞开的矩形桶体；所述的中间隔板和模块隔板均为钢板制的平板，其相互垂直焊接在装置壳体内部，将壳体分为多个相同的独立单元；所述的下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板为水平设置的具有均匀分布的孔的穿孔钢板，由下到上依次交错地设置在所述的装置壳体内；所述的下层淋水板和上层淋水板的一侧边焊接在装置壳体内壁上，该侧边的对边空置在壳体内部，构成通风道；另外两个侧边焊接在装置壳体内壁上或模块隔板上；所述的中层淋水板的一侧边焊接在中间隔板上，该侧边的对边空置在壳体内部构成通风道；另外两个侧边焊接在装置壳体内壁上或模块隔板上；所述的下层淋水板、中层淋水板、上层淋水板的垂直投影的面积等于所述独立的单元水平截面积的60%；所述的脱液装置设置在所述的装置壳体顶部；所述的下层储水器为钢板焊制的四棱锥台桶体，设置在所述的装置壳体的下部；所述的出液管连通所述的下层储水器；所述的通风机进口设置在所述的装置壳体的底部和所述的下层淋水板之间的外侧。

2.根据权利要求1所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置其特征在于：所述的进液管上设置的布水管的数量大于或等于1个；所述的通风机在每个独立单元的数量大于或等于1个，均匀的分布在所述的装置壳体的周围。

3.根据权利要求1所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置其特征在于：所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置还具有支架、槽钢圈梁；所述的支架为竖立的H型钢，设置在地面上；所述的槽钢圈梁为一用槽钢焊制的框架安放在支架上方；所述的装置壳体安放在槽钢圈梁上。

4.根据权利要求1所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置其特征在于：所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置还具有通风机支架；所说的通风机支架焊接在装置壳体侧面，通风机固定在通风机支架上。

5.根据权利要求1所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置其特征在于：所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置还具有托架；所述的托架设置在所述的装置壳体的顶部；所述的脱液装置安装在所述的托架上。

6.根据权利要求1或5所述的用于气态和液态物质间的混合式换热装置其特征在于：所述的脱液装置为一塑料丝成型的方便面状絮块，其安装位置位于装置壳体顶部的托架上。

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