CN110108145A - 一种温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度控制装置，涉及热交换技术领域。在本发明中，温度控制装置包括：箱体、换热组件及调节组件，换热组件与箱体连接，调节组件与换热组件活动连接，将调节组件可相对于换热组件运动，从而调节换热组件与箱体的等效辐射换热面积，以使箱体内的工作温度不超过第一预设区间或所述换热组件的换热温度不超过第二预设区间。在本发明中，可通过调节等效辐射换热面积使箱体内的工作温度始终不超过第一预设区间，或换热组件的换热温度始终不超过第二预设区间，从而提高了箱体或换热组件内导热介质的工作的稳定性。

Description

一种温度控制装置

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种温度控制装置。

背景技术

使用高温箱体对热交换工质进行热传递的方式已得到广泛的应用。其原理是利用高温箱体内的介质携带的大量热量，以热辐射或对流换热的方式，将高温箱体侧的热量传递给导热材料，再经热传导将热量传递给导热材料另一侧温度较低的热交换工质。

例如电站锅炉中将燃料与空气混合后由燃烧器送入炉膛燃烧，释放大量热量。这些热量主要以热辐射的形式传递给炉膛内的水冷壁，经水冷壁的热传导将上升管中的水加热形成饱和蒸汽。

又例如传统的VOCs末端治理设备RTO焚烧炉的热旁通及余热回收系统。VOCs在RTO燃烧室内热力氧化，当VOCs的浓度超过平衡浓度时，产出富余热量，为保证燃烧室不超温，富余热量经热旁通系统直接泄放，或送入余热回收换热器，以对流换热的方式对水、导热油等热回收介质加热，实现余热回收利用。

目前现有技术中的余热回收设备的工作状态均不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度控制装置，能够提高工作的稳定性。

本发明提供一种技术方案：

一种温度控制装置包括：箱体、换热组件及调节组件，所述换热组件与所述箱体连接，所述调节组件与所述换热组件活动连接，将所述调节组件可相对于所述换热组件运动，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积，以使所述箱体内的工作温度不超过第一预设区间或所述换热组件的换热温度不超过第二预设区间。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述温度控制装置包括箱体温度检测器及控制单元，所述控制单元与所述箱体温度检测器及所述调节组件均电连接；

所述箱体温度检测器用于检测所述箱体内的所述工作温度，或检测所述换热组件的所述换热温度；

所述控制单元用于当所述工作温度超过所述第一预设区间时、或所述换热温度超过所述第二预设区间，控制所述调节组件相对于所述换热组件滑动，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积，以使所述箱体内的所述工作温度不超过所述第一预设区间，或所述换热温度不超过所述第二预设区间。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，当所述工作温度大于所述第一预设区间的上限时，所述控制单元控制所述调节组件向远离所述箱体的方向运动；当所述工作温度小于所述第一预设区间的下限时，所述控制单元控制所述调节组件向靠近所述箱体的方向运动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，当所述换热温度大于所述第二预设区间的上限时，所述控制单元控制所述调节组件向靠近所述箱体的方向运动；当所述换热温度小于所述第二预设区间的下限时，所述控制单元控制所述调节组件向远离所述箱体的方向运动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述调节组件将所述换热组件分割成换热部及隔热部，所述换热部靠近所述箱体设置，所述调节组件可相对于所述换热组件运动，调节所述换热部的长度，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述调节组件包括驱动件、连接杆及调节部，所述驱动件通过所述连接杆与所述调节部连接，所述调节部与所述换热组件滑动连接，所述驱动件用于驱动所述调节部相对于所述换热组件滑动，从而调节所述换热部的长度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述换热组件包括换热箱、导热介质及多个换热管，所述换热箱与所述箱体连接，所述导热介质设置在所述换热箱内，多个所述换热管放置于所述导热介质中，所述换热管内设置有换热通道。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述换热组件还包括绝热部，所述绝热部设置在所述换热箱靠近所述箱体的一侧。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述温度控制装置还包括冷却组件，所述冷却组件与所述换热组件连接，用于调节所述换热组件的换热温度，使所述换热温度不超过预设值。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述冷却组件包括换热温度检测器及冷却器，所述控制单元与所述换热温度检测器及所述冷却器电连接；

所述换热温度检测器用于检测所述换热组件的换热温度；

所述控制单元用于当所述换热温度达到所述预设值时，启动所述冷却器，使所述换热温度不超过预设值。

本发明提供的温度控制装置的有益效果是：在本发明中，温度控制装置包括：箱体、换热组件及调节组件，换热组件与箱体连接，调节组件与换热组件活动连接，将调节组件可相对于换热组件运动，从而调节换热组件与箱体的等效辐射换热面积，以使箱体内的工作温度不超过第一预设区间或者换热组件的换热温度不超过第二预设区间。

在本发明中，可通过调节等效辐射换热面积使箱体内的工作温度始终不超过第一预设区间，或换热组件的换热温度始终不超过第二预设区间，从而提高了箱体或换热组件内导热介质的工作的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的温度控制装置的结构示意图。

图2为本发明实施例一提供的温度控制装置的组成框图。

图3为本发明实施例二提供的温度控制装置的结构示意图。

图4为本发明实施例二提供的温度控制装置的组成框图。

图5为本发明实施例三提供的温度控制装置的结构示意图。

图6为本发明实施例三提供的温度控制装置的结构示意图。

图标：100-温度控制装置；110-换热组件；112-换热部；114-隔热部；116-换热通道；1182-导热介质；1184-换热管；1186-绝热部；1188-换热箱；120-调节组件；122-连接杆；124-调节部；130-箱体；140-箱体温度检测器；150-控制单元；200-温度控制装置；210-冷却组件；212-换热温度检测器；214-冷却器；300-温度控制装置；310-加热器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据辐射换热原理，物体之间的辐射换热量取决于温差和热阻，热阻包括表面辐射热阻和空间辐射热阻：

表面辐射热阻＝(1－ε)/(Aε)

空间辐射热阻＝1/(AX_1，2)

其中ε为物体的发射率(黑度)，取决于物体本身的性质。A为换热面积。X_1，2为物体之间的角系数，取决于物体的形状和物体之间的相对位置。A和X_1，2都是与结构型式相关的参数，本专利将二者合称为：与结构型式相关的等效等效辐射换热面积(专利中其余各处简称为等效辐射换热面积)。可以通过改变A、X_1，2中一个或两个参数来调节控制辐射换热热阻，进而控制辐射换热量和物体温度。

此外，也可以将热能传递的另外两种方式－热对流和热传导作为热辐射的补充，通过将它们中的一种或两种方式与热辐射相结合进行调节控制，达到控制换热量和物体温度的目的。

实施例一

请参阅图1及图2，本实施例提供了一种温度控制装置100，本实施例提供的温度控制装置100能够提高工作的稳定性。

在本实施例中，温度控制装置100包括：箱体130、换热组件110及调节组件120，换热组件110与箱体130连接，调节组件120与换热组件110活动连接，将调节组件120可相对于换热组件110运动，从而调节换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积，以使箱体130内的工作温度不超过第一预设区间。

在本实施例中，当箱体130内的工作温度超过第一预设区间时，可以调节调节组件120相对于换热组件110活动，改变换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积。当工作温度超过第一预设区间时，可通过调节等效辐射换热面积使箱体130内的工作温度始终不超过第一预设区间，避免箱体130的工作温度超差，从而提高了箱体130的工作的稳定性。在本实施例中，也可以相结合地调节热对流或调节热传导作为调节热辐射的补充调节方式。

等效辐射换热面积包括换热面积A或角系数X，二者都是与结构型式相关的参数。在本实施例中，第一预设区间大致为700摄氏度-1000摄氏度。

在本实施例中，温度控制装置100包括箱体温度检测器140及控制单元150，控制单元150与箱体温度检测器140及调节组件120均电连接；

箱体温度检测器140用于检测箱体130内的工作温度；

控制单元150用于当工作温度超过第一预设区间时，控制调节组件120相对于换热组件110滑动，从而调节换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积，以使箱体130内的工作温度不超过第一预设区间。

在本实施例中，控制单元150接收到工作温度后，依据工作温度控制调节组件120相对于换热组件110滑动，从而调节换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积。

需要说明的是，在本实施例中，控制单元150控制调节组件120相对于换热组件110滑动，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，可以是箱体温度检测器140检测到工作温度后，直接依据工作温度控制调节组件120相对于换热组件110滑动，从而调节等效辐射换热面积。与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，控制单元150可以是控制芯片。

在本实施例中，调节组件120将换热组件110分割成换热部112及隔热部114，换热部112靠近箱体130设置，调节组件120可相对于换热组件110运动，调节换热部112的长度，从而调节换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积。

在本实施例中，调节组件120将换热组件110分割成换热部112及隔热部114，调节组件120与换热组件110的侧壁抵持，将隔热部114与箱体130隔断，仅有换热部112可以与箱体130进行热交换，调节组件120相对于换热组件110滑动，可调节换热部112的长度。

在本实施例中，换热组件110具有换热通道116，换热通道116的一端与箱体130连通，调节组件120设置在换热通道116内，调节组件120可相对于换热通道116运动。

在本实施例中，调节组件120与换热通道116的侧壁抵持，从而将换热组件110分割成换热部112及隔热部114，隔断箱体130与隔热部114，使换热组件110中只有换热部112与箱体130进行热交换。

换热组件110包括换热箱1188、导热介质1182及多个换热管1184，换热箱1184与箱体130连接，导热介质1182设置在换热箱1188内，多个换热管1184放置于导热介质1182中，换热通道116设置在换热管1184内。

在本实施例中，导热介质1182设置在换热箱1188内，换热管1184安装在导热介1182质中，调节组件120将换热管1184分割成换热部112及隔热部114，换热部112靠近箱体130的一侧设置，调节组件120可以在换热通道116内滑动，从而来调节换热部112的长度，以调节等效辐射换热面积。

在本实施例中，调节组件120伸入至换热通道116内，与换热管1184的抵持，用于将换热管1184分割成换热部112及隔热部114，换热管1184的换热部112与箱体130连通，进行热交换。

在本实施例中，当箱体130内的工作温度大于第一预设区间上限时，调节组件120向远离箱体130的方向运动，使换热部112的长度增长，加快箱体130与换热管1184的辐射换热速度。当箱体130内的工作温度小于第一预设区间下限时，调节组件120向靠近箱体130的方向运动，使换热部112的长度变短，减少箱体130与换热管1184的辐射换热速度。

在本实施例中，换热件还包括绝热部1186，绝热部1186设置在导热介质1182靠近箱体130的一侧。

在本实施例中，绝热部1186设置在换热箱1188靠近箱体130的一侧，用于隔绝导热介质1182与箱体130，使导热介质1182与箱体130内仅通过换热管1184进行热交换，从而提高了控制精度。

在本实施例中，绝热部1186采用隔热材料制成。

在本实施例中，调节组件120包括驱动件、连接杆122及调节部124，驱动件通过连接杆122与调节部124连接，调节部124与换热组件110滑动连接，驱动件用于驱动调节部124相对于换热组件110滑动，从而调节换热部112的长度。

在本实施例中，驱动件为驱动气缸。

需要说明的是，在本实施例中，驱动件为驱动气缸，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，驱动件还可以为驱动电机，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，调节部124与换热组件110的换热管1184的侧壁抵持。

在本实施例中，调节部124大致成圆锥形。调节部124的底面与换热通道116的侧壁抵持。顶点靠近箱体130设置。

需要说明的是，在本实施例中，调节部124成圆锥形，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，调节部124还可以成圆柱形、圆台形等其他形状，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，调节部124采用隔热材料制成，其表面为高反射率面。

综上所述，本实施例提供的温度控制装置100，在本实施例中，当箱体130内的工作温度超过第一预设区间时，可以调节调节组件120相对于换热组件110活动，改变换热组件110与箱体130的等效辐射换热面积。当工作温度超过第一预设区间时，可通过调节等效辐射换热面积使箱体130内的工作温度始终不超过第一预设区间，避免箱体130的工作温度超差，从而提高了箱体130的工作的稳定性。

实施例二

请参阅图3及图4，本实施例提供了一种温度控制装置200，本实施例提供的温度控制装置200能够提高工作的稳定性。

本实施例提供的温度控制装置200与实施例一提供的温度控制装置100其基本结构和原理及产生的技术效果相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考实施例一中相应内容。

本实施例提供的温度控制装置200与实施例一提供的温度控制装置100的区别在于，在本实施例中，温度控制装置200还包括冷却组件210，冷却组件210与换热组件110连接，用于调节换热组件110的换热温度，使换热温度不超过预设值。

在本实施例中，冷却组件210与导热介质1182连通，用于调节导热介质1182中的换热温度不超过预设值。

在本实施例中，冷却组件210包括换热温度检测器212及冷却器214，控制单元150与换热温度检测器212及冷却器214电连接；

换热温度检测器212用于检测换热组件110的换热温度；

控制单元150用于当换热温度达到预设值时，启动冷却器214，使换热温度不超过预设值。

在本实施例中，换热温度检测器212用于检测导热介质1182的换热温度。

在本实施例中，换热温度检测器212将检测到的换热温度发送给控制单元150，控制单元150用于当换热温度超过预设值时，启动冷却器214，使冷却器214冷却导热介质1182。

在本实施例中，预设值大致为90摄氏度。

实施例三

请参阅图5及图6，本实施例提供了一种温度控制装置300，本实施例提供的温度控制装置300能够提高工作的稳定性。

本实施例提供的温度控制装置300与实施例一提供的温度控制装置100其基本结构和原理及产生的技术效果相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考实施例一中相应内容。

在本实施例中，箱体温度检测器140用于检测换热组件110内的换热温度。

当换热温度大于第二预设区间的上限时，控制单元150控制调节组件120向靠近箱体130的方向运动；当换热温度小于第二预设区间的下限时，控制单元150控制调节组件120向远离箱体130的方向运动。

在本实施例中，温度控制装置300还包括加热器310，加热器310与箱体130连接，用于当箱体130内热量不足，调节组件120向远离箱体130方向的行程达到最大，等效辐射换热面积达到最大，换热温度仍小于第二预设区间的下限时，加热器310为箱体130补充热量，进而将更多的热量传递给换热组件110，使换热组件110内的换热温度不超过第二预设区间。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度控制装置，其特征在于，包括：箱体、换热组件及调节组件，所述换热组件与所述箱体连接，所述调节组件与所述换热组件活动连接，将所述调节组件可相对于所述换热组件运动，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积，以使所述箱体内的工作温度不超过第一预设区间或所述换热组件的换热温度不超过第二预设区间。

2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置包括箱体温度检测器及控制单元，所述控制单元与所述箱体温度检测器及所述调节组件均电连接；

所述箱体温度检测器用于检测所述箱体内的所述工作温度，或检测所述换热组件的所述换热温度；

所述控制单元用于当所述工作温度超过所述第一预设区间时、或所述换热温度超过所述第二预设区间，控制所述调节组件相对于所述换热组件滑动，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积，以使所述箱体内的所述工作温度不超过所述第一预设区间，或所述换热温度不超过所述第二预设区间。

3.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，当所述工作温度大于所述第一预设区间的上限时，所述控制单元控制所述调节组件向远离所述箱体的方向运动；当所述工作温度小于所述第一预设区间的下限时，所述控制单元控制所述调节组件向靠近所述箱体的方向运动。

4.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，当所述换热温度大于所述第二预设区间的上限时，所述控制单元控制所述调节组件向靠近所述箱体的方向运动；当所述换热温度小于所述第二预设区间的下限时，所述控制单元控制所述调节组件向远离所述箱体的方向运动。

5.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述调节组件将所述换热组件分割成换热部及隔热部，所述换热部靠近所述箱体设置，所述调节组件可相对于所述换热组件运动，调节所述换热部的长度，从而调节所述换热组件与所述箱体的等效辐射换热面积。

6.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述调节组件包括驱动件、连接杆及调节部，所述驱动件通过所述连接杆与所述调节部连接，所述调节部与所述换热组件滑动连接，所述驱动件用于驱动所述调节部相对于所述换热组件滑动，从而调节所述换热部的长度。

7.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述换热组件包括换热箱、导热介质及多个换热管，所述换热箱与所述箱体连接，所述导热介质设置在所述换热箱内，多个所述换热管放置于所述导热介质中，所述换热管内设置有换热通道。

8.根据权利要求7所述的温度控制装置，其特征在于，所述换热组件还包括绝热部，所述绝热部设置在所述换热箱靠近所述箱体的一侧。

9.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置还包括冷却组件，所述冷却组件与所述换热组件连接，用于调节所述换热组件的换热温度，使所述换热温度不超过预设值。

10.根据权利要求9所述的温度控制装置，其特征在于，所述冷却组件包括换热温度检测器及冷却器，所述控制单元与所述换热温度检测器及所述冷却器电连接；

所述换热温度检测器用于检测所述换热组件的换热温度；

所述控制单元用于当所述换热温度达到所述预设值时，启动所述冷却器，使所述换热温度不超过预设值。