CN113175808A - 一种换热管干燥系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换热管干燥系统及方法，属于换热器技术领域，能够实现对于水汽的彻底清理，避免换热管中的氟利昂与水混合，从而避免低温结冰堵塞换热管，防止氟利昂发生水解产生酸腐蚀换热管，系统包括连通于管道第一端的气源、包覆于管道外侧的加热层、包覆于加热层外侧的保温层以及均布于管道内的散热片；加热层连接有控制器以控制加热层的加热时间和加热温度；气源连接控制器以控制气体吹入或吹出的时间和流量；控制器还连接位于管道中的温度检测器和气体流量检测器。

Description

一种换热管干燥系统及方法
技术领域
本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种换热管干燥系统及方法，
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
换热管是换热器的元件之一，置于筒体之内，用于两介质之间热量的交换。具有很高的导热性和良好的等温性。它是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置,而且几乎没有热损耗,因此它被称作传热超导体,其导热系数为铜的数千倍。蒸发冷是指通过利用水分蒸发和空气强制循环带走凝结热量，已冷却压缩机排出高温高压过热蒸汽，使之冷凝成液体。可广泛应用于石油化工、轻工医药、制冷空调、食品冷藏等诸多行业中，适用于大中型制冷装置。
发明人发现，当蒸发冷主要换热介质为氟利昂时，该介质对于水汽浓度要求较为苛刻，水汽浓度要求在100ppm以下。氟利昂和水几乎完全不容，对于水分的溶解度极小，但如果水蒸气和氟利昂蒸汽一起被压缩进入冷凝器，很容易造成低温结冰堵塞换热管，并且水分还能使氟利昂发生水解产生酸，使制冷系统内发生腐蚀。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种换热管干燥系统及方法，能够实现对于水汽的彻底清理，避免换热管中的氟利昂与水混合，从而避免低温结冰堵塞换热管，防止氟利昂发生水解产生酸腐蚀换热管。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明的技术方案提供了一种换热管干燥系统，包括连通于管道第一端的气源、包覆于管道外侧的加热层、包覆于加热层外侧的保温层以及均布于管道内的散热片；加热层连接有控制器以控制加热层的加热时间和加热温度；气源连接控制器以控制气体吹入或吹出的时间和流量；控制器还连接位于管道中的温度检测器和气体流量检测器。
第二方面，本发明的技术方案还提供了一种换热管干燥方法，在蒸发冷管束水压试验结束后首先进行排水，其次进行热风吹除，然后利用热缩管进行管口封堵。进行热风吹除时，包括以下步骤：
在管道的外侧的包覆设置加热层，同时在加热层外侧包覆设置保温层；
在管道的第一端连接气源；
开启加热层，并检测管道内部的温度；
当检测到管道内部的温度达到设定温度时，启动气源。
启动鼓风机后，渐次提高管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量，保持管道内的温度以及鼓风机吹出气体流量呈正比，然后降低管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量。
上述本发明的技术方案的有益效果如下：
1)本发明中，使用气源、加热层、保温层和散热片组成的系统，热风吹除能力强，能够实现对于水汽的彻底清理，避免换热管中的氟利昂与水混合，从而避免低温结冰堵塞换热管，防止氟利昂发生水解产生酸腐蚀换热管。
2)本发明中，使用散热片加速管道空气的对流，对管道内热风吹除具有良好的作用，根据物理常识可知，封闭状态下,空气的导热系数为0.023W/m·k，而铜制的散热片热传导率为397W/m·K，因此，散热片的散热能力决定了铜片附近空气的对流能力，散热片能够把被电加热带的传输至管道上的热量通过对流的方式的扩散至其周围的空气中，间接地扩大了的加热带以及管道的散热面积。
3)本发明中，渐次提高呈正比的加热温度和气体流量，符合物体加热时的物理规律，能够对不同气温状态下的水汽进行彻底的清除。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的轴向截面示意图，
图2是本发明根据一个或多个实施方式的径向截面示意图。
图中：1、气源，2、管道，3、加热层，4、保温层，41、保温岩棉，42、保温外壳，5、出口，6、散热片。
为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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。
术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术所介绍的，如果水蒸气和氟利昂蒸汽一起被压缩进入冷凝器，很容易造成低温结冰堵塞换热管，并且水分还能使氟利昂发生水解产生酸，使制冷系统内发生腐蚀。针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种换热管干燥系统及方法，能够实现对于水汽的彻底清理，避免换热管中的氟利昂与水混合，从而避免低温结冰堵塞换热管，防止氟利昂发生水解产生酸腐蚀换热管。
实施例1
本发明的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，本实施例公开了一种换热管干燥系统，用于对换热管(以下称为管道)进行水压试验后的干燥操作，包括连通于管道2第一端的气源1、包覆于管道2外侧的加热层3和包覆于加热层3外侧的保温层4，其中加热层3能够主动对管道2进行加热，还包括均布于管道2内的散热片6，散热片6能够加速加热层3的热量向管道2内扩散的速度；加热层3连接有控制器以控制加热层3的加热时间和加热温度；气源1连接控制器以控制气体吹入或吹出的时间和流量；控制器还连接位于管道2中的温度检测器和气体流量检测器。当气源1启动后，结合的加热层3的加热作用，能够对管道2内进行热风吹除。
本实施例中，气源1为正压气源1；当管道2的第一端连通正压气源1时，管道2的第二端与大气相连通。具体的，正压气源1可以采用鼓风机、空气压缩机或气泵。
在又一实施例中，气源1为负压气源1；当管道2的第一端连通负压气源1时，管道2的第二端与大气相连通或连接正压气源1。具体的，负压气源1可以采用引风机、空气压缩机或气泵。
需要注意的是，本实施例中，以图1中的出口5作为管道的第二端。
保温层4包括由内到外设置的保温岩棉41和保温外壳42。本领域技术人员可以理解的是，保温岩棉41和保温外壳42能够抑制管道2的热量散发，保持管道2内的气体的温度。
散热片6的边缘连接或紧贴于管道2的内壁。
具体的，请参考图2，本实施例中，散热片6均呈矩形条状，散热片6的上边缘连接或紧贴于管道2的内壁，散热片6的下边缘连接或紧贴于管道2的内壁。
管道2内的散热片6均平行于管道2的轴线设置，散热片6优选铜片。
本实施例中，使用散热片6加速管道2空气的对流，对管道2内热风吹除具有良好的作用，根据物理常识可知，封闭状态下,空气的导热系数为0.023W/m·k，而铜的热传导率为397W/m·K，因此，铜片的散热能力决定了铜片附近空气的对流能力，铜片能够把被电加热带的传输至管道2上的热量通过对流的方式的扩散至其周围的空气中，间接地扩大了的加热带以及管道2的散热面积。
温度检测器和气体流量检测器设置在管道2的第二端附近，用于对系统运行过程中到达第二端的气体流量以及热风温度进行监测，并反馈到控制器从而调节相关的气体流量和加热温度参数至最佳。
加热层3采用电加热带，其是一层包覆于管道2外壁的加热元件，其能够直接对管道2进行加热，从而使得管道2内壁能够加热，从而与鼓风机结合，达到热风吹除的效果。
本实施例中的控制器，可以采用PLC或单片机。
实施例2
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例公开了一种换热管干燥方法，具体实施为，在蒸发冷管束水压试验结束后首先进行排水，其次进行热风吹除，然后利用热缩管进行管口封堵。
本实施例中的水压试验装置，可以采用现有的水压实验装置，例如，现有的公开专利文献中，公开了一种换热管水压试验装置，其包含：分别设置在进水侧及出水侧的接头组件，及，至少一个用于固定换热管的固定组件。该接头组件包含：支撑件；丝杆；由丝杆驱动的密封部件；设置在密封部件与换热管之间的橡胶垫；及，设置在橡胶垫上端的通水孔；该固定组件包含：用于固定换热管的夹紧部件，及，固定支撑夹紧部件的夹壳；其中，设置在进水侧的接头组件连接增压泵，设置在出水侧的接头组件的通水孔连接设置有支管，该支管具有至少两个末端，其中，一末端连接压力表，另一末端设置有阀门。
除水压试验装置外，本系统还包括封堵装置，本实施例中的封堵装置采用热缩管，用于对管道2的两端进行封堵。
本实施例可以在使用如实施例1所述的一种换热管干燥装置的基础上实施，具体的，包括如下步骤：
1)使用所述的水压试验装置，对管道2进行水压试验；
2)使用所述的热风吹除装置，对管道2进行热风吹除；
3)使用所述的封堵装置，对管道2口进行封堵。
其中，在步骤1)中，在使用水压试验装置进行测试时，具体操作如下：
1.1)先将上夹紧块打开，放入换热管，调整好上、下夹紧块，再拧紧螺母，将换热管固定在固定组件上；
1.2)旋转手柄带动丝杆驱动密封部件轴向移动，推动密封部件挤压橡胶垫，并使橡胶垫表面产生足够大的压紧力，进而实现密封；
1.3)从进水接头侧的进水口开始通入水，并使出水接头侧阀门保持打开状态；
1.4)当出水接头侧阀门上方开始冒水时，说明换热管内水已经充满，此时关闭阀门；
1.5)启动增压泵向换热管加压，直至达到规定的试验压力，升压期间观察压力表数值；
1.6)试压结束后，缓慢打开阀门排水，直至将试压管内的压力排尽；
1.7)松开螺母，打开上、下压紧块，将试压好的换热管取走；
1.8)换新的换热管，重复上述过程。
进一步的，水压试验完成后将管束内的水排出，检测水汽残留值。
其中，在步骤2)中，使用热风吹除装置进行热风吹除作业时，具体包括以下步骤：
2.1)在管道2的外侧的包覆设置电加热带，同时在电加热带外侧包覆设置保温岩棉41和保温外壳42；
2.2)在管道2的第一端连接鼓风机；
2.3)开启电加热带，并检测管道2内部的温度；
2.4)当检测到管道2内部的温度达到设定温度时，启动鼓风机。
进一步的，启动鼓风机后，渐次提高管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量，保持管道内的温度以及鼓风机吹出气体流量呈正比，然后降低管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量。具体的，分为以下阶段对管道2进行热风吹除：
2.4.1)将温度设定在80摄氏度，风量设置在1500m3/h，吹除时间15min；
2.4.2)提高热风吹除装置温度至120℃，风量设定在4500m3/h,吹除时间20min；
2.4.3)提高热风吹除装置温度至160℃，风量设定在6000m3/h,吹除时间15min；
2.4.4)提高热风吹除装置温度至180℃，风量设定在7000m3/h,吹除时间10min
2.4,5)降低热风吹除装置温度至100℃，风量设定在3500m3/h,吹除时间10min。
进一步的，检测蒸发冷管束内水汽含量低于100ppm时，进行封口。
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)

1.一种换热管干燥系统，其特征在于，包括连通于管道第一端的气源、包覆于管道外侧的加热层、包覆于加热层外侧的保温层和均布于管道内的散热片；加热层连接有控制器以控制加热层的加热时间和加热温度；气源连接控制器以控制气体吹入或吹出的时间和流量；控制器还连接位于管道中的温度检测器和气体流量检测器。
2.如权利要求1所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述气源为正压气源；当管道的第一端连通正压气源时，管道的第二端与大气相连通。
3.如权利要求1所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述气源为负压气源；当管道的第一端连通负压气源时，管道的第二端与大气相连通。
4.如权利要求1所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述保温层包括由内到外设置的保温岩棉和保温外壳。
5.如权利要求1所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述散热片的边缘连接或紧贴于所述管道的内壁。
6.如权利要求1或5所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述管道内的散热片均平行于管道的轴线设置。
7.如权利要求1所述的换热管干燥系统，其特征在于，所述温度检测器和气体流量检测器设置在所述管道的第二端附近，用于对系统运行过程中到达第二端的气体流量以及热风温度进行监测，并反馈到控制器从而调节相关的气体流量和加热温度参数至最佳。
8.一种换热管干燥方法，其特征在于，在蒸发冷管束水压试验结束后首先进行排水，其次进行热风吹除，然后利用热缩管进行管口封堵。
9.如权利要求8所述的换热管干燥方法，其特征在于，进行热风吹除时，包括以下步骤：
在管道的外侧的包覆设置加热层，同时在加热层外侧包覆设置保温层；
在管道的第一端连接气源；
开启加热层，并检测管道内部的温度；
当检测到管道内部的温度达到设定温度时，启动气源。
10.如权利要求9所述的换热管干燥方法，其特征在于，启动鼓风机后，渐次提高管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量，保持管道内的温度以及鼓风机吹出气体流量呈正比，然后降低管道内气体的温度以及鼓风机吹出气体流量。
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