CN213421455U - 一种高精度液体循环加热及冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度液体循环加热及冷却系统。其包括循环箱、控制组件、加热组件、冷却组件、配电箱、流量计，循环泵和软管，加热组件包括加热棒，加热棒配置在循环箱中，冷却组件包括冷凝器，冷凝器紧贴循环箱的外壁设置，通过保温材料包裹住循环箱和冷凝器以实现保温，循环箱顶部设置有注液口和回流口，其底部设置有出液口，循环泵的进口通过管路经由流量计与循环箱的出液口相连，软管能够缠绕需加热或冷却的设备，其一端与循环泵的出口相连，另一端连接在循环箱的回流口上，控制组件经由配电箱借助加热组件和冷却组件控制循环箱中的温度，并经借助流量计和循环泵对软管中液体的流速和压力进行控制。本系统能精确安全地加热和冷却。

Description

一种高精度液体循环加热及冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种高精度液体循环加热及冷却系统。

背景技术

在石油、化工、航空、航天及其它行业很多的设备在温度低的情况下都不能正常运行。防爆场所一些需要加热的气体液体等，一般安全期间都不能直接用加热棒来加热，这时需要通过一种热循环来辅助加热或冷却。

发明内容

本实用新型提供一种高精度液体循环加热及冷却系统，用以实现安全加热和冷却。

本实用新型的高精度液体循环加热及冷却系统包括循环箱、控制组件、加热组件、冷却组件、配电箱、流量计，循环泵和软管，所述加热组件包括与所述配电箱电连接的加热棒，所述加热棒配置在所述循环箱中，所述冷却组件包括经由压缩机与所述配电箱相连的冷凝器，所述冷凝器紧贴所述循环箱的外壁设置，并通过保温材料包裹住所述循环箱和所述冷凝以实现保温，所述循环箱顶部设置有注液口和回流口，其底部设置有出液口，所述循环泵的进口通过管路经由流量计与所述循环箱的出液口相连，所述软管能够缠绕需加热或冷却的设备，其一端与所述循环泵的出口相连，另一端连接在所述循环箱的回流口上，所述控制组件经由配电箱借助加热组件和冷却组件对所述循环箱中的温度进行控制，并经借助流量计和循环泵对软管中液体的流速和压力进行控制。

优选所述控制组件包括PLC、电力控制器、流量控制器、温度传感器、压力传感器和流量传感器，通过PLC输出4-20mA模拟量到电力控制器以控制电力控制器输出电流大小，借助所述电力控制器和所述配电箱控制所述加热棒和所述压缩机的功率，同时PLC实时采集出口温度传感器的温度，实现温度精确控制，并且PLC通过流量传感器反馈回来的流量，实时监测管内液体压力，借助所述流量控制器和脉冲循环泵实现液体压力和流速的精确控制。

优选所述配电箱设置在所述循环箱一侧，其具有外接电源接口，用于提供电力。

优选所述冷却组件包括冷凝器、压缩机、蒸发器、毛细管和干燥过滤器，所述压缩机、蒸发器、毛细管和干燥过滤器集成为整体部件配置在所述循环箱另一侧。

优选所述冷凝器采用冷凝管，其缠绕在所述循环箱的侧壁上。

优选所述循环箱的尺寸为400×400×400mm，在箱内安装有2.5KW加热棒，其内部盛有36升循环液。

优选循环加热及冷却系统整体集成于带有轮子的小车上，制成可移动设备。

优选所述可移动设备体积小于等于1000×600×700mm，总重量小于等于 150公斤，电源总功率小于等于7KW。

本发明随时链接随时应用，并且离设备距离可调，能够安全精确对目标设备进行加热和冷却。

附图说明

图1是本实用新型的加热或冷却循环结构示意图。

图2是冷却系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

循环液体箱1尺寸为400×400×400mm，在箱内安装2.5KW加热棒，加循环液约36升。箱外部安装冷凝器5，并做相应保温，并安装温度传感器。循环箱顶部预留注液口及循环液回液口，下端预留出液口。在循环箱内部安装温度传感器。

排液口下端安装直流24V脉冲循环泵3、流量计2及出液口温度和压力传感器。回液口安装压力及温度传感器。

如图2所示，冷凝器5、压缩机6、蒸发器7、毛细管8和干燥过滤器9形成冷却回路，用以对循环液体箱1内的液体进行降温。冷凝器5采用冷凝管的方式，其缠绕在所述循环箱的侧壁上。

在循环液体箱1侧面安装配电箱，配电箱内部相关配件有：断路器、西门子S7-1200系列PLC、西门子RS485通讯模块、西门子模拟量输入输出模块、固态继电器、中间继电器、电力控制器、24V电源模块、隔离模块。配电柜侧面安装三个航插，(1)外部24V设备电源输出及相关压力传感器、温度传感器、流量传感器、高速脉冲输出RS485通信共用一个航插，(2)进线电源线航插， (3)加热棒航插。除电源需引用外部电源外，内部全部集成到整个可移动小车内。(4)压缩器启动电源航插。

在本系统中共有两个闭环控制系统，(1)PLC输出4-20mA模拟量到电力控制器以控制电力控制器输出电流大小，电力控制器控制加热棒和压缩机的功率，PLC实时采集出口温度传感器的温度，在PLC内部实现PID控制。从而精确掌握输出液口温，温度完全控制在0.1℃的误差范围内。(2)PLC通过流量传感器反馈回来的流量，并实时监测管内液体压，与脉冲循环泵3形成第二个PID控制回路。模拟量控制系统能够使被控制量在受到干扰而偏离控制要求的期望值时，能够在一定时间后利用自身调节作用波动较小的恢复到期望值稳定性好，系统精度高，相应速度快。

在系统集成外壳封装好后，在外壳上安装触摸屏，只需在触摸屏中输入相应的温度值及管内液体的流速，即可得到流速稳定，温度稳定的循环液体。并且可以实时监测出液口温度、回液口温度、循环箱内部温度、循环箱外层冷凝管温度、出液体口压力、回液口压力、流速。同时可进行数据分析、数据采集、数据记录等。实时对数据进行曲线分析。每次实验完成后都可将数据考出备份。

封装好的外壳需留有出液体口和回液体口快接接管接头，循环管采用普通水管，水管长度根据实际需要购买即可，只需将水管盘到需要加热或冷却的设备4上即可，随时链接随时应用。离设备距离可调，如果现场为防爆场所，本设备可远离防爆场所，只需将管路拉到现场即可。

本系统中为了提高相关精度，所有传感器除正常供电外均采用4-20mA模拟量输入和输出，进入系统后需接入隔离模块，提高抗干扰能。加入相关保护措施，在面板上设计紧急停止、启动按钮，程序和线路中加入互锁装置。开关采用漏电保护开关。

本设备为小型可移动设备，可用于各种复杂场所。总质量不超过150公斤。电源总功率不超过7KW。成套设备外壳不超过1000×600×700。在设备下面安装轮子，方便设备移动。

本说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：包括循环箱、控制组件、加热组件、冷却组件、配电箱、流量计，循环泵和软管，所述加热组件包括与所述配电箱电连接的加热棒，所述加热棒配置在所述循环箱中，所述冷却组件包括经由压缩机与所述配电箱相连的冷凝器，所述冷凝器紧贴所述循环箱的外壁设置，并通过用保温材料包裹住所述循环箱和所述冷凝器以实现保温，所述循环箱顶部设置有注液口和回流口，其底部设置有出液口，所述循环泵的进口通过管路经由流量计与所述循环箱的出液口相连，所述软管能够缠绕需加热或冷却的设备，其一端与所述循环泵的出口相连，另一端连接在所述循环箱的回流口上，所述控制组件经由配电箱借助加热组件和冷却组件对所述循环箱中的温度进行控制，并经借助流量计和循环泵对软管中液体的流速和压力进行控制。

2.根据权利要求1所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述控制组件包括PLC、电力控制器、流量控制器、温度传感器、压力传感器和流量传感器，通过PLC输出4-20mA模拟量到电力控制器以控制电力控制器输出电流大小，借助所述电力控制器和所述配电箱控制所述加热棒和所述压缩机的功率，同时PLC实时采集出口温度传感器的温度，实现温度精确控制，并且PLC通过流量传感器反馈回来的流量，实时监测管内液体压力，借助所述流量控制器和脉冲循环泵实现液体压力和流速的精确控制。

3.根据权利要求1所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述配电箱设置在所述循环箱一侧，其具有外接电源接口，用于提供电力。

4.根据权利要求3所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述冷却组件包括冷凝器、压缩机、蒸发器、毛细管和干燥过滤器，所述压缩机、蒸发器、毛细管和干燥过滤器集成为整体部件配置在所述循环箱另一侧。

5.根据权利要求4所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述冷凝器采用冷凝管，其缠绕在所述循环箱的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述循环箱的尺寸为400×400×400mm，在箱内安装有2.5KW加热棒，其内部盛有36升循环液。

7.根据权利要求6所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：循环加热及冷却系统整体集成于带有轮子的小车上，制成可移动设备。

8.根据权利要求7所述的高精度液体循环加热及冷却系统，其特征在于：所述可移动设备体积小于等于1000×600×700mm，总重量小于等于150公斤，电源总功率小于等于7KW。

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