CN214384437U - 一种用于空分系统的气体冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于空分系统的气体冷却装置，包括换热器，换热器包括壳程部分和管程部分，换热器内的设置有隔板，隔板将换热器的壳程部分的内腔分割成第一壳程和第二壳程，第一壳程上设有循环水进水管，第一壳程的出口端上设有第一热水输送管道，第二壳程上设有冷却水出口管，冷却水出口管的末端设有臭氧消毒罐，臭氧消毒罐上设有臭氧发生器，臭氧发生器的输出端和臭氧消毒罐相连通，臭氧消毒罐和第二壳程之间设有第一冷却水输送管和第二冷却水输送管，第一冷却水输送管上设有第一冷却泵，第二冷却水输送管上设有第二冷却泵。保证了换热器壳程的冷循环的稳定性而且降低冷水泵负荷，本实用新型调节、使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种用于空分系统的气体冷却装置

技术领域

本实用新型涉及空分系统的气体冷却领域，具体涉及一种用于空分系统的气体冷却装置。

背景技术

冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。有间壁式冷却器、喷淋式冷却器、夹套式冷却器和蛇管式冷却器等。空分主要制冷系统是膨胀机，气体经过膨胀机后体积增大内能降低，内能降低外在的表现就是温度下降，另外一个表现就是压力下降，那么保证进入冷箱气体具有足够的压力，现有技术中通常采用的方法就是利用在进入膨胀机前对气体进行增压，增压后的气体通常伴随的就是内能升高，外在的表现就是温度上升，为了保证气体经过膨胀机后具有足够的冷却效果，增压后的气体通常是需要进行降温处理后在进入膨胀机。

现有的降温处理的手段通常是利用换热器对气体进行降温，优点是换热量大，不会引入外来杂质，但是，在进入膨胀机前增压后的气体温度通常位于70℃至90℃，如果利用常规的换热器进行降温，气体在流经管程后，在管程的出口端完成热交换后，气体的温度通常是要维持到5℃左右；这就要求壳程进行热交换的水的温度要低于5℃，又由于气体在进入换热器的温度较高，那么换热器的壳程出口端的温度会位于65℃至85℃，如果单纯的利用管道将换热器的壳程出口端和壳程进口端进行连通起来，再利用在所述的连通管道上设置冷水泵进行强制冷循环，这就需要比较大的能耗才可以实现，更由于降温幅度较大难以有效的稳定进入换热器壳程进口端水的温度，因此，常规的降温系统存在技术上的缺陷，无法得到大规模的推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够有效维持换热器壳程的冷循环而且能够降低冷水泵负荷的用于空分系统的气体冷却装置，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于空分系统的气体冷却装置，包括换热器，所述的换热器包括壳程部分和管程部分，所述的换热器内的设置有隔板，所述的隔板将所述的换热器的壳程部分的内腔分割成第一壳程和第二壳程，所述的第一壳程的进口端上设置有循环水进水管，所述的第一壳程的出口端上设置有第一热水输送管道，所述的第二壳程的出口端上设置有冷却水出口管，冷却水出口管的末端设置有臭氧消毒罐，臭氧消毒罐上设置有臭氧发生器，臭氧发生器的输出端和臭氧消毒罐相连通，臭氧消毒罐的出口端和所述的第二壳程的进口端之间设置有第一冷却水输送管和第二冷却水输送管，第一冷却水输送管上设置有第一冷水机组，第二冷却水输送管上设置有第二冷水机组。

优选的，所述的第一冷水机组和所述的第二壳程的进口端之间的第一冷却水输送管上设置有第一截止阀，第二冷水机组和臭氧消毒罐的出口端之间第二冷却水输送管上设置有第二截止阀，第一截止阀与第一冷水机组之间的第一冷却水输送管和第二截止阀与第二冷水机组之间的第二冷却水输送管通过串联水管相连通，串联水管上设置有第三截止阀，第一冷却水输送管和臭氧消毒罐的出口端之间以及臭氧消毒罐的出口端和第二冷却水输送管之间均分别通过第三冷却水输送管相连通，第三冷却水输送管上设置有冷水增压泵。

优选的，所述的第一壳程的进口端上设置有第一壳程进水管，所述的第一壳程的出口端上设置有第一壳程出水管，所述的第二壳程的进口端上设置有第二壳程进水管，所述的第二壳程的出口端设置有上第二壳程出水管，所述的管程部分的进口端上设置有进气管，所述的管程部分的出口端上设置有出气管，出气管内设置有第一电子温度感应探头，第二壳程进水管内设置有第二电子温度感应探头。

优选的，所述的第一壳程的内腔中和所述的第二壳程的内腔中均依次交替设置有第一折流板和第二折流板。

优选的，所述的第一热水输送管道的末端设置有热水暂存罐，热水暂存罐的顶部设置有暂存罐进水管和泄压管，泄压管上设置有泄压阀，暂存罐进水管和第一热水输送管道相连通，热水暂存罐的底部设置有暂存罐出水管，暂存罐出水管上设置有第二热水输送管道，第二热水输送管道上设置有第一增压泵和第四截止阀。

优选的，所述的冷却水出口管上设置有活性炭过滤管，活性炭过滤管的两端均分别设置有封头管，封头管内固定套装有过滤板，过滤板上设置有过滤孔，两个过滤板之间的活性炭过滤管内腔中设置有活性炭层，两个过滤板和活性炭层之间均分别设置有脱脂棉层。

优选的，所述的臭氧消毒罐和热水暂存罐上均分别设置有液位计。

优选的，所述的热水暂存罐上设置有保温层。

本实用新型有益效果是：首先，本实用新型是通过利用室温相同的循环水通入所述的第一壳程和所述的换热器管程内的气体进行了所述的高温热交换结合所述的所述的第二壳程内利用臭氧消毒罐内的水经过第一冷水机组和/或第二冷水机组的冷却后形成循环对所述的换热器管程内的气体进行了所述的低温热交换，降低了冷却泵的负载，同时本产品同时设置了第一冷水机组和第二冷水机组便于在一台冷水机组处于维修情况下热交换能够正常进行，保证了系统运行的稳定性。

其次，本实用新型经过高温热交换的循环水暂存在热水暂存罐进行储能，当需要使用的时候，通过第二热水输送管道结合第一增压泵和第四截止阀进行输送，使得能源利用更加充分。

最后，本实用新型在第一截止阀与第一冷水机组之间的第一冷却水输送管和第二截止阀与第二冷水机组之间的第二冷却水输送管通过串联水管相连通，串联水管上设置有第三截止阀。通过串联水管结合第三截止阀对第一冷水机组以及第二冷水机组进行串联，解决了由于夏天环境温度过高一台冷水机组的功率往往不足以满足稳定的输送合格温度的冷水进入到所述的第二壳程内进行热交换，进而提高输送温度的稳定性。

本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1细节A的局部放大示意图。

图3为图1细节B的局部放大示意图。

图4为图1细节C的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，一种用于空分系统的气体冷却装置，包括换热器，所述的换热器包括换热器本体41，所述的换热器本体41采用管状结构，所述的换热器本体41的一端上套装有上管板42，换热器本体41的一端上套装有下管板43，下管板43的内侧和上管板42的内侧均分别固定设置有封头密封板44，封头密封板44和换热器本体41之间的间隙通过第一密封圈45进行密封，上管板42的外侧设置有上封头46，下管板43的外侧设置有下封头47，上封头46和换热器本体41之间以及换热器本体41和下封头47之间均通过螺栓固定，上封头46和换热器本体41之间的间隙以及换热器本体41和下封头47之间的间隙均分别通过第二密封圈49进行密封，上管板42和下管板43上固定套装有翅片冷却管48，所述的上封头46的内腔和下封头47的内腔通过翅片冷却管48相连通，所述的上封头46上设置有进气管19，下封头47上设置有出气管20。

所述的换热器内设置有由上封头46的内腔、翅片冷却管48的内腔以及下封头47的内腔所组成的管程部分，所述的换热器内还设置有由两个封头密封板44之间的位于翅片冷却管48外侧的换热器本体41内腔所组成的壳程部分，所述的换热器本体41内的设置有隔板1，所述的隔板1将所述的换热器的壳程部分的内腔分割成第一壳程和第二壳程，所述的第一壳程是位于隔板1和与上管板42相应的封头密封板44之间的位于翅片冷却管48外侧的换热器本体41内腔，第二壳程是位于隔板1和与下管板43相应的封头密封板44之间的位于翅片冷却管48外侧的换热器本体41内腔。所述的第一壳程的进口端上设置有循环水进水管2，所述的第一壳程的出口端上设置有第一热水输送管道3，所述的第二壳程的出口端上设置有冷却水出口管4，冷却水出口管4的末端设置有臭氧消毒罐5，臭氧消毒罐5上设置有臭氧发生器6，臭氧发生器6的输出端和臭氧消毒罐5相连通，臭氧消毒罐5的出口端和所述的第二壳程的进口端之间设置有第一冷却水输送管7和第二冷却水输送管8，第一冷却水输送管7上设置有第一冷水机组9，第二冷却水输送管8设置有第二冷水机组10。

所述的第一冷水机组9和所述的第二壳程的进口端之间的第一冷却水输送管7上设置有第一截止阀11，第二冷水机组10和臭氧消毒罐5的出口端之间第二冷却水输送管8上设置有第二截止阀12，通过设置第一截止阀11和第二截止阀12能够更方便的分别控制第一冷水机组9以及第二冷水机组10进行工作用以避免第一冷水机组9或者第二冷水机组10需要维修而导致的冷水循环中断。更进一步的，由于夏天环境温度过高，一台冷却泵的功率往往不足以满足稳定的输送合格温度的冷水进入到所述的第二壳程内进行热交换，因此本产品在第一截止阀11与第一冷水机组9之间的第一冷却水输送管7和第二截止阀12与第二冷水机组10之间的第二冷却水输送管8通过串联水管13相连通，串联水管13上设置有第三截止阀14。通过串联水管13结合第三截止阀14对第一冷水机组9以及第二冷水机组10进行串联，进而提高输送温度的稳定性，第一冷却水输送管7和臭氧消毒罐5的出口端之间以及臭氧消毒罐5的出口端和第二冷却水输送管8之间均分别通过第三冷却水输送管50相连通，第三冷却水输送管50上设置有冷水增压泵51。

所述的第一壳程的进口端上设置有第一壳程进水管15，所述的第一壳程的出口端上设置有第一壳程出水管16，所述的第二壳程的进口端上设置有第二壳程进水管17，所述的第二壳程的出口端设置有上第二壳程出水管18，所述的管程部分的进口端上设置有进气管19，所述的管程部分的出口端上设置有出气管20，出气管20内设置有第一电子温度感应探头21，设置第一电子温度感应探头21是为了方便监测经过第一冷水机组9和/或第二冷水机组10加压制冷后的水的温度是否处于预定的冷水温度，第二壳程进水管17内设置有第二电子温度感应探头22。设置第二电子温度感应探头22主要是为了方便监测经过所述的换热器热交换后的加压气体的温度是否处于气体的预设温度。

所述的第一壳程的内腔中和所述的第二壳程的内腔中均依次交替设置有第一折流板23和第二折流板24。所述的第一壳程的内腔以及所述的第二壳程的内腔均分别被第一折流板23和第二折流板24分割成蛇形腔体，变相的冷却液延长了所述的第一壳程的内腔以及第二壳程的内腔的热交换的流路。

所述的第一热水输送管道3的末端设置有热水暂存罐25，热水暂存罐25的顶部设置有暂存罐进水管26，暂存罐进水管26和第一热水输送管道3相连通，热水暂存罐25的底部设置有暂存罐出水管29，暂存罐出水管29上设置有第二热水输送管道30，第二热水输送管道30上设置有第一增压泵31和第四截止阀32。由于经过第一壳程进行热交换的冷却液通常的温度是位于65℃至85℃，冷却液在位于65℃至85℃相应的内能是比较高的，因此蒸发量增大为了方便保护相应的管道同时也为了减少第二热水输送管道30内进行输送液体含有的蒸汽量本产品在热水暂存罐25的顶部设置有泄压管27，泄压管27上设置有泄压阀28。

所述的冷却水出口管4上设置有活性炭过滤管33，活性炭过滤管33的两端均分别设置有封头管34，封头管34和活性炭过滤管33均采用圆管状结构，封头管34和活性炭过滤管33螺纹连接，封头管34内固定套装有过滤板35，过滤板35采用圆板状结构，过滤板35直径和封头管34的内径相配合，过滤板35上设置有过滤孔36，过滤孔36的孔径采用10mm至20mm之间，两个过滤板35之间的活性炭过滤管33内腔中设置有活性炭层37，两个过滤板35和活性炭层37之间均分别设置有脱脂棉层38。通过设置活性炭过滤管33有效的吸附经过臭氧消毒后消毒液内所含有的消毒剂副产物减小对消毒副产物过多引起的结垢进而损坏第一冷水机组9和第二冷水机组10。

为了方便观察臭氧消毒罐5和热水暂存罐25内的液位高度，本产品在所述的臭氧消毒罐5和热水暂存罐25上均分别设置有液位计39。

为了减小对热水暂存罐25内所暂存的经过第一壳程进行热交换的冷却液的热量损失，本产品在所述的热水暂存罐25上设置有保温层40。

本产品使用方法如下：如图1、2、3、4所示，首先，经过增压后的气体依次进入进气管19的内腔、上封头46的内腔以及翅片冷却管48的内腔，与此同时，向第一壳程进水管15内通入循环水，所述的循环水流经所述的第一壳程，同位于翅片冷却管48内的增压后的气体进行高温热交换后而后依次通过第一壳程出水管16和第一热水输送管道3而后进入到热水暂存罐25进行暂存，当需要使用热水时，通过打开第一增压泵31和第四截止阀32对热水暂存罐25进行暂存的热水进行输送至用热设备，期间定时打开泄压阀28进行排气泄压。在所述的第一壳程通入所述的循环水的同时，通过控制第一截止阀11、第二截止阀12或者第三截止阀14将臭氧消毒罐5暂存的水通过第一冷水机组9和/或第二冷水机组10的加压冷却形成低温冷却水，输送至所述的第二壳程内同管程内的增压后的气体进行低温热交换，所述的低温热交换完成后，依次通过第二壳程出水管18、冷却水出口管4和活性炭过滤管33而后进入臭氧消毒罐5内，当从新进入臭氧消毒罐5打开臭氧发生器6对臭氧消毒罐5内的水进行杀菌灭藻，而后再次经过第一冷水机组9和/或第二冷水机组10的加压冷却形成循环。所述的增压后的气体在翅片冷却管48的内腔依次经过所述的第一壳程高温热交换以及所述的第二壳程的低温热交换后，依次通过下封头47的内腔以及出气管20完成增压后的气体冷却过程。

通过实施例，实现了是通过利用隔板1将现有的换热器的壳程内腔分割成所述的第一壳程和所述的第二壳程，在所述的第一壳程通入和室温相同的循环水对所述的换热器管程内的气体进行了所述的高温热交换，然后在所述的所述的第二壳程内利用臭氧消毒罐5内的水经过第一冷水机组9和/或第二冷水机组10的冷却后形成循环对所述的换热器管程内的气体进行了所述的低温热交换，所述的管程部分内流通过后的气体依次经过所述的高温热交换和所述的低温热交换后最终达到预设的冷却温度，而后进入到膨胀机，有效维持换热器壳程的冷循环而且能够降低冷水泵负荷的，并且本产品经过高温热交换的循环水暂存在热水暂存罐25进行储能，当需要使用的时候，通过第二热水输送管道30结合第一增压泵31和第四截止阀32进行输送，使得能源利用更加充分。另外需要说明的是，本产品在初次运行的时候应当通过向臭氧消毒罐5补入足够的水，以满足在所述的臭氧消毒罐5和所述的第二壳程之间形成循环的量。

本实用新型是满足于空分系统的气体冷却领域工作者需要的一种用于空分系统的气体冷却装置，使得本实用新型具有广泛的市场前景。

Claims (8)

1.一种用于空分系统的气体冷却装置，包括换热器，所述的换热器包括壳程部分和管程部分，其特征在于：所述的换热器内的设置有隔板(1)，所述的隔板(1)将所述的换热器的壳程部分的内腔分割成第一壳程和第二壳程，所述的第一壳程的进口端上设置有循环水进水管(2)，所述的第一壳程的出口端上设置有第一热水输送管道(3)，所述的第二壳程的出口端上设置有冷却水出口管(4)，冷却水出口管(4)的末端设置有臭氧消毒罐(5)，臭氧消毒罐(5)上设置有臭氧发生器(6)，臭氧发生器(6)的输出端和臭氧消毒罐(5)相连通，臭氧消毒罐(5)的出口端和所述的第二壳程的进口端之间设置有第一冷却水输送管(7)和第二冷却水输送管(8)，第一冷却水输送管(7)上设置有第一冷水机组(9)，第二冷却水输送管(8)上设置有第二冷水机组(10)。

2.根据权利要求1所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的第一冷水机组(9)和所述的第二壳程的进口端之间的第一冷却水输送管(7)上设置有第一截止阀(11)，第二冷水机组(10)和臭氧消毒罐(5)的出口端之间第二冷却水输送管(8)上设置有第二截止阀(12)，第一截止阀(11)与第一冷水机组(9)之间的第一冷却水输送管(7)和第二截止阀(12)与第二冷水机组(10)之间的第二冷却水输送管(8)通过串联水管(13)相连通，串联水管(13)上设置有第三截止阀(14)，第一冷却水输送管(7)和臭氧消毒罐(5)的出口端之间以及臭氧消毒罐(5)的出口端和第二冷却水输送管(8)之间均分别通过第三冷却水输送管(50)相连通，第三冷却水输送管(50)上设置有冷水增压泵(51)。

3.根据权利要求1所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的第一壳程的进口端上设置有第一壳程进水管(15)，所述的第一壳程的出口端上设置有第一壳程出水管(16)，所述的第二壳程的进口端上设置有第二壳程进水管(17)，所述的第二壳程的出口端设置有上第二壳程出水管(18)，所述的管程部分的进口端上设置有进气管(19)，所述的管程部分的出口端上设置有出气管(20)，出气管(20)内设置有第一电子温度感应探头(21)，第二壳程进水管(17)内设置有第二电子温度感应探头(22)。

4.根据权利要求1所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的第一壳程的内腔中和所述的第二壳程的内腔中均依次交替设置有第一折流板(23)和第二折流板(24)。

5.根据权利要求2所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的第一热水输送管道(3)的末端设置有热水暂存罐(25)，热水暂存罐(25)的顶部设置有暂存罐进水管(26)和泄压管(27)，泄压管(27)上设置有泄压阀(28)，暂存罐进水管(26)和第一热水输送管道(3)相连通，热水暂存罐(25)的底部设置有暂存罐出水管(29)，暂存罐出水管(29)上设置有第二热水输送管道(30)，第二热水输送管道(30)上设置有第一增压泵(31)和第四截止阀(32)。

6.根据权利要求2所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的冷却水出口管(4)上设置有活性炭过滤管(33)，活性炭过滤管(33)的两端均分别设置有封头管(34)，封头管(34)内固定套装有过滤板(35)，过滤板(35)上设置有过滤孔(36)，两个过滤板(35)之间的活性炭过滤管(33)内腔中设置有活性炭层(37)，两个过滤板(35)和活性炭层(37)之间均分别设置有脱脂棉层(38)。

7.根据权利要求5所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的臭氧消毒罐(5)和热水暂存罐(25)上均分别设置有液位计(39)。

8.根据权利要求5所述的用于空分系统的气体冷却装置，其特征在于：所述的热水暂存罐(25)上设置有保温层(40)。

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