CN216589017U - 一种用于大型空气压缩机的换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空气压缩机配套设备技术领域，特别提供了一种用于大型空气压缩机的换热系统。本换热系统主要包括双循环换热箱、换热板、冷却水输入管、循环泵、冷却水输出管，其中，双循环换热箱包括箱体、分流箱、连通箱、扁管、弯管、冷却水管路接口。本换热系统采用双循环的换热设计，使用导热效果远高于水的冷却剂作为中转介质，通过分流的方式增加换热面积，再通过水作为最终介质，能够成倍提高换热效率；冷却剂循环回路为管径较小的密集回路，使用成分单一无杂质的冷却剂作为介质不易出现管路堵塞的问题；冷却水循环回路的管径较大，即使冷却水携带杂质也不易发生堵塞。

Description

一种用于大型空气压缩机的换热系统

技术领域

本实用新型属于空气压缩机配套设备技术领域，特别提供了一种用于大型空气压缩机的换热系统。

背景技术

空气压缩机是一种用于提供动力气源及工艺气源的设备，空气压缩机专业包括往复活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机、螺杆压缩机等。空气压缩机工作过程中会产生大量工作热，特别是大型空气压缩机，其换热系统的换热效率直接影响了设备的工作状态及使用寿命。

目前市面上常见的空气压缩机换热系统主要包括：由顶置换热器和排风型冷却风扇构成的风冷换热系统；由换热板和水循环设备构成的水冷换热系统。现有大型空气压缩机的水冷换热系统大多直接将水作为介质，不仅导热效率较低，且水中含有大量杂质，冷却水在升温过程中产生杂质滞留于循环管路内，易发生管路堵塞，轻则影响空气压缩机的正常运转，重则导致设备受损。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于大型空气压缩机的换热系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于大型空气压缩机的换热系统，包括双循环换热箱、换热板、冷却水输入管、循环泵、冷却水输出管，换热板装配于外部空气压缩机上，换热板通过导管与双循环换热箱连接，冷却水输入管和冷却水输出管与双循环换热箱连接，冷却水输入管与外部供水系统连接，冷却水输出管与外部热回收系统连接，循环泵装配于冷却水输入管上。

进一步地，所述双循环换热箱包括箱体、分流箱、连通箱、扁管、弯管、冷却水管路接口，连通箱的侧壁上均匀插接有多个扁管，且多个扁管呈两列对称分布，多个连通箱与多个扁管“几”字状首尾相接构成两组冷却剂流通管路，位于冷却剂流通管路末端的扁管插接于分流箱的侧壁上，两组冷却剂流通管路位于左侧的两个分流箱之间通过法兰安装有弯管，两组冷却剂流通管路位于右侧的两个分流箱分别与换热板的输入端导管和输出端导管通过法兰连接，多个冷却水管路接口设置于箱体的右侧壁，冷却水输入管和冷却水输出管通过法兰连接于冷却水管路接口处；

所述扁管以倾斜角度插接于连通箱上。

进一步地，最右一列所述扁管的侧壁与水平面的夹角为35°，且相邻两列扁管的倾斜角度为镜像。

进一步地，所述连通箱包括壳体、定位孔、扁管接口、连通腔，连通腔开设于壳体的内部，定位孔贯穿开设于壳体的四角处，扁管接口均匀开设于壳体的侧壁上，所述扁管插接于扁管接口处。

进一步地，所述箱体前后两侧的下端固定安装有侧定位架，箱体右侧壁的下端固定安装有端定位架。

进一步地，所述箱体的内腔中部设置有隔板，隔板的右端与箱体侧壁贴合，隔板的左端与箱体的侧壁间留有间隙。

进一步地，所述箱体内壁的左端设置有内倒角。

使用本实用新型的有益效果是：

1、双循环的换热设计，极大限制了直接参与到换热循环中的冷却剂循环回路长度，该回路即使选用单价较高的冷却剂作为介质，依然能够有效控制成本。使用导热效果远高于水的冷却剂作为中转介质，通过分流的方式增加换热面积，再通过水作为最终介质，能够成倍提高换热效率；

2、冷却剂循环回路为管径较小的密集回路，使用成分单一无杂质的冷却剂作为介质不易出现管路堵塞的问题；冷却水循环回路的管径较大，即使冷却水携带杂质也不易发生堵塞；

3、冷却剂循环回路的部分冷却管使用倾斜设置的扁管，有效利用冷却水的粘滞性，提高热传递效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型双循环换热箱的右前侧结构示意图；

图3为本实用新型双循环换热箱的左后侧结构示意图；

图4为本实用新型箱体的内部结构示意图；

图5为本实用新型冷却剂循环回路的结构示意图；

图6为本实用新型冷却剂循环回路的俯视图；

图7为本实用新型连通箱的结构示意图；

图8为本实用新型扁管倾斜角度及冷却水的流动路径示意图。

附图标记包括：1-双循环换热箱；101-箱体；102-分流箱；103-连通箱；1031-壳体；1032-定位孔；1033-扁管接口；1034-连通腔；104-扁管；105-弯管；106-侧定位架；107-端定位架；108-冷却水管路接口；109-隔板；110-内倒角；2-换热板；3-冷却水输入管；4-循环泵；5-冷却水输出管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

参照图1-图8，一种用于大型空气压缩机的换热系统，包括双循环换热箱1、换热板2、冷却水输入管3、循环泵4、冷却水输出管5，换热板2装配于外部空气压缩机上，换热板2通过导管与双循环换热箱1连接，冷却水输入管3和冷却水输出管5与双循环换热箱1连接，冷却水输入管3与外部供水系统连接，冷却水输出管5与外部热回收系统连接，循环泵4装配于冷却水输入管3上。

工作人员可根据不同型号空气压缩机的具体需求，将换热板2替换为其他热采集机构。

工作人员根据所选冷却剂的物理属性，换热板2与双循环换热箱1间的管路中可根据需求加装压缩机等设备。

本换热系统包括冷却剂循环回路和冷却水循环回路两个冷却循环，相较于现有的水循环换热方式，双循环的冷却剂循环回路是一个路径较短的封闭回路，可选用成本更高的冷却剂（即导热率更高或能形成较大温差的冷却剂）作为介质，并通过分流的方式增加冷却剂与冷却水的热传递面积，成倍的提高换热效率。

所述双循环换热箱1包括箱体101、分流箱102、连通箱103、扁管104、弯管105、冷却水管路接口108，连通箱103的侧壁上均匀插接有多个扁管104，且多个扁管104呈两列对称分布，多个连通箱103与多个扁管104“几”字状首尾相接构成两组冷却剂流通管路，位于冷却剂流通管路末端的扁管104插接于分流箱102的侧壁上，两组冷却剂流通管路位于左侧的两个分流箱102之间通过法兰安装有弯管105，两组冷却剂流通管路位于右侧的两个分流箱102分别与换热板2的输入端导管和输出端导管通过法兰连接，多个冷却水管路接口108设置于箱体101的右侧壁，冷却水输入管3和冷却水输出管5通过法兰连接于冷却水管路接口108处；

所述扁管104以倾斜角度插接于连通箱103上。

如图1-图5中所示的，两组冷却剂流通管路分为上下两层，两组冷却剂流通管路通过弯管105连通并通过导管与换热板2连通，构成完整的冷却剂循环回路；

如图1中所示的，当冷却剂从下层冷却剂流通管路输入时，冷却水输入管3则连接于上层的冷却水管路接口108处，反之，冷却水输入管3则连接于下层的冷却水管路接口108处；

即刚从换热板2排出的高温冷却剂与双循环换热箱1内冷却水流通路径末端的高温冷却水接触，而即将从双循环换热箱1内结束循环输出的低温冷却剂与刚输入双循环换热箱1内的低温冷却水接触；该管路设计让冷却剂降温过程更平稳，具有以下几方面好处：1、避免高温的冷却剂在进入双循环换热箱1时直接接触低温冷却水迅速降温，影响管路内的压力平衡；2、避免频发的大温差变化影响管路的使用寿命；3、避免冷却剂快速降温后，循环后半程中冷却剂和冷却水的温度趋同，影响循环后半程的冷却效果。

如图8所示，多列倾斜设置的扁管104在冷却水循环过程中能起到良好的阻流效果，水流在反作用力作用下会冲击相邻扁管的背侧，相较于圆形管体，本结构充分利用冷却水的粘滞性，以达到提高热传递效果的目的。

最右一列所述的侧壁与水平面的夹角为35°，且相邻两列扁管104的倾斜角度为镜像。

扁管104的倾斜角度不宜过大，最大不得超过45°，避免冷却水对扁管104的外管壁施加过大的压力导致其发生形变，影响设备的使用寿命。

所述连通箱103包括壳体1031、定位孔1032、扁管接口1033、连通腔1034，连通腔1034开设于壳体1031的内部，定位孔1032贯穿开设于壳体1031的四角处，扁管接口1033均匀开设于壳体1031的侧壁上，所述扁管104插接于扁管接口1033处。

所述箱体101前后两侧的下端固定安装有侧定位架106，箱体101右侧壁的下端固定安装有端定位架107。

所述箱体101的内腔中部设置有隔板109，隔板109的右端与箱体101侧壁贴合，隔板109的左端与箱体101的侧壁间留有间隙。

隔板109用于限制水流路径，确保箱体101内的冷却水全部参与到水循环过程中。

所述箱体101内壁的左端设置有内倒角110。

内倒角110符合流体力学设计，有效降低水流在箱体101左端转向过程所损耗的势能，同时降低设备启动时，箱体101左侧壁板所承受的水流冲力。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：包括双循环换热箱、换热板、冷却水输入管、循环泵、冷却水输出管，换热板装配于外部空气压缩机上，换热板通过导管与双循环换热箱连接，冷却水输入管和冷却水输出管与双循环换热箱连接，冷却水输入管与外部供水系统连接，冷却水输出管与外部热回收系统连接，循环泵装配于冷却水输入管上。

2.根据权利要求1中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：所述双循环换热箱包括箱体、分流箱、连通箱、扁管、弯管、冷却水管路接口，连通箱的侧壁上均匀插接有多个扁管，且多个扁管呈两列对称分布，多个连通箱与多个扁管“几”字状首尾相接构成两组冷却剂流通管路，位于冷却剂流通管路末端的扁管插接于分流箱的侧壁上，两组冷却剂流通管路位于左侧的两个分流箱之间通过法兰安装有弯管，两组冷却剂流通管路位于右侧的两个分流箱分别与换热板的输入端导管和输出端导管通过法兰连接，多个冷却水管路接口设置于箱体的右侧壁，冷却水输入管和冷却水输出管通过法兰连接于冷却水管路接口处；

所述扁管以倾斜角度插接于连通箱上。

3.根据权利要求2中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：最右一列所述扁管的侧壁与水平面的夹角为35°，且相邻两列扁管的倾斜角度为镜像。

4.根据权利要求2中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：所述连通箱包括壳体、定位孔、扁管接口、连通腔，连通腔开设于壳体的内部，定位孔贯穿开设于壳体的四角处，扁管接口均匀开设于壳体的侧壁上，所述扁管插接于扁管接口处。

5.根据权利要求2中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：所述箱体前后两侧的下端固定安装有侧定位架，箱体右侧壁的下端固定安装有端定位架。

6.根据权利要求2中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：所述箱体的内腔中部设置有隔板，隔板的右端与箱体侧壁贴合，隔板的左端与箱体的侧壁间留有间隙。

7.根据权利要求2中所述的一种用于大型空气压缩机的换热系统，其特征在于：所述箱体内壁的左端设置有内倒角。

Images