一种单一介质加热冷却系统技术方案

本申请涉及温控设备领域的一种单一介质加热冷却系统，其包括制热单元、制冷单元、膨胀箱、传热介质储箱以及传热介质泵；所述制热单元、制冷单元、传热介质储箱以及传热介质泵通过管路串联，用于对反应装置进行调温；所述制热单元和制冷单元沿传热介质传输方向连续设置；所述膨胀箱与管路通过第一连接管连通，用于对传热介质的体积变化进行缓冲。本申请具有适用于大规模工业化应用的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种单一介质加热冷却系统
本申请涉及温控设备的领域，尤其是涉及一种单一介质加热冷却系统。
技术介绍
在化工、制药领域的反应过程中，常需要在在同一反应设备内的不同的生产阶段进行间歇加热和冷却操作，现有的反应设备常采用多介质控温系统进行调温，即采用水蒸气或电加热热媒的方式进行加热；采用冷却水或冷冻盐水循环进行冷却。在同一生产过程中需要多次转换冷、热媒介质，易导致不同冷、热媒发生混合污染，一方面影响温控效率，另一方面污染后的冷、热媒处理成本高。针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在难以适应大规模工业化应用的缺点。
技术实现思路
为了改善加热冷却系统在大规模工业化应用的适应性，本申请提供一种单一介质加热冷却系统。本申请提供的一种单一介质加热冷却系统采用如下的技术方案：一种单一介质加热冷却系统，包括制热单元、制冷单元、膨胀箱、传热介质储箱以及传热介质泵；所述制热单元、制冷单元、传热介质储箱以及传热介质泵通过管路串联，用于对反应装置进行调温；所述制热单元和制冷单元沿传热介质传输方向连续设置；所述膨胀箱与管路通过第一连接管连通，用于对传热介质的体积变化进行缓冲。通过采用上述技术方案，对反应装置进行加热时，调节制热单元和传热介质泵工作，传热介质泵带动管路内的传热介质进行循环流动，流经制热单元时进行热交换，传热介质温度上升，继续流经反应装置时，高温的传热介质与低温的反应装置进行热交换，使得反应装置内的温度增加；随传热介质升温，传热介质发生体积膨胀，膨胀出的少量传热介质进入膨胀箱中，使得管路内的压力保持稳定。在传热介质升温过程中，传热介质流经制冷单元，由制冷单元内的温度检测组件对传热介质的温度进行实时监测，当检测到传热介质温度超过设定温度后，向加热冷却系统的控制单元提供反馈，控制单元控制制热单元暂停加热，待温度下降至合适温度后，控制单元控制制热单元重新进行加热，形成动态加热机制，以保证反应装置内的温度相对稳定。对反应装置进行冷却时，向膨胀箱内补充传热介质，补充的传热介质的量不少于管路内传热介质最低温度下的最大体积收缩量，调节制冷单元和传热介质泵工作，传热介质泵带动管路内的传热介质进行循环流动，流经制冷单元时进行热交换，传热介质温度下降，继续流经反应装置时，低温的传热介质与高温的反应装置进行热交换，使得反应装置内的温度下降；随传热介质温度下降，管路内的传热介质发生体积收缩，膨胀箱内的传热介质进入管路，对循环的传热介质进行补充，使得管路内的压力保持稳定。在传热介质降温过程中，由制冷单元内的温度检测组件对传热介质的温度进行实时监测，并根据温度控制制冷单元制冷机组的启停，使得自制冷单元流出的传热介质的温度保持稳定，以保证反应装置内的温度相对稳定。设计的制热单元、制冷单元、传热介质储箱以及传热介质泵，通过管路与反应装置构成循环回路，使得使用单一传热介质即可将反应装置调至高温或者低温，使用过程中无需更换传热介质，避免了多种传热介质混用造成的相互污染，方便实用，节约生产成本，便于在大规模工业化生产中应用；设计的膨胀箱，对传热介质温度变化引起的体积变化进行补偿，使得管路内压力保持相对稳定，同时避免了管路内充入空气影响传热介质的循环，保证传热介质在管路内能够正常运行；并且，使得形成的管路系统为密闭系统，减少了传热介质的蒸发损失，进而较少了传热介质蒸发对周围环境的污染。可选的，所述膨胀箱包括箱体和与所述箱体连通的排气管，所述箱体底部高于所述管路与反应装置传热介质出口连接处，所述排气管设置于所述箱体顶部。通过采用上述技术方案，设计的膨胀箱的高度，使得管路内的传热介质能够在一定的压力下运行，而高压条件会使得传热介质的沸点提高，即能够提高传热介质的最高运行温度，在无需更换传热介质的情况下，提升了加热冷却系统的最高加热温度和对反应装置的加热效率，增加了加热冷却系统的适用性，有利于大规模工业化生产使用；设计的排气管，使得箱体内腔和大气连通，便于管路内压力稳定，同时，使得传热介质蒸汽在通过向外界流动的过程中，重新在排气管上冷凝结成液滴，落入膨胀箱内，进一步减少了传热介质的蒸发损失，减小了传热介质对外界环境的污染。可选的，所述膨胀箱包括箱体和与所述箱体连通的排气管，所述第一连接管上设置有增压泵。通过采用上述技术方案，设计的增压泵，使得膨胀箱在能够对传热介质温度变化引起的体积变化进行缓冲的同时，也能够使得管路内的传热介质高压运行，且能够通过控制增压泵的运行时间，对管路内传热介质的沸点进行控制，进而控制传热介质的最高运行温度，在无需更换传热介质的情况下，提升了加热冷却系统的最高加热温度和对反应装置的加热效率，增加了加热冷却系统的适用性，有利于大规模工业化生产使用；设计的排气管，使得箱体内腔和大气连通，便于箱体内腔中压力稳定，避免增压泵工作导致箱体内压强过低而造成箱体受损，保证增压泵安全运行。可选的，所述第一连接管上设置有第一控制阀。通过采用上述技术方案，设计的第一控制阀，在对传热介质进行加热或冷却前对打开，使得膨胀箱能够作用对传热介质的体积变化进行补偿；当传热介质在管路中稳定运行后，调节第一控制阀封闭，将膨胀箱内的传热介质和管路内运行的传热介质隔绝，减少热交换，一方面减少系统内运行的传热介质的热量损失，另一方面使得膨胀箱内的传热介质温度保持相对稳定，减少膨胀箱内传热介质的蒸发，减小对环境的污染。可选的，所述制热单元的传热介质出口与制冷单元的传热介质出口之间通过第二连接管连通，所述第二连接管上设置有第二控制阀，所述制冷单元的传热介质入口上设置有第三控制阀，所述制热单元的传热介质出口上设置有温度检测器。通过采用上述技术方案，设计的第二连接管，使得管路形成独立的加热循环回路，即在对传热介质进行加热时，传热介质无需经过制冷单元进行循环，减少传热介质在经过制冷单元时的热量损失，节约能源，设计的温度检测器，对自制热单元流出的传热介质温度进行检测，便于加热冷却系统的控住单元对制热单元进行控制。可选的，所述传热介质储箱上设置有进液管和出液管，所述进液管上设置有止逆阀和抽液泵，所述出液管上设置有第四控制阀。通过采用上述技术方案，向管路内充入传热介质时，将进液管和用于储存传热介质的存储罐连通，打开抽液泵，抽液泵将传热介质泵入传热介质储箱内，使得传热介质通过传热介质储箱流入并充满管路，之后继续向传热介质储箱中泵送传热介质，使得传热介质通过第一连通管充入膨胀箱中，直至膨胀箱中的传热介质的量不少于管路内传热介质最低温度下的最大体积收缩量，调节抽液泵停止工作，此时传热介质储箱和管路中充满传热介质；设计的止逆阀和抽液泵配合，便于向管路中注入传热介质，通过抽液泵，保证管路中能够充满传热介质，避免管路中留存有空气造成传热介质泵使用时发生气缚，保证系统正常运行。可选的，所述传热介质为水、高沸点多元醇水溶液或者高沸点多元醇中的任意一种。通过采用上述技术方案，采用水、高沸点多元醇水溶液或者高沸点多元醇作为传热介质，在常压条件下即可以在较宽的温度范围内满足不同温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单一介质加热冷却系统，其特征在于：包括制热单元（1）、制冷单元（2）、膨胀箱（3）、传热介质储箱（4）以及传热介质泵（5）；/n所述制热单元（1）、制冷单元（2）、传热介质储箱（4）以及传热介质泵（5）通过管路（6）串联，用于对反应装置（7）进行调温；/n所述制热单元（1）和制冷单元（2）沿传热介质传输方向连续设置；/n所述膨胀箱（3）与管路（6）通过第一连接管（61）连通，用于对传热介质的体积变化进行缓冲。/n

【技术特征摘要】
1.一种单一介质加热冷却系统，其特征在于：包括制热单元（1）、制冷单元（2）、膨胀箱（3）、传热介质储箱（4）以及传热介质泵（5）；
所述制热单元（1）、制冷单元（2）、传热介质储箱（4）以及传热介质泵（5）通过管路（6）串联，用于对反应装置（7）进行调温；
所述制热单元（1）和制冷单元（2）沿传热介质传输方向连续设置；
所述膨胀箱（3）与管路（6）通过第一连接管（61）连通，用于对传热介质的体积变化进行缓冲。


2.根据权利要求1所述的单一介质加热冷却系统，其特征在于：所述膨胀箱（3）包括箱体（31）和与所述箱体（31）连通的排气管（32），所述箱体（31）底部高于所述管路（6）与反应装置（7）传热介质出口连接处，所述排气管（32）设置于所述箱体（31）顶部。


3.根据权利要求1所述的单一介质加热冷却系统，其特征在于：所述膨胀箱（3）包括箱体（31）和与所述箱体（31）连通的排气管（32），所述第一连接管（61）上设置有增压泵（611）。


4.根据权利要求2或3所述的单一介质加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，
申请(专利权)人：陕西恒诚制药有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61