基于热管换热器的液氮冷能利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术的基于热管换热器的液氮冷能利用装置，包括由若干平行的热管组成的换热器组；沿氮气流动方向构成预冷段

【技术实现步骤摘要】
基于热管换热器的液氮冷能利用装置


[0001]本专利技术涉及一种冷能利用装置，具体涉及一种基于热管换热器的液氮冷能利用装置，属于冷凝冷却

。

技术介绍

[0002]在企业生产中经常使用到液氮
、
液氨供车间使用
。
[0003]在液氮
、
液氨供车间使用前需先将其气化，而气化过程中需要吸收大量的热量；而在车间内，环境和高功率设备产生大量的热量，为保证车间的室温，则需要增加设备降温散热
。
[0004]CN 113670091 A
提出了一种采用管壳式换热器的冷能利用装置
。
但在液氮
、
液氨的利用中，由于液氮液氨的温度过低，容易导致结冰而堵塞管道的现象，特别是在启停阶段，结冰往往导致无法启动
。
[0005]CN 218096740 U
提出了一种将液氮气化器放入蓄水池中，解决了结冰问题，但是蓄水池的保温相对于管道更难完成，会造成冷量浪费
。
[0006]因此，有必要提供一种装置，充分利用车间热量的同时，解决液氮气化所需要的热量
。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于热管换热器的液氮冷能利用装置
。
[0008]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：基于热管换热器的液氮冷能利用装置，包括换热器组；所述换热器组包括若干平行的热管，沿氮气流动方向构成预冷段
、
气化段
、
升温段；所述预冷段的热管，热端管侧设有翅片，冷端管侧光滑设置；所述气化段的热管，热端管侧光滑设置，冷端套有管套；所述升温段的热管，热端管侧和冷端管侧均设有翅片
。
[0009]上述换热器组的热端置于密闭的热腔中，冷端置于密闭的冷腔中；所述冷腔设有第一入口和第一出口，所述第一入口接氮源，第一出口通过气管接入冷凝室；所述热腔设有第二入口和第二出口，并经第二入口和第二出口通过液管与泵
、
热交换器串接，于热腔和热交换器之间循环冷凝介质；所述热交换器置于冷凝室内
。
[0010]于热腔和热交换器之间还串接储罐，用于存储冷凝介质
。
[0011]进一步的，上述气管设有冷阀
。
[0012]再进一步的，于第一出口和冷阀间，上述气管通过泄压阀侧接泄压罐
。
[0013]上述预冷段的热管为1根，气化段的热管为2根，升温段的热管为2根
。
[0014]本专利技术的有益之处在于：本专利技术的一种基于热管换热器的液氮冷能利用装置，采用热管换热器对液氮气化过程中释放的冷能进行回收利用，利用循环水将冷能转运至车间内，与车间内的热量进行交互，降低车间温度的同时，利用并回收车间内的热量
。
[0015]本专利技术通过调整热管的结构，确保热管的热端不结冰，并根据液氮吸热状态优化热管的冷端结构，在预冷段增加翅片降低热阻，在气化段增加管套增加热阻，在升温段增加翅片以降低热阻强化换热
。
本专利技术将车间的热与液氮
、
液氨气化的冷能进行交换，杜绝了二者的浪费，提高能量利用率，节能减排，节省成本，具有很强的实用性和广泛地适用性
。
附图说明
[0016]图1为基于热管换热器的液氮冷能利用装置的结构示意图
。
[0017]附图中标记的含义如下：
1、
冷腔，
2、
热腔，
3、
预冷段，
4、
气化段，
5、
升温段，
6、
热交换器，
7、
储罐，
8、
泵，
9、
冷凝室，
10、
冷阀，
11、
泄压阀，
12、
泄压罐，
13、
液氮罐，
14、
供氮阀，
15、
截止阀
。
具体实施方式
[0018]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍
。
[0019]本实施例中的冷凝介质选用水
。
[0020]基于热管换热器的液氮冷能利用装置，由氮回路和水回路组成
。
[0021]氮回路由氮源
、
冷腔
1、
换热器组的冷端
、
泄压罐
12、
和若干阀门组成
。
其中，冷腔1为密闭腔，设有第一入口和第一出口；氮源为液氮罐
13
，液氮罐
13
通过供氮阀
14
接冷腔1的第一入口，换热器组的冷端置入冷腔1中，冷腔1的第一出口接气管，气管设有冷阀
10
，气管的管口通入冷凝室9（车间）
。
[0022]于第一出口和冷阀
10
间，气管还通过泄压阀
11
侧接泄压罐
12。
[0023]水回路依次由热腔
2、
热交换器
6、
储罐
7、
截止阀
15、
泵8通过液管串接成循环的回路
。
其中，热交换器6置于冷凝室9内，换热器组的热端置于密闭的热腔2中，热腔2通过设置的第二入口和第二出口串接入回路
。
[0024]换热器组由若干平行的热管组成
。
于冷端，沿氮气的流动方向，热管分为预冷段
3、
气化段
4、
升温段5；其中，预冷段3的热管，热端管侧设有翅片，翅片用于翅片增大热阻的方式降低热阻，防止热侧的管壁面温度过低而结冰；冷端管侧光滑设置；气化段4的热管，热端管侧光滑设置，冷端套有管套，增加热阻，以增加冷量利用效率；在气化段4由于气化沸腾产生的对流换热热阻极小，为了防止气化段4结冰，因此在气化段4采用接触热阻，增加管壁的方式增加冷凝侧的热阻
。
[0025]升温段5的热管，热端管侧和冷端管侧均设有翅片，以降低热阻强化换热
。
[0026]优选的，预冷段3的热管为1根，气化段4的热管为2根，升温段5的热管为2根
。
热管选用
R122
等凝固点低的工质
。
[0027]使用时，第一步：打开截止阀
15
，打开供水泵8，水从储罐7（水箱）进入热腔2，开始循环
。
[0028]第二步：打开供氮阀
14、
冷阀
10
，液氮进入冷腔1，在预冷段3升温到饱和液状态；随后进入气化段4，开始气化； 再进入升温段5，随后经气管进入冷凝室9（车间）的供气管
。
[0029]同时：热侧的水吸热变为低温水，进入冷凝室9（车间）的热交换器6，与车间内的热量进行换热，换热后水至常温，循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于热管换热器的液氮冷能利用装置，其特征在于，包括换热器组；所述换热器组包括若干平行的热管，沿氮气流动方向构成预冷段
、
气化段
、
升温段；所述预冷段的热管，热端管侧设有翅片，冷端管侧光滑设置；所述气化段的热管，热端管侧光滑设置，冷端套有管套；所述升温段的热管，热端管侧和冷端管侧均设有翅片
。2.
根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换热器组的热端置于密闭的热腔中，冷端置于密闭的冷腔中；所述冷腔设有第一入口和第一出口，所述第一入口接氮源，第一出口通过气管接入冷凝室；所述热腔设有第二入口和第二出口，并经第二入口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶汉中，陈敏进，
申请(专利权)人：江苏玖亿玖能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：