一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法技術

本發明專利技術是一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，該方法的實施方式是在原有的循環回路中，加設一路回液分支路(7)，使經過在熱交換器(5)以后的一部分流體重新流回至循環泵(4)的入口，通過流量調節閥Ⅰ(9)和流量調節閥Ⅱ(11)的開度來調節回流冷流體的流量，以得到不同的熱交換器(5)入口的溫度，從而得到不同的出口的溫度和兩者的溫差，最終實現對冷流體換熱量的調節，滿足工程使用要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，屬于熱交換

技術介紹
熱交換器的工作過程：冷熱流體通過換熱器進行熱量交換，冷流體的吸熱量恒等于熱流體的放熱量。應用實例模型中，換熱器是作為空氣冷卻器使用，也就是說，列管換熱器，置于空氣流通的風道內，列管豎置，流動的熱空氣橫掠多排管束。低溫載冷劑在管內流動，低流入、高流出。對熱空氣而言，流速v一定，則單位時間流經的空氣流量一定。工程條件空氣入口溫度有多個工況，如20度，0度，-10度，而出口溫度也不一定，分多個工況，如-25度，-55度等，那么空氣流經換熱器所需的放熱量Q1是個變量，Q1＝c×m×Δt。式中，c是流體的熱物理特性參數，m是流量，Δt是進出口溫差。為了滿足熱流體的多種工況，需要冷流體的吸熱量隨著熱流體的放熱量的改變而改變。對于冷流體而言，其吸熱量Q2＝c×m×Δt，可調節量是流量m和出口溫差Δt，如果調節流量，即調節換熱器入口流速，則伴隨著也會改變換熱器的換熱性能和效率。因為換熱器的換熱量Q3＝k╳A╳△t，k是對流換熱系數，A是有效換熱面積，Δt是進出口溫差，對于既定的換熱器而言，A是定值；如果流體流速恒定，那么對流換熱系數k是定值；如果流體流速是變量，那么代表流動特性的雷諾數Re普朗特數Pr格朗肖夫數Gr均是變量，其對流換熱系數k也是變量，且k與v呈復雜的非線性關系。對于調節流量的過程，是個復雜的過程，不易實現。例如：熱空氣的放熱量，工況1時，Q1是100kW,即Q2＝Q1，則需冷流體的流量為20m3/min，其經過換熱面的流速為2m/s；而當熱空氣的放熱量，工況2時，是80kW，即Q2＝Q1，則需冷流體的流量為16m3/min，其經過換熱面的流速為1.8m/s。可以看出，流體流速是變量，那么，換熱器的對流換熱系數k會隨著v呈復雜的非線性關系。
技術實現思路
本專利技術正是針對上述現有技術中存在的問題而設計提供了一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，其目的是通過調節冷流體在熱交換器的進出口溫差代替調節冷流體流量，大大簡化了調節換熱量的控制原理，提高了工藝調節過程的精度與響應速度。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：該種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，該變換熱量的冷卻循環的過程為：冷流體經管道(3)由恒低溫儲罐(1)、截止閥Ⅰ(2)、循環泵(4)流至熱交換器(5)，在熱交換器(5)完成熱量變換后再經過截止閥Ⅱ(6)流回至恒低溫儲罐(1)，在該回路中，在循環泵(4)的入口處設置有溫度測點和流量測點，其特征在于：在截止閥Ⅰ(2)和循環泵(4)之間的管道(3)上，設置一個三通Ⅰ(7)形成一個回液分支路，回液分支路的另一端通過另一個三通Ⅱ(8)連接在截止閥Ⅱ(6)和恒低溫儲罐(1)之間的管道(3)上，回液分支路上設置有流量調節閥Ⅰ(9)和截止閥Ⅲ(10)，回液分支路中冷流體的流向是從三通Ⅱ(8)流向三通Ⅰ(7)，另外，在三通Ⅱ(8)和恒低溫儲罐(1)之間的管道(3)上再設置一個流量調節閥Ⅱ(11)和截止閥Ⅳ(12)；上述兩個流量調節閥Ⅰ(9)和流量調節閥Ⅱ(11)的開度之和等于1。本專利技術方法中，放棄了對冷流體的流量調節，改用調節溫差，即調節冷流體在熱交換器(5)入口的溫度，入口溫度的變化使出口的溫度和兩者的溫差產生相應的變化，以達到調節冷流體吸熱量的目的，滿足工程使用要求。該方法的實施方式是在原有的循環回路中，加設一路回液分支路(7)，使經過在熱交換器(5)以后的一部分流體重新流回至循環泵(4)的入口，通過流量調節閥Ⅰ(9)和流量調節閥Ⅱ(11)的開度來調節回流冷流體的流量，以得到不同的熱交換器(5)入口的溫度，從而得到不同的出口的溫度和兩者的溫差，最終實現對冷流體換熱量的調節，滿足工程使用要求。因為換熱量Q3＝k╳A╳△t，對于既定的換熱器而言，A是定值；本方法中設計流經熱交換器(5)的冷流體流量恒定即流速恒定，那么對流換熱系數k是定值；調節溫差Δt，可以實現調節換熱量Q3的目的。兩個流量調節閥Ⅰ(9)和流量調節閥Ⅱ(11)的開度之和等于1是為了保證重新流回至循環泵(4)的入口的冷流體流量滿足控制要求。附圖說明圖1為本專利技術方法所述冷卻循環過程的示意圖具體實施方式以下將結合附圖和實施例對本專利技術技術方案作進一步地詳述：參見附圖1所示，該種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，該變換熱量的冷卻循環的過程為：冷流體經管道3由恒低溫儲罐1、截止閥Ⅰ2、循環泵4流至熱交換器5，在熱交換器5完成熱量變換后再經過截止閥Ⅱ6流回至恒低溫儲罐1，在該回路中，在循環泵4的入口處設置有溫度測點和流量測點，其特征在于：在截止閥Ⅰ2和循環泵4之間的管道3上，設置一個三通Ⅰ7形成一個回液分支路，回液分支路的另一端通過另一個三通Ⅱ8連接在截止閥Ⅱ6和恒低溫儲罐1之間的管道3上，回液分支路上設置有流量調節閥Ⅰ9和截止閥Ⅲ10，回液分支路中冷流體的流向是從三通Ⅱ8流向三通Ⅰ7，另外，在三通Ⅱ8和恒低溫儲罐1之間的管道3上再設置一個流量調節閥Ⅱ11和截止閥Ⅳ12；上述兩個流量調節閥Ⅰ9和流量調節閥Ⅱ11的開度之和等于1。工作過程中，冷流體流經熱交換器5后吸收熱量。根據不同的工況，冷流體的放熱量也會不同。圖中所示，冷流體在經過熱交換器5后從三通Ⅱ8分為兩個回液分為兩個支路，其中一分支路流回至循環泵4前與低溫供液路匯合于三通Ⅰ7，另一分支路流回到恒低溫儲罐1中。回液分支路7中冷流體的流向是從三通Ⅱ8流向三通Ⅰ7，另外，在三通Ⅱ8和恒低溫儲罐1之間的管道3上再設置一個流量調節閥Ⅱ11和截止閥Ⅳ12。通過調節流量調節閥Ⅰ9的開度來調節回液分支路7的回液流量，得到不同的冷流體的入口溫度，從而冷流體的熱交換器5前后溫差Δt不同，熱交換器的換熱量不同，滿足不同工況的換熱要求。循環回路中，在循環泵4前設置一個溫度測點，采集此處溫度，并用它作為反饋信號，編入控制程序來控制流量調節閥Ⅰ9的開度。流量調節閥Ⅰ9和流量調節閥Ⅱ11均為氣動調節閥或是電動調節閥。流量調節閥Ⅰ9和流量調節閥Ⅱ11可以實現聯鎖控制，即兩閥開度比例的總合等于1，其中流量調節閥Ⅰ9為主控閥。與現有技術相比，本專利技術方法通過調整調節流量調節閥的開度，以獲得熱交換器不同的換熱量，大大簡化了調節換熱量的控制原理，提高了工藝調節過程的精度與響應速度。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，該變換熱量的冷卻循環的過程為：冷流體經管道(3)由恒低溫儲罐(1)、截止閥Ⅰ(2)、循環泵(4)流至熱交換器(5)，在熱交換器(5)完成熱量變換后再經過截止閥Ⅱ(6)流回至恒低溫儲罐(1)，在該回路中，在循環泵(4)的入口處設置有溫度測點和流量測點，其特征在于：在截止閥Ⅰ(2)和循環泵(4)之間的管道(3)上，設置一個三通Ⅰ(7)形成一個回液分支路，回液分支路的另一端通過另一個三通Ⅱ(8)連接在截止閥Ⅱ(6)和恒低溫儲罐(1)之間的管道(3)上，回液分支路上設置有流量調節閥Ⅰ(9)和截止閥Ⅲ(10)，回液分支路中冷流體的流向是從三通Ⅱ(8)流向三通Ⅰ(7)，另外，在三通Ⅱ(8)和恒低溫儲罐(1)之間的管道(3)上再設置一個流量調節閥Ⅱ(11)和截止閥Ⅳ(12)。

【技術特征摘要】
1.一種變換熱量的冷卻過程的混液調溫方法，該變換熱量的冷卻循環的過程為：冷流體經管道(3)由恒低溫儲罐(1)、截止閥Ⅰ(2)、循環泵(4)流至熱交換器(5)，在熱交換器(5)完成熱量變換后再經過截止閥Ⅱ(6)流回至恒低溫儲罐(1)，在該回路中，在循環泵(4)的入口處設置有溫度測點和流量測點，其特征在于：在截止閥Ⅰ(2)和循環泵(4)之間的管道(3)上，設置一個三通Ⅰ(7)形成一個回液分支路，回液分支路的另一端通過另一個三...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟立超，端木兵雷，趙斌，李雪峰，秦鵬，房江南，
申請(專利權)人：中國航空規劃設計研究總院有限公司，中航工程集成設備有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11