空气温度调节装置及换热器的制作方法

本实用新型涉及空气温度调节领域，具体而言，涉及一种空气温度调节装置及换热器。

背景技术：

换热器(heat exchanger)，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

在化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等使用，另外，换热器在石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，且应用广泛。

然而，现有的换热器中空气温度调节装置结构复杂，成本高昂，空气加热效率低，往往不能较好的满足用户的需求。

综上所述，如何提供结构简单，空气加热效率高的空气温度调节装置，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种空气温度调节装置，该空气温度调节装置设计合理，结构简单，通过采用控制器配合温度变送器，来控制弓形闸门与隔挡件的位置关系，能够精确的调整冷空气出口处的温度，调节方便，满足用户需求，且提高空气加热效率。

本实用新型的目的还在于提供了一种换热器，具有上述空气温度调节装置的优点。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型的实施例提供了一种空气温度调节装置，包括：

壳本体，所述壳本体的侧壁周向设置有冷空气出口和热空气出口；

换热芯体，所述换热芯体嵌设于所述壳本体的内腔；

密封组件，所述密封组件固定设置于所述壳本体与所述换热芯体之间且将所述壳本体的内腔隔离为相互独立的多个空腔，所述多个空腔包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔与所述冷空气出口相对应，所述第二空腔与所述热空气出口相对应；和

调节机构，所述调节机构包括调节闸组、温度变送器以及控制器，所述温度变送器用于检测所述冷空气出口处的温度并反馈到所述控制器，所述控制器控制所述调节闸组运动。

另外，根据本实用新型的实施例提供的空气温度调节装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的可选实施例中，所述密封组件的数量为四个且沿所述换热芯体的周向固定设置，所述多个空腔还包括第三空腔和第四空腔；

所述第三空腔与所述冷空气进口相对应，所述第四空腔与所述热空气进口相对应。

在本实用新型的可选实施例中，所述换热芯体为长方体结构，沿其长度方向间隔设置有第一换热件和第二换热件；

所述第一空腔和所述第三空腔分别位于所述第一换热组件的两侧，所述冷空气进口、所述第三空腔、所述第一换热组件、所述第一空腔以及所述冷空气出口依次连通；

所述第二空腔和所述第四空腔分别位于所述第二换热组件的两侧，所述热空气进口、所述第四空腔、所述第二换热组件、所述第二空腔以及所述热空气出口依次连通。

在本实用新型的可选实施例中，所述调节闸组包括隔挡件、调节闸门以及动力组件；

所述壳本体的侧壁周向还设置有热空气进口，所述热空气进口与所述热空气出口相对应；

所述隔挡件的形状与所述壳本体的形状相匹配且与所述换热芯体的第一端固定连接，所述隔挡件将所述壳本体的内腔隔离为可调空腔，所述热空气进口位于可调空腔的侧壁；

所述隔挡件开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔将所述第二空腔和所述可调空腔相连通，所述第二通孔能够将所述第四空腔和所述可调空腔相连通；

所述调节闸门与所述隔挡件贴合设置，所述动力组件能够带动所述调节闸门移动从而将所述第二通孔打开或者闭合，使得所述第四空腔和所述可调空腔具有连通的第一状态和所述第四空腔和所述可调空腔具有隔断的第二状态。

在本实用新型的可选实施例中，所述动力组件包括电机和螺杆，所述电机固定设置于所述壳本体的远离所述热空气出口的一端，所述电机的输出轴与所述螺杆固定连接，所述螺杆与所述调节闸门螺纹连接；

所述输出轴的旋转带动所述螺杆转动，所述螺杆转动带动所述调节闸门上下运动。

在本实用新型的可选实施例中，所述壳本体为空心圆柱状结构，所述调节闸门为弓形闸门，所述弓形闸门的上弧线与所述壳本体的周壁相配合。

在本实用新型的可选实施例中，所述壳本体的侧壁周向还设置有冷空气进口，所述冷空气进口与所述冷空气出口相对应；

所述热空气出口和所述冷空气出口均与所述换热芯体的第一端相对应，所述热空气进口和所述冷空气进口均与所述换热芯体的第二端相对应；

所述换热芯体的第二端与所述壳本体的端部密封连接。

在本实用新型的可选实施例中，所述密封组件的一端与所述壳本体的内壁固定连接，所述密封组件的另一端与所述换热芯体密封连接。

在本实用新型的可选实施例中，所述密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件远离于所述第二空腔设置，所述第二密封件靠近于所述第二空腔设置；

所述第一密封件与所述换热芯体之间采用垫片密封；

所述第二密封件与所述换热芯体之间采用齿形密封和垫片密封。

本实用新型的实施例还提供了一种换热器，包括空气温度调节装置。

本实用新型实施例的有益效果是：结构简单、设计合理、能够根据用户需要精确的对冷空气出口处的温度进行调节，装配方便，易操作，提高了换热效率，且降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的空气温度调节装置的第一视角的示意图；

图2为图1的第二视角的示意图；

图3为图1中换热芯体的示意图；

图4为图2中第二密封件的示意图；

图5为图2中隔挡件的示意图。

图标：100-空气温度调节装置；10-壳本体；102-冷空气进口；104-冷空气出口；106-热空气进口；108-热空气出口；12-可调空腔；13-换热芯体；132-第一换热件；135-第二换热件；16-密封组件；163-第一密封件；165-第二密封件；172-第一空腔；174-第二空腔；176-第三空腔；178-第四空腔；182-调节闸组；1821-隔挡件；1822-第一通孔；1823-第二通孔；1825-调节闸门；1827-动力组件；185-温度变送器；187-控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

其中图1—图5对应本实用新型的实施例1，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例1提供的空气温度调节装置100，包括壳本体10、换热芯体13、密封组件16以及调节机构，换热芯体13设置于壳本体10的内腔中，密封组件16将壳本体10和换热芯体13隔离为多个空腔，调节机构用于检测并调节冷空气出口104处的温度。

下面对该空气温度调节装置100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

首先，详细介绍壳本体10的具体结构，请参照图1和图2所示，该壳本体10为空心圆柱状结构，包括侧壁和两个相对设置的端壁，其中，壳本体10的侧壁的周向设置有冷空气进口102、冷空气出口104、热空气进口106以及热空气出口108，具体的，冷空气进口102与冷空气出口104相对应，热空气进口106与热空气出口108相对应。

可选的，该冷空气进口102和热空气进口106分别与换热芯体13的第二端相对应，冷空气出口104和热空气出口108分别与换热芯体13的第一端相对应，在本实用新型的实施例1中，冷空气进口102、冷空气出口104、热空气进口106以及热空气出口108均为空心圆柱状结构。

当然，冷空气进口102、冷空气出口104、热空气进口106以及热空气出口108除了圆柱状还可以为其他结构，具体形状不做限制，可以理解的是，通过设置进口和出口可以方便的将外接管道与该壳本体10固定连接。

其中，调节机构中的隔挡件1821纵向设置于壳本体10的内腔中，将壳本体10的内腔的远离第二端的一侧分隔出可调空腔12，具体的，热空气出口108设置于可调空腔12的侧壁上。

其次，详细介绍换热芯体13的具体结构，请参照图3所示，该换热芯体13嵌设于壳本体10的内腔中，且换热芯体13的第一端与调节组件的隔挡件1821固定连接，换热芯体13的第二端与壳本体10的端部密封连接。

可选的，换热芯体13为长方体结构，沿其长度方向间隔设置有第一换热件132和第二换热件135，第一换热件132和第二换热件135的数量均为多个，其中，多个第一换热件132的开口朝向一致，多个第二换热件135的开口朝向一致，且第一换热件132的开口朝向与第二换热件135的开口朝向基本垂直，此处的基本垂直是指第一换热件132的开口贯穿换热芯体13相对的两个侧壁，第二换热件135的开口贯穿换热芯体13另外两个相对的侧壁。

可选的，第一换热件132和第二换热件135均包括了相互平行的多个换热片，使得流经该换热件的气体实现换热的目的。

当该长方形的换热芯体13嵌设于圆柱形的壳本体10后，冷空气进口102和冷空气出口104分别位于第一换热件132的两侧，使得冷空气从冷空气进口102进入该壳本体10内，流经第一换热件132后从冷空气出口104流出；热空气进口106和热空气出口108分别位于第二换热件135的两侧，使得热空气从热空气进口106进入该壳本体10内，流经第二换热件135后从热空气出口108流出。

再次，详细介绍密封组件16的具体结构，请参照图2和图4所示，密封组件16的数量为多个，全部的密封组件16依次固定设置于壳本体10与换热芯体13之间，且将壳本体10的内腔隔离为相互独立的多个空腔。

在本实用新型的实施例1中，密封组件16的数量为四个，四个密封组件16沿换热芯体13的周向固定设置，且四个密封组件16分别与换热芯体13的四个棱角一一对应，当密封组件16的两端分别与壳本体10和换热芯体13连接后，将壳本体10的内腔分隔为四个相互独立的空腔。

可选的，定义该四个空腔分别为第一空腔172、第二空腔174、第三空腔176以及第四空腔178，其中，第一空腔172与第三空腔176相对应，即第一空腔172和第三空腔176分别位于第一换热组件的两侧，第二空腔174与第四空腔178相对应，即第二空腔174和第四空腔178分别位于第二换热组件的两侧。

具体的，第一空腔172与冷空气出口104相对应，第二空腔174与热空气出口108相对应，第三空腔176与冷空气进口102相对应，第四空腔178与热空气进口106相对应，冷空气进口102、第三空腔176、第一换热组件、第一空腔172以及冷空气出口104依次连通；热空气进口106、第四空腔178、第二换热组件、第二空腔174以及热空气出口108依次连通。

在本实用新型的实施例1中，该密封组件16的形状为Y形结构，密封组件16的一端与壳本体10的内壁固定连接，密封组件16的另一端包括相互垂直的密封部，该相互垂直的密封部正好与换热芯体13的棱角相匹配，从而与换热芯体13密封连接

可选的，密封组件16包括第一密封件163和第二密封件165，其中，第一密封件163远离于第二空腔174设置，第二密封件165靠近于第二空腔174设置。

具体的，在本实用新型的实施例1中，第一密封件163和第二密封件165的数量均为两个，定义第一密封件163位于换热芯体13的上部，第二密封件165位于换热芯体13的下部，则第一密封件163与换热芯体13之间采用垫片密封，第二密封件165与换热芯体13之间采用齿形密封和垫片密封，即可以较好的满足密封效果，又便于装配，操作方便。

最后，详细介绍调节机构的具体结构，请参照图1所示，该调节机构包括调节闸组182、温度变送器185以及控制器187，其中，温度变送器185设置于冷空气出口104处且用于检测冷空气出口104处的温度，同时将检测结果反馈到控制器187，控制器187对检测结果与预设结果进行比较、判断，并发出指令控制调节闸组182运动。

可选的，该调节闸组182包括隔挡件1821、调节闸门1825以及动力组件1827，其中，隔挡件1821的形状与壳本体10的形状相匹配，且隔挡件1821与换热芯体13的第一端固定连接将壳本体10的空腔隔离出可调空腔12。

在本实用新型实施例1中，请参照图5所示，隔挡件1821为圆板状，且开设有第一通孔1822和第二通孔1823，其中，第一通孔1822位于第二通孔1823的下方且将第二空腔174和可调空腔12相连通，第二通孔1823位于上方且能够可选择的将第四空腔178和可调空腔12相连通。

可选的，调节闸门1825与隔挡件1821贴合设置，该调节闸门1825为弓形闸门，弓形闸门的上弧线与壳本体10的周壁相配合，动力组件1827能够带动调节闸门1825上下移动，从而将隔挡件1821上的第二通孔1823打开或者闭合，使得第四空腔178和可调空腔12具有连通的第一状态和隔断的第二状态。

可选的，动力组件1827包括电机和螺杆，电机固定设置于壳本体10的远离热空气出口108的一端，该电机的输出轴与螺杆固定连接，螺杆与调节闸门1825螺纹连接，电机的输出轴旋转带动螺杆转动，螺杆转动带动调节闸门1825上下运动，从而将第二通孔1823打开或者闭合。

在本实用新型的实施例1中，电机为步进电机。

本实用新型的实施例1提供的空气温度调节装置100的工作原理为：

冷气体经冷空气进口102进入到第三腔室，冷空气在换热芯体13内与热气体换热后，冷空气进入到第一腔室，最后经冷空气出口104流出。

当弓形闸门运动到顶部上限时，第二通孔1823闭合，所有的热气体经热空气进口106进入第四腔室，在换热芯体13内与冷气体换热后，进入到第二腔室，最后经热空气出口108流出。

当弓形闸门运动到上限与下限之间或下限时，第二通孔1823部分打开或者全部打开，一部分热气体经热空气进口106进入第四腔室，在换热芯体13内与冷气体换热后，进入到第二腔室。另一部分热气体经热空气进口106进入第四腔室，经过隔挡件1821上的第二通孔1823，流入可调空腔12中，在可调空腔12中与从第二腔室流出的气体进行混合，最后经热空气出口108流出。

冷空气出口104处的温度变送器185对冷空气出口104处的温度进行检测，并将温度测量信号送到控制器187中。当检测到冷空气出口104处的温度高于预设温度时，控制器187将驱动电机旋转，从而螺杆带动调节闸门1825向第一通孔1822侧运动，第二通孔1823打开，此时，更多的热空气将不经过换热芯体13与冷空气换热，而直接从第二通孔1823进入到可调空腔12中，最后从热空气出口108排出，从而降低冷空气出口104处的温度，反之亦然。

本实用新型实施例1提供的空气温度调节装置100具有的有益效果是：

设计合理、结构简单，能够根据用户需要精确的对冷空气出口104处的温度进行调节，装配方便，易操作，通过控制器187实现自动调节，使得空气的加热效率提高，同时降低生产成本，具有较好的市场推广前景。

实施例2

本实用新型实施例2提供了一种换热器，包括实施例1提供的空气温度调节装置100，具体说明如下：

在本实用新型实施例2中，换热器通过空气温度调节装置100将冷空气出口104处的温度调节至用户预设的温度，且调节方便，温度调控精确。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。