一种智能控温型高效节能换热器的制作方法

本实用新型涉及一种换热器，具体涉及一种智能控温型高效节能换热器，属于换热器技术领域。

背景技术：

随着工业生产水平的不断提高，对工艺设备以及生产条件的要求也越来越高。许多工业设备的生产过程中需要热水对加工材料或设备进行加热，目前常用的加热方式是使用加热系统提供一定温度的为目标冷液进行加热，出料温度控制已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节，能否成功地将温度控制在所需的范围内关系到生产质量与效率。

换热器，是一种将热液体的部分热量传递给冷液体的设备，又称热交换器。常见于化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产，其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，应用广泛。传统换热器换热模式比较单一，换热效果较差，换热效率低，且换热器的出料温度控制效果不佳，达不到理想的出液温度要求，影响目标设备的正常运行，甚至容易出现因目标液的出液温度过高而引发安全事故。因此，为了解决以上问题，亟待设计一种智能控温型高效节能换热器。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种智能控温型高效节能换热器，通过对输出的目标热液温度进行调节，达到目标设备所需的工作液温度，使得目标设备能够安全稳定地运行；还可对高温介质液的输入量进行调节，减少热源损耗，更加节能。

本实用新型的智能控温型高效节能换热器，包括管壳式结构的换热器本体，及与换热器本体电连接的plc控制柜，所述换热器本体其前后两端分别设置有与介质进液管法兰连接的介质热液进口及与介质出液管法兰连接的介质冷液出口；所述换热器本体其上端设置有与目标液进液管法兰连接的目标冷液进口及与目标液循环管法兰连接的目标液体循环进口；所述换热器本体其下端设置有与目标液高温出液管法兰连接的目标高温液出口及与目标液低温出液管法兰连接的目标低温液出口；所述目标液高温出液管和目标液低温出液管分别经三通接头与目标液出液管连接；所述目标液出液管上安装有出液开关阀；

所述目标液高温出液管上安装有三通阀；所述目标液循环管其背离目标液体循环进口一端经变频循环泵连接至三通阀其另一出口；所述目标液低温出液管上安装有第一流量调节阀；所述第一流量调节阀、变频循环泵其变频器、三通阀和出液开关阀分别与plc控制柜电连；

所述目标液高温出液管、目标液低温出液管和目标液出液管上分别安装有用于检测目标液温度的第一温度变送器、第二温度变送器和第三温度变送器；所述第一温度变送器、第二温度变送器和第三温度变送器分别与plc控制柜电控连接。

作为优选的实施方案，所述介质进液管上安装有第二流量调节阀；所述第二流量调节阀与plc控制柜电连接，可在介质进液管上安装第二流量调节阀，当第一温度变送器检测到的温度值低于设定温度时，还可通过plc控制柜控制并调节第二流量调节阀的开度，以调节增加高温介质液的输入量，结合循环加热，使得目标热液能够更快达到设定的输出温度，提高换热效率；当第一温度变送器检测到的温度值高于设定温度时，通过plc控制柜控制并调节第二流量调节阀的开度，以调节减小高温介质液的输入量，减少高温介质液与目标冷液的换热，且减少热源损耗，更加节能。

进一步地，所述plc控制柜由plc控制器及其最小控制单元组成。

进一步地，所述目标冷液进口和目标液体循环进口前后交错设置于换热器本体上方；所述目标冷液进口设置于靠近介质冷液出口一侧；所述目标液体循环进口设置于靠近介质热液进口一侧。

进一步地，所述目标高温液出口和目标低温液出口前后交错设置于换热器本体下方；所述目标高温液出口设置于靠近介质热液进口一侧；所述目标低温液出口设置于靠近介质冷液出口一侧。

作为优选的实施方案，所述目标冷液进口与目标低温液出口上下交错设置；所述目标高温液出口与目标液体循环进口上下交错设置。

进一步地，还包括与所述plc控制柜其plc控制器电连接的液晶显示屏，用于显示第一至第三温度变送器检测的温度，及用于显示第一流量调节阀、变频循环泵、三通阀、出液开关阀和第二流量调节阀的启停状态，便于操作人员查看及检修。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的智能控温型高效节能换热器，通过对输出的目标热液温度进行调节，达到目标设备所需的工作液温度，使得目标设备能够安全稳定地运行；还可对高温介质液的输入量进行调节，减少热源损耗，更加节能；对高温介质液的输入量进行调节并结合循环加热，使得目标热液能够更快达到设定的输出温度，提高换热效率。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1整体结构示意图。

图2是本实用新型的实施例2整体结构示意图。

附图中的各部件标注为：1-换热器本体，2-plc控制柜，3-介质进液管，4-介质热液进口，5-介质出液管，6-介质冷液出口，7-目标液进液管，8-目标冷液进口，9-目标液循环管，10-目标液体循环进口，11-目标液高温出液管，12-目标高温液出口，13-目标液低温出液管，14-目标低温液出口，15-三通接头，16-目标液出液管，17-出液开关阀，18-三通阀，19-变频循环泵，20-第一流量调节阀，21-第一温度变送器，22-第二温度变送器，23-第三温度变送器，24-液晶显示屏，25-第二流量调节阀。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实用新型的智能控温型高效节能换热器，包括管壳式结构的换热器本体1，及与换热器本体1电连接的plc控制柜2，所述换热器本体1其前后两端分别设置有与介质进液管3法兰连接的介质热液进口4及与介质出液管5法兰连接的介质冷液出口6；所述换热器本体1其上端设置有与目标液进液管7法兰连接的目标冷液进口8及与目标液循环管9法兰连接的目标液体循环进口10；所述换热器本体1其下端设置有与目标液高温出液管11法兰连接的目标高温液出口12及与目标液低温出液管13法兰连接的目标低温液出口14；所述目标液高温出液管11和目标液低温出液管13分别经三通接头15与目标液出液管16连接；所述目标液出液管16上安装有出液开关阀17；

所述目标液高温出液管11上安装有三通阀18；所述目标液循环管9其背离目标液体循环进口10一端经变频循环泵19连接至三通阀18其另一出口；所述目标液低温出液管13上安装有第一流量调节阀20；所述第一流量调节阀20、变频循环泵19其变频器、三通阀18和出液开关阀17分别与plc控制柜2电连；

所述目标液高温出液管11、目标液低温出液管13和目标液出液管16上分别安装有用于检测目标液温度的第一温度变送器21、第二温度变送器22和第三温度变送器23；所述第一温度变送器21、第二温度变送器22和第三温度变送器23分别与plc控制柜2电控连接。

所述plc控制柜2由plc控制器及其最小控制单元组成。

所述目标冷液进口8和目标液体循环进口10前后交错设置于换热器本体1上方；所述目标冷液进口8设置于靠近介质冷液出口6一侧；所述目标液体循环进口10设置于靠近介质热液进口4一侧。

所述目标高温液出口12和目标低温液出口14前后交错设置于换热器本体1下方；所述目标高温液出口12设置于靠近介质热液进口4一侧；所述目标低温液出口14设置于靠近介质冷液出口6一侧。

所述目标冷液进口8与目标低温液出口14上下交错设置；所述目标高温液出口12与目标液体循环进口10上下交错设置。

还包括与所述plc控制柜2其plc控制器电连接的液晶显示屏24。

实施例2：

如图2所示，本实用新型的智能控温型高效节能换热器，其结构与实施例1基本相同，其中，所述介质进液管3上安装有第二流量调节阀25；所述第二流量调节阀25与plc控制柜2电连接。

本实用新型的智能控温型高效节能换热器，高温介质液通过介质泵经介质进液管输送至介质热液进口，并经介质热液进口进入换热器管程中，通过管束内壁将高温介质液热量传递至管束外壁逆向流动的目标冷液；高温介质液在换热器中与目标冷液换热后温度降低，成为低温介质液，并经由介质冷液出口从介质出液管输出至用于储存介质液的储存罐中；

与此同时，目标冷液通过目标泵经目标液进液管输送至目标冷液进口，并经目标冷液进口进入换热器壳程中，通过管束外壁与管束内壁逆向流动的高温介质液换热；目标冷液在换热器中与高温介质液换热后温度升高，成为目标热液，并经目标高温液出口输出至目标液高温出液管中；目标液高温出液管上的第一温度变送器检测目标液高温出液管中的目标热液温度，并将检测到的温度信号转换为数字信号传输至plc控制柜进行分析和处理，与设定温度进行对比，

若目标热液低于设定温度，则由plc控制柜控制三通阀切换通路，使得目标液循环管与目标液高温出液管联通，同时，由plc控制柜控制变频循环泵启动，将未达到设定温度的目标热液通过目标液循环管输送至目标液体循环进口，将目标热液再次输送至换热器中进行换热，直至第一温度变送器检测到的目标热液温度达到设定温度，则由plc控制柜控制三通阀切换通路，使得目标液高温出液管与目标液出液管联通，同时由plc控制柜控制打开出液开关阀和出液泵，将符合温度要求的目标液通过出液泵经目标液出液管输出至目标设备中；

若目标热液高于设定温度，则由plc控制柜控制三通阀切换通路，使得目标液高温出液管与目标液出液管联通，同时，由plc控制柜控制打开第一流量阀，使得一部分经管束换热面积较小的低温换热区域换热后的低温目标热液从目标低温液出口输出至目标液低温出液管，并经三通接头与进入目标液出液管的高温目标热液混合；与此同时，由第三温度变送器检测目标液出液管中的混合目标热液温度，并将检测到的温度信号转换为数字信号传输至plc控制柜进行分析和处理，与设定的输出温度进行对比，若达到设定温度，则由plc控制柜控制打开出液开关阀和出液泵，将符合温度要求的目标液通过出液泵经目标液出液管输出至目标设备中；若还是高于设定温度，则由plc控制柜控制并调节第一流量调节阀的开度，直至第三温度变送器检测到的混合目标热液温度达到设定温度；还可通过第二温度变送器检测目标液低温出液管中的低温目标热液温度，并将检测到的温度信号转换为数字信号传输至plc控制柜进行分析和处理，有助于plc控制器的分析和处理，结合低温目标热液的温度更好地实现对第一流量调节阀开度的调节和控制；

另外，可在介质进液管上安装第二流量调节阀，当第一温度变送器检测到的温度值低于设定温度时，还可通过plc控制柜控制并调节第二流量调节阀的开度，以调节增加高温介质液的输入量，结合循环加热，使得目标热液能够更快达到设定的输出温度，提高换热效率；当第一温度变送器检测到的温度值高于设定温度时，通过plc控制柜控制并调节第二流量调节阀的开度，以调节减小高温介质液的输入量，减少高温介质液与目标冷液的换热，且减少热源损耗，更加节能。

将目标冷液进口设置于靠近介质冷液出口一侧，将目标高温液出口设置于靠近介质热液进口一侧，使得目标冷液与高温介质液能够逆向流动，使得目标冷液与高温介质液能够逐步换热，换热均匀；将目标液体循环进口设置于靠近介质热液进口一侧，与且与目标热液出口上下交错设置，使得未达到设定温度的目标热液能够直接与高温的热介质液再次进行换热，使得目标热液能够更快达到设定的输出温度，提高换热效率；设置目标低温液出口，可用于将一部分经管束换热面积较小的低温换热区域换热后的低温目标热液从目标低温液出口输出至目标液低温出液管，并与超过设定温度的高温目标热液进行混合，以调节混合目标热液温度至设定的输出温度，使得目标设备能够安全稳定地运行。

还可在介质进液管、目标液循环管、目标液高温出液管、目标液低温出液管及目标液出液管上各安装一与plc控制柜电连接的流量变送器和压力变送器，用于检测各个管路中的液体流量和管路内压力，保证管路中的液体能够安全输送。

上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。