换热装置的制作方法

1.本实用新型实施例涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种换热装置。


背景技术：

2.空气压缩机用于对例如空气等气体进行压缩处理，以形成压缩气体，由于压力增大，空气压缩机排出的压缩气体通常温度较高，无法直接输出到下游设备或用户端进行使用，通常需要进行冷却处理。
3.目前通常采用冷干机对空气压缩机排除的压缩气体进行冷却处理，但当压缩气体的温度很高时，普通的冷干机换热装置因冷却效率较低，无法安全换热得到客户需要的出气温度，容易出现高温跳机、排气温度过高或者能耗较高等问题。
4.当前市场上通用的高温冷干机，通常采用在换热器前单独布置前置冷却器的方式来实现降低进入换热器的压缩气体温度，此时前置冷却器与换热器单独布置，两者间需要通过外接管路连接，耗费额外成本且易造成泄露。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型实施例提供了一种换热装置。
6.为解决上述问题，本实用新型实施例提供的技术方案是：
7.一种换热装置，包括连接成一体的第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元和第一水分离单元，其中：
8.所述第一冷却单元用于通过空气对接收的压缩气体进行冷却处理，并将降温后的压缩气体输送至所述第二冷却单元；
9.所述第二冷却单元分别与所述第一冷却单元、所述第一水分离单元和所述第三冷却单元连接，用于将所述第一冷却单元输送的压缩气体与所述第一水分离单元输送的压缩气体进行热交换，所述第一冷却单元输送的压缩气体降温后输送至所述第三冷却单元，所述第一水分离单元输送的压缩气体升温后向外输出；
10.所述第三冷却单元通过制冷剂对所述第二冷却单元输送的压缩气体进行冷却处理，并将降温后的压缩气体输送至所述第一水分离单元；
11.所述第一水分离单元分别与所述第二冷却单元和所述第三冷却单元连接，用于分离所述第三冷却单元输送的压缩气体中的冷凝水，并将干燥的压缩气体输送至所述第二冷却单元。
12.在一些实施例中，所述第二冷却单元包括互不连通且能够热交换的第一通道和第二通道，所述第一通道的进气口和出气口分别与所述第一冷却单元和所述第三冷却单元连通，所述第二通道的进气口与所述第一水分离单元连通，所述第二通道的出气口用于向外输送压缩气体。
13.在一些实施例中，所述第二冷却单元包括多个所述第一通道和多个所述第二通道，多个所述第一通道沿第一方向依次排布以形成第一通道组，多个所述第二通道沿第一
方向依次排布以形成第二通道组，所述第一通道组和所述第二通道组沿与所述第一方向垂直的第二方向依次间隔排布。
14.在一些实施例中，所述第三冷却单元包括分别与所述第一通道和所述第一水分离单元连通的第三通道，以及用于输送制冷剂的第一管道，所述第一管道与所述第三通道导热连接。
15.在一些实施例中，所述第一通道沿其长度方向延伸形成所述第三通道。
16.在一些实施例中，所述第一冷却单元包括多个依次连接的子单元。
17.在一些实施例中，所述第一冷却单元内设有沿竖向布置的隔板，以将所述第一冷却单元分隔形成多个所述子单元。
18.在一些实施例中，所述第一冷却单元还包括第二水分离单元连接，所述第二水分离单元设置在所述子单元的下方并连通相邻所述子单元，用于分离压缩气体中的冷凝水。
19.在一些实施例中，所述子单元包括用于输送压缩气体的第四通道和用于输送外界空气的第五通道，所述第四通道和所述第五通道导热连接。
20.在一些实施例中，所述第一冷却单元和所述第二冷却单元通过与其二者一体式连接的导气通道连通。
21.在一些实施例中，所述第一冷却单元和所述第二冷却单元，第三冷却单元通过导气通道平行连接。
22.在一些实施例中，所述第一冷却单元和所述第二冷却单元，第三冷却单元通过导气通道垂直连接。
23.在一些实施例中，所述第一冷却单元和所述第二冷却单元，第三冷却单元通过导气通道重叠连接。
24.在一些实施例中，还包括：
25.导流装置，其用于引导空气流动以对所述第一冷却单元中的压缩气体进行冷却处理。
26.在一些实施例中，所述第三冷却单元上设置有制冷剂进口和制冷剂出口。
27.在一些实施例中，所述第一冷却单元上设置有压缩气体进口，所述第二冷却单元上设置有压缩气体出口。
28.本技术实施例的换热装置，第一冷却单元通过空气对压缩气体进行冷却处理，能耗较低，冷却效率较高，能够降低第三冷却单元所需的制冷功耗，且由于第一冷却单元、第二冷却单元、第三冷却单元和第一水分离单元连接成一体，整体布局紧凑，尺寸较小，生产成本较低。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例的换热装置的第一种实施例的侧视图；
30.图2为本实用新型实施例的换热装置的第一种实施例的立体图；
31.图3为本实用新型实施例的换热装置中的第二冷却单元的剖视图；
32.图4为本实用新型实施例的换热装置中的第三冷却单元的剖视图；
33.图5为本实用新型实施例的换热装置的第二种实施例的立体图；
34.图6为本实用新型实施例的换热装置的第三种实施例的立体图。
35.附图标记说明：
36.10-第一冷却单元；11-子单元；12-隔板；13-第二水分离单元；14-压缩气体进口；
37.20-第二冷却单元；21-第一通道；22-第二通道；23-第一通道组；24-第二通道组；25-压缩气体出口；
38.30-第一水分离单元；
39.40-第三冷却单元；41-第三通道；42-第一管道；43-第三通道组；44-制冷剂进口；45-制冷剂出口；
40.50-导气通道。
具体实施方式
41.此处参考附图描述本技术的各种方案以及特征。
42.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本技术的范围和精神内的其他修改。
43.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且与上面给出的对本技术的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本技术的原理。
44.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本技术的这些和其它特性将会变得显而易见。
45.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本技术的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
46.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本技术的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
47.此后参照附图描述本技术的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本技术的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本技术模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本技术。
48.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本技术的相同或不同实施例中的一个或多个。
49.本技术实施例提供了一种换热装置，该换热装置用于对高温的压缩气体进行冷却处理。参见图1和图2所示，本技术实施例的换热装置包括连接成一体的第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30，其中，所述第一冷却单元上可设置有压缩气体进口14，通过该压缩气体进口14来接收压缩气体，所述第一冷却单元10用于通过空气对接收的压缩气体进行冷却处理，并将降温后的压缩气体输送至所述第二冷却单元20；所述第二冷却单元20上可设置有压缩气体出口，所述第二冷却单元20分别与所述第一冷却单元10、所述第一水分离单元30和所述第三冷却单元40连接，用于将所述第一冷却单元10输送的压缩气体与所述第一水分离单元30输送的压缩气体进行热交换，所述第一冷却
单元10输送的压缩气体降温后输送至所述第三冷却单元40，所述第一水分离单元30输送的压缩气体升温后通过所述压缩气体出口25向外输出；所述第三冷却单元40通过制冷剂对所述第二冷却单元20输送的压缩气体进行冷却处理，并将降温后的压缩气体输送至所述第一水分离单元30；所述第一水分离单元30分别与所述第二冷却单元20和所述第三冷却单元40连接，用于分离所述第三冷却单元40输送的压缩气体中的冷凝水，并将干燥的压缩气体输送至所述第二冷却单元20。
50.以第一冷却单元10接收的压缩气体具有第一温度为例，第一冷却单元10通过空气对具有第一温度的压缩气体进行冷却处理，以将具有第一温度的压缩气体的温度降低至第二温度，并将具有第二温度的压缩气体输送至第二冷却单元20；第二冷却单元20不仅接收第一冷却单元10输送的具有第二温度的压缩气体，而且第二冷却单元20还接收第一水分离单元30输送的具有第三温度的压缩气体，第一冷却单元10输送的压缩气体和第三冷却单元40输送的压缩气体在第二冷却单元20中进行热交换，具有第二温度的压缩气体进一步降温至第四温度，并输送至第三冷却单元40，具有第三温度的压缩气体升温至第五温度，也即该换热装置的目标输出温度，并向外输出以供使用或进行下一环节的处理，具有第四温度的压缩气体在第三冷却单元40中与制冷剂进行热交换，以进一步降温至第三温度，第三冷却单元40将具有第三温度的压缩气体输送至第一水分离单元30，通过第一水分离单元30分离具有第三温度的压缩气体中的冷凝水，并将干燥的压缩气体输送至第二冷区单元与第一冷却单元10输送至第二冷却单元20的压缩气体进行热交换。
51.本技术实施例的换热装置，第一冷却单元10通过空气对压缩气体进行冷却处理，能耗较低，冷却效率较高，能够降低第三冷却单元40所需的制冷功耗，且由于第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30连接成一体，整体布局紧凑，尺寸较小，生产成本较低。
52.需要说明的是，第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30连接成一体，可为第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30采用一体式壳体，也可为第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30通过连接件或连接结构固定连接为一个整体。
53.在一些实施例中，所述第一冷却单元10和所述第二冷却单元20通过与其二者一体式连接的导气通道50连通。这样，不仅结构简单，而且布局紧凑，有益于缩短导气通道50的长度，避免造成较大的能量损失，且有益于降低生产升本。
54.配合图1和图2所示，在一个可选实施例中，所述第一冷却单元10和所述第二冷却单元20可通过导气通道50平行连接。以z轴沿竖直方向布置，x轴和y轴沿横向布置构建坐标系，第一冷却单元10和第二冷却单元20均可呈扁平板状，第一冷却单元10和第二冷却单元20可近似于沿x轴和z轴所形成的平面铺展，第一冷却单元10、导气通道50和第二冷却单元20可沿x轴方向依次排布，如第一冷却单元10的出气方向可平行于x轴，该导气通道50可由第一冷却单元10的出气口沿x轴方向延伸形成，并与第二冷却单元20连接。也即，导气通道50可呈直线型。
55.配合图3所示，在另一个可选实施例中，所述第一冷却单元10和所述第二冷却单元20通过导气通道50垂直连接。以z轴沿竖直方向布置，x轴和y轴沿横向布置构建坐标系，第一冷却单元10和第二冷却单元20均可呈扁平板状，第一冷却单元10可近似于沿y轴和z轴所
形成的平面铺展，第二冷却单元20可近似于沿x轴和y轴所形成的平面铺展，导气通道50可呈l形，第一冷却单元10流出的压缩气体沿y轴方向流动后，沿x轴方向流动，继而流入第二冷却单元20。
56.配合图4所示，在又一个可选实施例中，所述第一冷却单元10和所述第二冷却单元通20过导气通道50重叠连接。以z轴沿竖直方向布置，x轴和y轴沿横向布置构建坐标系，第一冷却单元10和第二冷却单元20均可呈扁平板状，第一冷却单元10沿第一平面铺展，第二冷却单元20沿第二平面铺展，第一平面和第二平面均平行于x轴和z轴所形成的平面，第一冷却单元10和第二冷却单元20在y轴方向的投影至少部分重叠，导气通道50可呈u型，也即，第一冷却单元10和第二冷却单元20均沿平行于x轴和z轴所形成的的平面的方向铺展，且第一冷却单元10和第二冷却单元20沿y轴方向并列设置。需要说明的是，第一冷却单元10和第二冷却单元20不仅限于上述实施例中的布局方式。
57.在一些实施例中，该换热装置还可包括导流装置，导流装置用于引导空气流动以对所述第一冷却单元10中的压缩气体进行冷却处理，从而提高第一冷却单元10的冷却效率，降低第一冷却单元10输出的压缩气体的温度。可选的，该导流装置可为例如风扇。
58.在一些实施例中，所述第一冷却单元10包括多个依次连接的子单元11。通过多级子单元11对压缩气体进行多级冷却处理，能够显著提高第一冷却单元10的冷却效率，降低第一冷却单元10输出的压缩气体的温度，从而降低换热装置的整体能耗。
59.在一些实施例中，第一冷却单元10内可设有沿竖向布置的隔板12，通过隔板12将第一冷却单元10分隔形成多个子单元11。例如，在欲形成两个子单元11的情况下，可沿竖向布置一个隔板12，以将第一冷却单元10分隔形成两个子单元11。
60.在一些实施例中，第一冷却单元10还可包括第二水分离单元13，第二水分离单元13可设置在子单元11的下方，并连通相邻所述子单元11，所述第二水分离单元13用于分离压缩气体中的冷凝水。通过第二水分离单元13分离压缩气体中蒸汽冷凝形成的冷凝水，以降低压缩气体的含水率，实现干燥压缩气体的目的。
61.在一些实施例中，所述子单元11可包括用于输送压缩气体的第四通道和用于输送外界空气的第五通道，所述第四通道和所述第五通道导热连接。可选的，导流装置可用于引导空气流过第五通道。
62.在一些实施例中，所述第二冷却单元20包括互不连通且能够热交换的第一通道21和第二通道22，所述第一通道21的进气口和出气口分别与所述第一冷却单元10和所述第三冷却单元40连通，所述第二通道22的进气口与所述第一水分离单元30连通，所述第二通道22的出气口与压缩气体出口25连通，用于通过压缩气体出口25向外输送压缩气体。也即，第一冷却单元10将压缩气体输送至第一通道21中，降温后输送至第三冷却单元40，第一水分离单元30将经制冷剂冷却后的压缩气体输送到第二通道22中，第二通道22中的压缩气体与第一通道21中的压缩气体进行热交换并升温后，向外输送，也即排出该换热装置。
63.在一些实施例中，所述第二冷却单元20包括多个所述第一通道21和多个所述第二通道22，多个所述第一通道21沿第一方向依次排布以形成第一通道组23，多个所述第二通道22沿第一方向依次排布以形成第二通道组24，所述第一通道组23和所述第二通道组24沿与所述第一方向垂直的第二方向依次间隔排布。仍然以z轴沿竖直方向布置，x轴和y轴沿横向布置构建坐标系，第一通道21和第二通道22均可沿z轴方向延伸，多个第一通道21可沿x
轴方向依次排布以形成第一通道组23，多个第二通道22也可沿x轴方向依次排布以形成第二通道组24，第一通道组23和第二通道组24可沿y轴方向依次间隔排布，如图5所示。该第二冷却单元20具有多层结构，具有较高的换热效率。
64.在一些实施例中，所述第三冷却单元40包括分别与所述第一通道21和所述第一水分离单元30连通的第三通道41，以及用于输送制冷剂的第一管道42，所述第一管道42的两端分别与制冷剂进口44和制冷剂出口45连通，所述第一管道42与所述第三通道41导热连接。仍然以z轴沿竖直方向布置，x轴和y轴沿横向布置构建坐标系，第三通道41也可沿z轴方向延伸，第一管道42可沿x轴方向布置，如图6所示，该第一管道42可呈u型、s形或迂回布置的蛇形。通过制冷剂能够显著降低压缩气体的温度。
65.在一个可选实施例中，所述第一通道21沿其长度方向延伸形成所述第三通道41。例如，在第一通道21沿z轴方向布置的情况下，第一通道组23的底端可整体沿z轴方向向下延伸形成第三通道组43，相邻第三通道组43之间设置第一管道42。也即，第二冷却单元20和第三冷却单元40可采用一体式结构，如此，第一通道21和第二通道22之间没有明显接头，不仅结构简单，生产加工方便，而且能够避免阻碍气流。
66.本技术实施例的换热装置，第一冷却单元10通过空气对压缩气体进行冷却处理，能耗较低，冷却效率较高，能够降低第三冷却单元40所需的制冷功耗，且由于第一冷却单元10、第二冷却单元20、第三冷却单元40和第一水分离单元30连接成一体，整体布局紧凑，尺寸较小，生产成本较低。
67.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。