[發明專利]新型氨制冷空氣分離器

有效

• 申請號: 201410278672.9
• 申請日: 2014-06-21
• 公開（公告）號: CN104006589A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 銀永忠
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: F25B43/04
• 分類號: F25B43/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氨制冷裝置中用于去除空氣的的分離器。

背景技術

氨具有優良的熱力學性能，在較大型的制冷系統中，一般都是采用氨作為制冷劑。在制冷的壓縮、冷凝、節流、蒸發四步循環中，氨的冷凝是其中四步循環之一，氨冷凝器就是利用循環水換熱實現氨蒸汽的冷凝液化，氨冷凝器一般設計壓力接近2.5MP，是典型的壓力容器。

在氨的冷凝循環中，總傳熱系數受較多的因素影響，其中受混入其中的不凝性氣體影響非常大，實際生產中的不凝性氣體一般就是空氣，由于在氨蒸汽的冷凝過程中，氨蒸汽定向移向換熱表面換熱冷凝，這樣的過程中只要有少量不凝性氣體就會富集在換熱表面，形成空氣富集膜。

氨蒸汽要實現冷凝，必須以擴散方式穿過空氣膜，產生很大的傳質阻力，直接使總傳熱系數降到很低，嚴重影響冷凝過程。一旦冷凝壓力上升，直接使壓縮機排氣壓力升高，引起壓縮機電力消耗嚴重超標，導致制冷效果惡化，因此必須除去系統中的空氣。

雖然在氨制冷系統中都有空氣分離器，但由于傳統空氣分離器功能的局限性，傳熱系數較低、不能自動排除空氣，所以操作不便，也很難將系統中的空氣徹底去除。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是克服現有技術的不足，提供一種新型氨制冷空氣分離器，該空氣分離器可有效提高換熱系數，并實現自動排除空氣，具有結構簡單，實用性強的特點。

為克服現有技術的不足，本發明采取以下技術方案：

一種新型氨制冷空氣分離器，包括列管換熱器，其特征在于：列管換熱器的下管程連接冷卻水進水管，上管程連接冷卻水出水管，列管換熱器殼程頂部設有進氣口，殼程底部經管道、閥門和膨脹閥接通內筒底部，內筒頂部經管道和閥門接通氨制冷系統的低壓端；內筒外設有外筒，內筒外壁和外筒內壁形成密封的腔體，內筒外壁上焊接有翅片板，翅片板位于密封腔體內；列管換熱器殼程中下部經管道和閥門接通密封腔體的下部，密封腔體的上部連接排氣裝置；內筒內壁形成的腔體與密封腔體經管道和膨脹閥接通。

所述排氣裝置包括排氣節流閥、浮筒法、水箱、浮筒和排氣管，排氣管上依次設有排氣節流閥和浮筒法，排氣管的管口伸入浮筒中，浮筒下部完全開放并懸浮在水箱中，浮筒法與浮筒經連接桿連接，浮筒法的開度由浮筒懸浮的高度決定。

所述內筒和外筒均設有液位計，便于觀察內筒和外筒的液位。

所述外筒的外壁上設有保溫層，防止冷量流失。

含有空氣等不凝性氣體的高溫、高壓氨蒸汽從列管換熱器殼程頂部的進氣口進入，與管程的冷卻水換熱，大部分氨蒸汽被液化，液化后的液氨流向列管換熱器殼程的底部，少量未液化的氨蒸汽和絕大部分不凝性氣體由于氨蒸汽的攜帶作用，聚集在換熱器殼程的中下部。

調控相關閥門可以控制進行去除空氣等不凝性氣體的混合氣流量。

列管換熱器殼程底部的液氨經管道和閥門流向內筒，調節閥門可使內筒接通低壓，壓力降低后，內筒腔體內的液氨就能迅速吸熱汽化并回到低壓系統，實現氨的循環和物料平衡。由于內筒腔體內的液氨迅速吸熱汽化，使得翅片和外筒的溫度大幅度降低。

調控膨脹閥可使內筒和外筒的氨液面保持一定的高度，內外筒液面達到一定高度再接通低壓，可以保證液面下的內筒內壁較高的換熱系數，翅片可以獲得較大的換熱面積。

需要去除空氣等不凝性氣體的混合氣由閥門控制進入外筒液面下，外筒液相被內筒高效換熱降低到很低溫度，所以混合氣體在穿過液相溢出液面的過程中，直接接觸液相氨被高效冷卻、冷凝，其中的氨蒸汽被第一次冷凝；剩余氣體繼續上升，被翅片可靠降溫，其中氨在外筒、內筒之間是等同冷凝器高壓，但又被內筒強烈換熱降溫，氨在低溫高壓條件下能完全冷凝下沉。

通過排氣節流閥節流控制排出不凝氣體流量，浮筒法被浮筒控制打開與關閉，浮筒下部完全開放，排氣管伸入其中。當排出是空氣時，浮筒內充滿空氣，浮筒上浮帶動連接桿將浮筒法打開排氣；當排出是氨的時候，由于氨可大量溶解在水中，浮筒內氨溶解就會充滿水，浮筒會下沉，將浮筒法自動關閉，實現自動排氣、自動關閉。

與現有技術相比，本發明的有益效果還在于：

兩級高效換熱冷凝保證氨蒸汽高效冷凝和分離；水密閉浮筒受氣體溶解性影響，實現自動上浮、下沉，控制閥門自動開啟和關閉并排出不凝性氣體，巧妙方式實現了排氣的智能化和自動化控制；由于高效換熱冷凝分離和自動排氣，因而大大提高了工作效率，排氣也更徹底；本發明設備結構簡單、可靠，便于操作與維護，實用性強，市場前景廣闊。

附圖說明

圖1是新型氨制冷空氣分離器的平面結構示意圖。