一种气体柔性制冷干燥装置及方法与流程

本发明涉及气体干燥，尤其涉及一种气体柔性制冷干燥装置及方法。

背景技术：

1、在诸多领域中，对高温高湿的气体进行冷却和干燥是非常重要的。如制氧、制氮和制氢等的气体分离和纯化过程中，需要对气体进行冷却和干燥以提高分离和纯化效率；在气体检测或水质检测领域，需要对高温高湿的气体进行冷却和干燥是为了保护检测设备、提高检测精度，防止检测干扰和提高检测设备的灵敏度，从而确保检测结果的可靠性和准确性。现有的气体制冷干燥装置通常采用恒功率冷凝法对高温高湿的气体进行制冷和干燥，即将高温高湿的气体通入换热管（如蛇形管或变径管），气体的热量传递至换热管，由包裹换热管的冷却物质（如冷却液）将换热管的热量散去。在这个过程中，换热管与高温高湿的气体的接触面积（即换热管的内表面面积）为换热面积，且该换热面积固定，使得制冷功率固定。当待处理的气体的温湿度和流量发生变化时，容易出现气体湿度偏高或过冷问题。如需输出预定温度和湿度的气体，需更换换热管，以改变换热面积。因此，现有的气体制冷干燥装置通用性差，在待处理气体的温湿度和流量发生变化时，难以输出预定温度和湿度的气体。

2、鉴于此，需要对现有的气体制冷干燥装置进行改善，解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种气体柔性制冷干燥装置及方法，解决现有的气体制冷干燥装置通用性差，在待处理气体的温湿度和流量发生变化时，难以输出预定温度和湿度的气体的技术问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种气体柔性制冷干燥装置，包括：

4、壳体，一侧开口，所述壳体具有进气口和出气口；

5、制冷组件，设置于所述壳体的内腔中，所述制冷组件设有连通所述进气口和所述出气口的制冷通道；

6、散热机构，包括设置于所述壳体开口一侧上的导热板及设置于所述导热板远离所述壳体的一侧上的散热片；

7、换热器，包括设置于所述制冷通道上的换热管及设置于所述换热管内的换热子，所述换热子与所述换热管内壁接触，通过所述出气口调整所述换热子的以调节换热面积。

8、可选地，所述壳体包括侧板、下密封盖和上密封盖，所述进气口设于所述下密封盖上，所述出气口设于所述上密封盖上；

9、所述换热管的一端嵌入于所述下密封盖，另一端嵌入于所述上密封盖，所述进气口的内侧呈倒锥形，所述进气口的内侧设置有网罩。

10、可选地，所述制冷组件包括冷块及制冷片，所述冷块包裹所述换热管，所述制冷片的制冷面嵌入于所述冷块中，所述制冷片的散热面与所述导热板的一侧贴合。

11、可选地，所述冷块与所述壳体之间设置有隔热层，所述冷块上设置有监测气体温度的热电偶。

12、可选地，所述壳体的内壁上设置有湿度传感器，所述湿度传感器位于所述制冷通道的出口处。

13、可选地，所述散热片远离所述导热板的一侧设置有安装板，所述安装板上设有通风孔，所述安装板远离所述散热片的一侧设置有出风口对准所述通风孔的风扇，所述风扇的进风口设置有防护网。

14、可选地，所述换热管内设置有多个隔离网，所述隔离网的孔径自下而上增大，以分离不同直径的所述换热子。

15、可选地，所述隔离网呈球状，且等间距设置于所述换热管内，所述换热器还包括排水管，所述排水管的轴线与所述换热管的轴线在同一条直线上，且所述排水管贯穿所述隔离网，所述排水管上设有倾斜向内的通水孔，所述排水管的外壁上设有导向所述通水孔的导引槽。

16、可选地，所述换热管和所述换热子的材料均为石英玻璃。

17、本发明还公开了一种气体柔性制冷干燥方法，采用上述的气体柔性制冷干燥装置，所述方法包括：

18、s10、向进气口通入待处理的气体；

19、s20、当所述气体的热量通过换热管传递至制冷组件时，通过导热板将所述制冷组件的热量传递至散热片，并通过散热片将热量散去；

20、s30、当待处理气体的温湿度和流量发生变化时，通过出气口增减或更换换热管内的换热子，以调节换热面积，使出气口输出预定温度和湿度的气体。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：对高温高湿的气体进行冷却和干燥时，将气体从进气口通入换热管，气体经过换热管时同时与换热管的内表面和换热子的外表面接触，并将热量传递给换热子和换热管；其中，换热子将其热量传递至换热管。换热管将热量传递至制冷组件，再由制冷组件经导热板传递至散热片，最后由散热片将热量散发至环境中，从而实现对高温高湿的气体进行降温制冷。同时，气体的温度降低后，气体中的水汽凝结成水珠，从而实现气体的干燥处理。在这个过程中，当进入换热管的高温高湿的气体的温湿度和流量发生变化时，可通过出气口调整换热子（如更换、增减换热子）以调整总换热面积，从而调整换热效率，以确保输出预定温度和湿度的气体。相对于现有的气体制冷干燥装置，本发明公开的气体柔性制冷干燥装置可通过调整所述换热子的颗粒形状、尺寸大小及数量，以调整总换热表面积，从而实现高温高湿气体的柔性制冷和干燥，解决现有的气体制冷干燥装置通用性差，在待处理气体的温湿度和流量发生变化时，难以输出预定温度和湿度的气体的技术问题。

技术特征：

1.一种气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述壳体（10）包括侧板（13）、下密封盖（14）和上密封盖（15），所述进气口（11）设于所述下密封盖（14）上，所述出气口（12）设于所述上密封盖（15）上；

3.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述制冷组件（20）包括冷块（21）及制冷片（22），所述冷块（21）包裹所述换热管（41），所述制冷片（22）的制冷面嵌入于所述冷块（21）中，所述制冷片（22）的散热面与所述导热板（31）的一侧贴合。

4.根据权利要求3所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述冷块（21）与所述壳体（10）之间设置有隔热层（51），所述冷块（21）上设置有监测气体温度的热电偶（52）。

5.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述壳体（10）的内壁上设置有湿度传感器（53），所述湿度传感器（53）位于所述制冷通道的出口处。

6.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述散热片（32）远离所述导热板（31）的一侧设置有安装板（60），所述安装板（60）上设有通风孔（61），所述安装板（60）远离所述散热片（32）的一侧设置有出风口对准所述通风孔（61）的风扇（33），所述风扇（33）的进风口设置有防护网（62）。

7.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述换热管（41）内设置有多个隔离网（43），所述隔离网（43）的孔径自下而上增大，以分离不同直径的所述换热子（42）。

8.根据权利要求7所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述隔离网（43）呈球状，且等间距设置于所述换热管（41）内，所述换热器（40）还包括排水管（44），所述排水管（44）的轴线与所述换热管（41）的轴线在同一条直线上，且所述排水管（44）贯穿所述隔离网（43），所述排水管（44）上设有倾斜向内的通水孔（45），所述排水管（44）的外壁上设有导向所述通水孔（45）的导引槽（46）。

9.根据权利要求1所述的气体柔性制冷干燥装置，其特征在于，所述换热管（41）和所述换热子（42）的材料均为石英玻璃。

10.一种气体柔性制冷干燥方法，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的气体柔性制冷干燥装置，所述方法包括：

技术总结本发明公开了一种气体柔性制冷干燥装置及方法，该装置包括壳体、制冷组件、散热机构及换热器，换热器包括换热管和换热子。对高温高湿的气体进行冷却和干燥时，将气体从进气口通入换热管，气体经过换热管的过程中，气体的热量经换热器传递至制冷组件，再经制冷组件传递至散热机构，由散热机构将热量散发至环境中，从而实现对高温高湿的气体进行降温制冷、干燥。在这个过程中，当进入换热管的高温高湿的气体的温湿度和流量发生变化时，通过出气口调整换热子以调整总换热面积，从而调整换热效率，以确保输出预定温度和湿度的气体，解决现有的气体制冷干燥装置在待处理气体的温湿度和流量发生变化时，难以输出预定温度和湿度的气体的技术问题。技术研发人员：李宏成,严百平受保护的技术使用者：深圳市朗石科学仪器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1