專利名稱：一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏產(chǎn)業(yè)的太陽能電池生產(chǎn)過程中對規(guī)模使用工業(yè)液氮氣化的一種新的有效方法，具體是一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法。
背景技術(shù)：
在目前太陽能電池生產(chǎn)過程中對工業(yè)液氮的使用規(guī)模很大，一般中小型企業(yè)的月需用量為800-1200噸，而大型企業(yè)的月需用量在沈00噸以上，且在工業(yè)液氮的使用方法上普遍采用的是一種傳統(tǒng)的空溫式氣化器，也即為室外自然通風(fēng)式氣化器。這種空溫式氣化器的特點是當(dāng)環(huán)境溫度為20°C左右的春秋季節(jié)基本能正常使用，但在夏冬季節(jié)則會出現(xiàn)很多問題，尤其在我國長江中下游地區(qū)，春秋季節(jié)已不再十分明顯，夏冬季節(jié)相對變長，夏季的酷熱與冬季的寒冷都會對正常的生產(chǎn)造成很大的影響。夏季環(huán)境溫度高，使得低溫的液氮和熱空氣兩種介質(zhì)的熱交換量過大，造成氮氣管道壓力升高，為避免事故發(fā)生而不得不排掉泄壓，而且氣化器周圍的冷空氣也白白的浪費在大氣環(huán)境中；冬季環(huán)境溫度過低，在整個氣化器上往往都結(jié)上幾層厚厚的冰磚，造成氣化器和空氣的溫差小而熱交換不足，使得管道內(nèi)液氮氣化不正常，氮氣壓力過低而不能正常生產(chǎn)，為不使生產(chǎn)受到影響，企業(yè)一般都在氣化器周邊臨時設(shè)置一些遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備，對環(huán)境空氣進(jìn)行升溫以提高熱交換效率，雖然都知道這樣做既浪費了能源，熱交換效率并不盡完美，導(dǎo)致了大量的冷能浪費和生產(chǎn)成本的升高，也是不得已而為之。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)的空溫式氣化器在生產(chǎn)運行上存在的不足之處，本發(fā)明提出一種新型高效的工業(yè)用液氮汽化方法。它涉及到熱交換柜，折疊門，翅片換熱管，折流板，折流室，電熱板，出風(fēng)室，進(jìn)風(fēng)室，離心風(fēng)機等15個部分，該方法能使工業(yè)用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，可保證生產(chǎn)的正常運行，減少能源浪費，降低生產(chǎn)成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型高效的工業(yè)用液氮汽化方法，具體包括以下步驟a.液氮運輸車每天通過液氮輸入管輸入到液氮儲罐內(nèi)，以保證正常生產(chǎn)所需要的
氮氣用量。b.在春秋季節(jié)的生產(chǎn)運行中，需將熱交換柜兩側(cè)的折疊門全部打開，讓熱交換柜外的空氣呈直線進(jìn)入到翅片換熱管周圍，當(dāng)液氮儲罐內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管進(jìn)入到熱交換柜的翅片換熱管中后，翅片換熱管中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管周邊的空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管周邊空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換柜外新的空氣又補充流動到翅片換熱管周圍繼續(xù)進(jìn)行新的熱交換。c.通過翅片換熱管中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管周邊的空氣連續(xù)不斷的進(jìn)行熱交換后，翅片換熱管中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中。
d.在夏季的生產(chǎn)運行中，應(yīng)將熱交換柜兩側(cè)的折疊門全部關(guān)閉，開啟離心風(fēng)機，讓與生產(chǎn)廠房中央空調(diào)系統(tǒng)連接的車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管、車間空調(diào)回風(fēng)管、離心風(fēng)機與熱交換柜內(nèi)的進(jìn)風(fēng)室、出風(fēng)室，以及由折流板構(gòu)成的折流室，形成冷熱空氣循環(huán)回路，使車間內(nèi)的熱空氣進(jìn)入到熱交換柜內(nèi)每一層折流室的翅片換熱管周圍，當(dāng)液氮儲罐內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管進(jìn)入到熱交換柜的翅片換熱管中后，翅片換熱管中的液氮通過與翅片換熱管周邊的熱空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室的折返流動的同時不斷與翅片換熱管進(jìn)行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最后經(jīng)過車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管送到生產(chǎn)廠房的車間內(nèi)，同時翅片換熱管中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中。e.在冬季的生產(chǎn)運行中，仍需將熱交換柜兩側(cè)的折疊門全部關(guān)閉，視熱交換柜內(nèi)空氣的溫度，調(diào)節(jié)設(shè)置在熱交換柜折流室內(nèi)壁上多處電熱板的開啟數(shù)量，以保證熱交換柜的翅片換熱管周圍能充分進(jìn)行熱交換合適的空氣溫度，當(dāng)液氮儲罐內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管進(jìn)入到熱交換柜的翅片換熱管中后，翅片換熱管中的液氮通過翅片換熱管與周邊的空氣進(jìn)行熱交換，同時翅片換熱管中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產(chǎn)用氮氣管輸送到生產(chǎn)車間。f.當(dāng)嚴(yán)冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管周邊的空氣溫度與翅片換熱管的溫差會很?。换虺崞瑩Q熱管中的液氮在氣化后的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產(chǎn)需要，說明翅片換熱管中的液氮與翅片換熱管周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板的開啟數(shù)量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當(dāng)暫時出現(xiàn)室外環(huán)境溫度較高的暖冬情況時，可關(guān)停一部分電熱板，減少電熱板的開啟數(shù)量，這樣既可以滿足生產(chǎn)需要又能減少能源消耗，對環(huán)境的各種變化可做到應(yīng)對自如的管理。本發(fā)明中，折疊門、翅片換熱管、折流板、折流室、電熱板、出風(fēng)室和進(jìn)風(fēng)室構(gòu)成了熱交換柜的主要部分，在熱交換柜包括折疊門在內(nèi)的六個面均設(shè)有隔熱裝置，以減少熱交換柜內(nèi)外溫差造成的能量損失。本發(fā)明中，熱交換柜設(shè)置的多個折疊門分布在同方向的兩個側(cè)面，折疊門全部打開時可將翅片換熱管都裸露在大氣環(huán)境的空氣中，以便熱交換柜外的空氣在直線穿透熱交換柜時能快速與翅片換熱管進(jìn)行熱交換，而熱交換柜設(shè)置的多個電熱板則分布在垂直于折疊門方向的兩個內(nèi)側(cè)面，以能使熱交換柜內(nèi)對空氣的加熱面分布均勻，加熱板的開啟數(shù)量和時間長短均由計算機系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)控制。本發(fā)明中，由熱交換柜與離心風(fēng)機、車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管、車間空調(diào)回風(fēng)管組成的冷熱空氣循環(huán)回路，在夏季可將熱交換后的冷空氣輸送到生產(chǎn)車間內(nèi)降溫，可替代中央空調(diào)系統(tǒng)，起到節(jié)約能源的作用。本發(fā)明中，熱交換柜內(nèi)的翅片換熱管垂直穿透于多個折流板，構(gòu)成多個S狀的折流室。本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明能使工業(yè)用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，具有在任何環(huán)境溫度變化情況下，都能為正常生產(chǎn)所需氮氣量提高保障，與傳統(tǒng)的空溫式氣化器方法相比，其工作效率能得到大幅度的提高，在生產(chǎn)管理和設(shè)備維護(hù)方面都將得到明顯的改善，尤其在節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本方面則表現(xiàn)更為明顯。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明的工藝系統(tǒng)正面圖。圖2是圖1的A-A向剖視圖。圖中標(biāo)記1、液氮輸入管，2、液氮儲罐，3、液氮輸出管，4、熱交換柜，5、折疊門，6、 翅片換熱管，7、折流板，8、折流室，9、電熱板，10、出風(fēng)室，11、離心風(fēng)機，12、車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管，13、生產(chǎn)用氮氣管，14、進(jìn)風(fēng)室，15、車間空調(diào)回風(fēng)管。
具體實施例方式參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明中的實施過程是 a.液氮運輸車每天通過液氮輸入管1輸入到液氮儲罐2內(nèi)，以保證正常生產(chǎn)所需要的氮氣用量。b.在春秋季節(jié)的生產(chǎn)運行中，需將熱交換柜4兩側(cè)的折疊門5全部打開，讓熱交換柜4外的空氣呈直線進(jìn)入到翅片換熱管6的周圍，當(dāng)液氮儲罐2內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管3進(jìn)入到熱交換柜4的翅片換熱管6中后，翅片換熱管6中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管6 周邊的空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管6周邊的空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換柜4外新的空氣又補充流動到翅片換熱管6周圍繼續(xù)進(jìn)行新的熱交換。c.通過翅片換熱管6中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管6周邊的空氣連續(xù)不斷的進(jìn)行熱交換后，翅片換熱管6中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管13輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中。d.在夏季的生產(chǎn)運行中，應(yīng)將熱交換柜4兩側(cè)的折疊門5全部關(guān)閉，開啟離心風(fēng)機11，讓與生產(chǎn)廠房中央空調(diào)系統(tǒng)連接的車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管12、車間空調(diào)回風(fēng)管15、離心風(fēng)機11與熱交換柜4內(nèi)的進(jìn)風(fēng)室14、出風(fēng)室10，以及由折流板7構(gòu)成的折流室8，形成冷熱空氣循環(huán)回路，使車間內(nèi)的熱空氣進(jìn)入到熱交換柜4內(nèi)每一層折流室8的翅片換熱管6周圍， 當(dāng)液氮儲罐2內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管3進(jìn)入到熱交換柜4的翅片換熱管6中后，翅片換熱管6中的液氮通過與翅片換熱管6周邊的熱空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管6周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室8的折返流動的同時不斷與翅片換熱管6進(jìn)行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最后經(jīng)過車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管12送到生產(chǎn)廠房的車間內(nèi)，同時翅片換熱管6中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管13輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中。e.在冬季的生產(chǎn)運行中，仍需將熱交換柜4兩側(cè)的折疊門5全部關(guān)閉，視熱交換柜 4內(nèi)空氣的溫度，調(diào)節(jié)設(shè)置在熱交換柜4內(nèi)折流室8內(nèi)壁上多處電熱板9的開啟數(shù)量，以保證熱交換柜4的翅片換熱管6周圍能充分進(jìn)行熱交換合適的空氣溫度，當(dāng)液氮儲罐2內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管3進(jìn)入到熱交換柜4的翅片換熱管6中后，翅片換熱管6中的液氮通過翅片換熱管6與周邊的空氣進(jìn)行熱交換，同時翅片換熱管6中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產(chǎn)用氮氣管13輸送到生產(chǎn)車間。f.當(dāng)嚴(yán)冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管6周邊的空氣溫度與翅片換熱管6的溫差會很?。换虺崞瑩Q熱管6中的液氮在氣化后的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產(chǎn)需要，說明翅片換熱管6中的液氮與翅片換熱管6周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板9的開啟數(shù)量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當(dāng)暫時出現(xiàn)室外環(huán)境溫度較高的暖冬情況時，則可關(guān)停一部分電熱板9，減少電熱板9的開啟數(shù)量，這樣既可以滿足生產(chǎn)需要又能減少能源消耗，對環(huán)境的各種變化可做到應(yīng)對自如的管理。
權(quán)利要求
1.一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法，其特征在于，所述方法涉及到液氮輸入管 (1)、液氮儲罐O)、液氮輸出管(3)、熱交換柜G)、折疊門(5)、翅片換熱管(6)、折流板 (7)、折流室(8)、電熱板(9)、出風(fēng)室(10)、離心風(fēng)機(11)、車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管(12)、生產(chǎn)用氮氣管(13)、進(jìn)風(fēng)室(14)、車間空調(diào)回風(fēng)管(15)共15個部件，并包括以下步驟a.在春秋季節(jié)的生產(chǎn)運行中，需將熱交換柜(4)兩側(cè)的折疊門( 全部打開，讓熱交換柜(4)外的空氣呈直線進(jìn)入到翅片換熱管(6)的周圍，當(dāng)液氮儲罐O)內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管C3)進(jìn)入到熱交換柜的翅片換熱管(6)中后，翅片換熱管(6)中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管(6)周邊的空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度降低，形成空氣的快速流動，熱交換柜(4)外新的空氣又補充流動到翅片換熱管(6)周圍繼續(xù)進(jìn)行新的熱交換；b.通過翅片換熱管(6)中的液氮經(jīng)過與翅片換熱管(6)周邊的空氣連續(xù)不斷的進(jìn)行熱交換后，翅片換熱管(6)中的液氮被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管(1 輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中；c.在夏季的生產(chǎn)運行中，應(yīng)將熱交換柜(4)兩側(cè)的折疊門( 全部關(guān)閉，開啟離心風(fēng)機(11)，讓與生產(chǎn)廠房中央空調(diào)系統(tǒng)連接的車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管(12)、車間空調(diào)回風(fēng)管(15)、 離心風(fēng)機(11)與熱交換柜⑷內(nèi)的進(jìn)風(fēng)室(14)、出風(fēng)室(10)，以及由折流板(7)構(gòu)成的折流室(8)，形成空氣循環(huán)回路，使車間內(nèi)的熱空氣進(jìn)入到熱交換柜內(nèi)每一層折流室(8) 的翅片換熱管(6)周圍，當(dāng)液氮儲罐O)內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管C3)進(jìn)入到熱交換柜的翅片換熱管(6)中后，翅片換熱管(6)中的液氮通過與翅片換熱管(6)周邊的熱空氣進(jìn)行熱交換，使得翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度不斷降低，被降溫的空氣在不斷通過折流室(8)的折返流動的同時不斷與翅片換熱管(6)進(jìn)行熱交換，形成溫度更低的冷空氣最后經(jīng)過車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管(12)送到生產(chǎn)廠房的車間內(nèi)，同時翅片換熱管(6)中的液氮也被不斷氣化成的氮氣，經(jīng)過生產(chǎn)用氮氣管(1 輸送到生產(chǎn)車間的氮氣管網(wǎng)之中；d.在冬季的生產(chǎn)運行中，仍需將熱交換柜(4)兩側(cè)的折疊門( 全部關(guān)閉，視熱交換柜⑷內(nèi)空氣的溫度，調(diào)節(jié)設(shè)置在熱交換柜⑷內(nèi)折流室⑶內(nèi)壁上多處電熱板(9)的開啟數(shù)量，以保證熱交換柜(4)的翅片換熱管(6)周圍能充分進(jìn)行熱交換合適的空氣溫度，當(dāng)液氮儲罐O)內(nèi)儲存的液氮經(jīng)過液氮輸出管( 進(jìn)入到熱交換柜(4)的翅片換熱管(6)中后，翅片換熱管(6)中的液氮通過翅片換熱管(6)與周邊的空氣進(jìn)行熱交換，同時翅片換熱管(6)中的液氮被不斷氣化成的氮氣，由生產(chǎn)用氮氣管(1 輸送到生產(chǎn)車間；e.當(dāng)嚴(yán)冬寒潮來臨室外溫度極低的情況時，翅片換熱管(6)周邊的空氣溫度與翅片換熱管(6)的溫差會很小；或翅片換熱管(6)中的液氮在氣化后的氮氣壓力也會很低而不能滿足生產(chǎn)需要，說明翅片換熱管(6)中的液氮與翅片換熱管(6)周邊的空氣熱交換不夠充分，此時需要增加電熱板(9)的開啟數(shù)量，以提高它們之間的熱交換效率。反之，當(dāng)暫時出現(xiàn)室外環(huán)境溫度較高的暖冬情況時，則可關(guān)停一部分電熱板(9)，減少電熱板(9)的開啟數(shù)量，這樣既可以滿足生產(chǎn)需要又能減少能源消耗，對環(huán)境的各種變化可做到應(yīng)對自如的管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法，其特征在于，所述折疊門(5)、翅片換熱管(6)、折流板(7)、折流室(8)、電熱板(9)、出風(fēng)室(10)和進(jìn)風(fēng)室(14) 構(gòu)成了熱交換柜的主要部分，在熱交換柜(4)包括折疊門( 在內(nèi)的六個面均設(shè)有隔熱裝置，以減少熱交換柜內(nèi)外溫差造成的能量損失。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法，其特征在于，所述熱交換柜(4)設(shè)置的多個折疊門( 分布在同方向的兩個側(cè)面，折疊門( 全部打開時可將翅片換熱管(6)都裸露在大氣環(huán)境的空氣中，以便熱交換柜(4)外的空氣在直線穿透熱交換柜(4)時能快速與翅片換熱管(6)進(jìn)行熱交換，而熱交換柜(4)設(shè)置的多個電熱板(9) 則分布在垂直于折疊門(5)方向的兩個內(nèi)側(cè)面，以能使熱交換柜內(nèi)對空氣的加熱面分布均勻，加熱板(9)的開啟數(shù)量和時間長短均由計算機系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法，其特征在于，所述由熱交換柜⑷與離心風(fēng)機(11)、車間空調(diào)進(jìn)風(fēng)管(12)、車間空調(diào)回風(fēng)管(15)組成的冷熱空氣循環(huán)回路，在夏季可將熱交換后的冷空氣輸送到生產(chǎn)車間內(nèi)降溫，可替代中央空調(diào)系統(tǒng)， 起到節(jié)約能源的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高效的工業(yè)用液氮氣化方法，其特征在于，所述熱交換柜內(nèi)的翅片換熱管(6)垂直穿透于多個折流板(7)，構(gòu)成多個S狀的折流室(8)。
全文摘要
本發(fā)明為光伏產(chǎn)業(yè)的太陽能電池生產(chǎn)過程中對規(guī)模使用工業(yè)液氮氣化的一種新的有效方法，熱交換柜作為主要部分，由折疊門、翅片換熱管、折流板、折流室、電熱板、出風(fēng)室和進(jìn)風(fēng)室構(gòu)成。該方法能使工業(yè)用液氮的氣化不受春夏秋冬四季的影響，在春秋季節(jié)將折疊門打開，使翅片換熱管與環(huán)境空氣的熱交換使液氮氣化，夏冬季節(jié)將折疊門關(guān)閉，分別采用車間冷熱空氣的循環(huán)和電加熱空氣的方式與翅片換熱管進(jìn)行熱交換使液氮氣化。本發(fā)明具有在任何環(huán)境溫度變化情況下，都能為正常生產(chǎn)所需氮氣量提高保障，與傳統(tǒng)的空溫式氣化器方法相比，其工作效率有大幅度的提高，在生產(chǎn)管理和設(shè)備維護(hù)方面都將得到明顯的改善，尤其在節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本方面則表現(xiàn)更為明顯。
文檔編號F17C7/04GK102374384SQ20111028185
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者鄭用琦 申請人:百力達(dá)太陽能股份有限公司