节能型循环水冷却系统的制作方法

本实用新型涉及循环水冷却领域，具体而言，涉及一种节能型循环水冷却系统。

背景技术：

冷却水系统主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备(常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器)后，温度上升，热水通过冷却设备则其温度回降。然后可用泵送回生产设备再次使用，这种循环冷取水系统大大降低了用水量。在工业用水中，冷却水占工业用水量的70％左右，因此，冷却水循环系统起了节约大量工业用水的作用。

从生产设备流出的水的温度往往是需要送到冷却塔中进行冷却，冷却塔的高度一般在几十米以上，这就需要功率较大的水泵将水送到冷却塔上。整个冷却水循环系统需要消耗较多的电力，这成为了生产企业的一个较大的成本支出。

因此提供一种节能型循环水冷却系统对于节约能源、降低生产成本和社会的可持续发展有着非常重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种节能型循环水冷却系统，其能够通过自适应地改变上塔水泵的流量来节省整个系统的能耗。

本实用新型是这样实现的：

一种节能型循环水冷却系统，用于工艺系统及设备的冷却，包括凉水池、冷却塔、三通管道、冷却水管道和连通管道；所述工艺系统及设备、所述凉水池和所述冷却塔通过所述三通管道相互连接；所述三通管道包括总管道、第一分管道和第二分管道，所述总管道与所述工艺系统及设备连通，所述第一分管道与所述冷却塔连通，所述第二分管道与所述凉水池连通；

所述凉水池通过所述冷却水管道与所述工艺系统及设备连通；所述凉水池通过所述连通管道与所述冷却塔连通；

所述第一分管道上设置有上塔水泵和第一流量控制阀；所述第一流量控制阀设置在所述上塔水泵的上游。

所述冷却水管道上设置有供水水泵和第二流量控制阀；所述第二流量控制阀设置在所述上塔水泵的上游。

作为优选，所述节能型循环水冷却系统还包括控制器和温度传感器，所述控制器与所述温度传感器连接，所述温度传感器分别设置在所述冷却水管道和所述总管道上；所述控制器与所述第一流量控制阀连接；所述控制器与所述第二流量控制阀连接。

作为优选，所述上塔水泵的驱动电机和所述供水水泵的驱动电机均设置有第一永磁调速器或第一变频器，所述第一永磁调速器或所述第一变频器与所述控制器电连接。

作为优选，所述冷却塔的出风口处设置有风扇和驱动电机，所述风扇和所述驱动电机连接。

作为优选，所述驱动电机上设置有第二变频器或第二永磁调速器，所述第二变频器或所述第二永磁调速器与所述控制器电连接。

作为优选，所述第一分管道的出水口设置有洒水装置。

作为优选，所述洒水装置包括洒水片、圆形外圈、旋转轴、支撑杆和套筒；所述套筒设置在所述第一分管道的出水口中部，多个所述支撑杆沿第一分管道的径向分布，并且其一端与所述第一分管道的内壁连接，另一端与套筒连接；

所述旋转轴垂直于所述圆形外圈，其一端位于圆形外圈的中部，所述洒水片的一端连接于所述旋转轴，另一端连接于所述圆形外圈；所述洒水片与所述圆形外圈的轴线倾斜设置；所述旋转轴安装在所述套筒内，所述旋转轴的端部设置有挡块。

作为优选，所述旋转轴与所述套筒通过轴承连接。

作为优选，所述凉水池中设置有搅拌器。

作为优选，所述冷却水管道上设置有第二流量控制阀，所述第二流量控制阀设置在所述供水水泵的上游。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述设计得到的节能型循环水冷却系统，使用时，根据凉水池的水温调节第一流量控制阀的开度，进而调节进入到上塔水泵的流量。这直接使得上塔水泵送入到水塔上的水量减少，减少了上塔水泵的做功，降低了上塔水泵的能耗。由于上塔水泵的能耗占整个冷却水循环系统能耗的比重较大，故减少上塔水泵的能耗可以显著地减少整个冷却水循环系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的节能型循环水冷却系统的原理图；

图2是本实用新型实施例提供的冷却塔的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第一分管道和洒水装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的洒水装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的洒水装置与第一分管道的装配示意图。

图标：100-节能型循环水冷却系统；110-凉水池；112-搅拌器；120-冷却塔；122-风扇；1222-驱动轴；1224-叶片；1226-驱动电机；1228-第二变频器；125-洒水装置；1252-洒水片；1253-支撑杆；1254-旋转轴；1256-圆形外圈；1258-套筒；1259-挡块；130-三通管道；132-总管道；134-第一分管道；1342-上塔水泵；1344-第一流量控制阀；136-第二分管道；140-冷却水管道；142-供水水泵；144-第二流量控制阀；146-温度传感器；150-连通管道；160-工艺系统及设备；170-控制器；200-节能型循环水冷却系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺系统及设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种节能型循环水冷却系统100，该系统用于工艺系统及设备160的冷却，包括凉水池110、冷却塔120、三通管道130、冷却水管道140、连通管道150和控制器170。工艺系统及设备160、凉水池110和冷却塔120通过三通管道130相互连接；凉水池110通过冷却水管道140与工艺系统及设备160连通。冷却塔120中的冷水通过连通管道150排到凉水池110中。控制器170实时调节流入到上塔水泵1342的水流量以减少上塔水泵1342的能耗；控制器170还可以实时调节供水水泵142的流量，从而减少供水水泵142的能耗；因此，该系统可以显著减少能耗。

如图1，三通管道130包括总管道132、第一分管道134和第二分管道136。总管道132与工艺系统及设备160连通，第一分管道134与冷却塔120连通，第二分管道136与凉水池110连通。第一分管道134上还设置有上塔水泵1342和第一流量控制阀1344。上塔水泵1342上设置有第一变频器(图中未示出)，永磁调速器与控制器170连接。第一流量控制阀1344与控制器170电连接，控制器170可以调节第一流量控制阀1344的开度。

冷却水对工艺系统及设备160进行冷却后，水温升高，进入总管道132。总管道132上还设置有温度传感器146，温度传感器146与控制器170电连接。当热水流入到三个管道交汇处时，一部分水进入到第一分管道134，在上塔水泵1342的作用下，第一分管道134的热水进入到冷却塔120；另外一部分水进入到第二分管道136后直接进入凉水池110。

如图1，凉水池110设置在地平面以下，通过连通管道150与冷却塔120和凉水池110连通。凉水池110用于储存来自第二分管道136的热水和来自冷却塔120的凉水。为了使热水和凉水混合均匀，在凉水池110中还设置了搅拌器112。

冷却水管道140将凉水池110中的冷却水输送到需要冷却的工艺系统及设备160中。在冷却水管道140上设置有供水水泵142和第二流量控制阀144，第二流量控制阀144设置在供水水泵142的上游。供水水泵142的驱动电机上设置有第一变频器。第二流量控制阀144与控制器170电连接，控制器170可以调节第二流量控制阀144的开度。

在冷却水管道140上还设置有温度传感器146，温度传感器146与控制器170电连接。需要说明的是，图中所示的布置仅仅为示意，并不代表冷却水管道140竖直布置。

控制器170可以采用PLC控制或者单片机控制，属于现有技术，不再对其做详细描述。控制器170对上塔水泵1342和供水水泵142的控制是通过控制第一变频器(图中未示出)来实现的。第一流量控制阀1344和第二流量控制阀144上可以设置电机，控制器170通过控制电机的旋转来实现第一流量控制阀1344的和第二流量控制阀144开度大小。

整个节能型循环水冷却系统100在工作时，温度传感器146对冷却水管道140和总管道132的水温进行测试，将信号反馈给控制器170。当水温低于需要的温度时，控制器170减小第一流量控制阀1344和第二流量控制阀144的开度，并适当降低上塔水泵1342和供水水泵142的转速。此时，通过上塔水泵1342的水量减小，能耗降低；并且通过供水水泵142的水量减小，能耗降低。当水温高于需要的温度时，执行相反的操作，使得较多的水进入到冷却塔120进行冷却，从冷却塔120排入到凉水池110的凉水增多，从而降低了凉水池110的水温。

由于冬季环境温度较低，凉水池110本身的冷却效果比较好，大部分的水被直接送入到低位的凉水池110中冷却，只有少量的水进入到冷却塔120。从而可以大大降低上塔水泵1342的能耗，显著降低了整个系统的能耗。另外，冬季工艺系统及设备160自身的散热效果比较好，冷却水的用量减少，即供水水泵142的流量减少，其能耗也减少。

随着环境温度的变化，凉水池110本身的冷却效果也会发生变化，温度传感器146通过测定冷却水管道140和总管道132的水温，将信号传递给控制器170，从而可以对流入上塔水泵1342和供水水泵142的水量进行实时调节。该系统既可以对工艺系统及设备160进行充分冷却，又不至于浪费能源。

如图2，在冷却塔120的出风口处设置有风扇122，风扇122包括驱动轴1222、叶片1224、驱动电机1226和第二变频器1228；叶片1224为涡旋状，连接于驱动轴1222的一端；驱动轴1222的另一端与驱动电机1226连接；第二变频器1228设置在驱动电机1226上并且与控制器170电连接。涡旋状的叶片1224在转动时可以更高效地将冷却塔120中的热空气抽出。

由于冬季环境温度比较低，冷却塔120的冷却效果比较好，这时，可以适当降低风扇122的转速，从而节约能源。温度传感器146反馈给控制器170的温度低于所需要的冷取水的温度时，控制器170可通过改变第二变频器1228的频率来降低驱动电机1226的转速，从而节约电能。

如图3、图4和图5，第一分管道134的出水口还设置有洒水装置125。洒水装置125包括洒水片1252、圆形外圈1256、旋转轴1254、支撑杆1253和套筒1258。套筒1258设置在出水口的中部，支撑杆1253沿第一分管道134的径向分布，并且其一端与第一分管道134的内壁连接，另一端与套筒1258连接；多个支撑杆1253在套筒1258的外圆周均匀分布。

旋转轴1254垂直于圆形外圈1256，并且旋转轴1254的一端位于圆形外圈1256的中部，洒水片1252的一端连接于旋转轴1254，另一端连接于圆形外圈1256；洒水片1252与圆形外圈1256的轴线倾斜设置。旋转轴1254安装在套筒1258内，旋转轴1254的端部设置有挡块1259。

由于洒水片1252于圆形外圈1256的轴线具有一定夹角，在水流从洒水片1252之间流出时，洒水片1252受到平行于第一分管道134管口的分力，在该分力的作用下，圆形外圈1256、洒水片1252和旋转轴1254在套筒1258内转动。水从洒水片1252之间洒出，并且洒水片1252的转动使得水流向四周散去，可以更好地进行散热。

需要说明的是，本实施例为较佳实施例，在某些实施例中，控制器170、搅拌器112、永磁调速器和温度传感器146并不是必须的；或者在某些实施例中，第一变频器也可以由第一永磁调速器来代替，第二变频器1228也可以由第二永磁调速器来代替；或者在某些实施例中，旋转轴1254上还设置有轴承，旋转轴1254通过轴承与套筒1258连接。这些改变并不影响节能型循环水冷却系统100的使用，并且也可以节约能源。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。