具热回收的冷水循环系统的制作方法

1.本技术是关于一种具热回收的冷水循环系统，尤其是指一种用于冷热循环，并将冷却装置所产生的热回收的循环系统。


背景技术：

2.随着时代的发展，产业界逐渐于工厂设置供应其制造设备对应环境的设施，即称为厂务系统；以半导体产业为例，其厂务系统通常包含：无尘室相关系统、空调系统、纯水系统、气体供应系统、化学品的供应系统、电力系统；第一个无尘室相关系统最重要的是提供洁净的生产环境，第二个空调系统的目的是提供全厂稳定的空调环境，第三个纯水系统的目的是供应给清洗相关制程需要，第四个气体供应系统的目的是提供高质量大宗气体及安全的特殊气体，第五个化学品的供应系统的目的是提供大宗使用的高质量的化学用品，第六个电力系统的目的是供应稳定的全场电源；而其中工厂厂务系统都需要两个功能，其为提供热源以及提供冷源。
3.热源供应的部分，业界经常使用锅炉，以加热的方式供应热水，工厂热水需求的负载通常为：无尘室外气空调箱(mau)及纯水系统等。
4.而同时在工厂内亦有许多发热源，需要被冷却，因此需要提供冷源，产业界通常使用制程冷却水主要供给生产设备pcw(process cooling water)，其是用于制造冷却水的系统，且其要求提供的流体温度不能太低，温度通常控制在16℃～22℃，若流体的温度过低，在工厂、无尘室里湿度较高的情况下，会出现管路表面结露的现象，使设备受损，若流体的温度过高则达不到设备的冷却需求；而该流体通常使用纯水或软水做为水源。
5.现有技术厂务具热回收的冷水循环系统主要是利用蒸汽压缩循环(vapor compression cycle)原理的冷冻系统做为制冷源，将冷水循环中的高温流体于冷冻系统中的蒸发器降温为低温流体，但现有技术具热回收的冷水循环系统运转上会尽可能降低冷水循环的流体温度，以满足工厂内所有的冷却需求；但依据热力学分析，冷冻系统在冷凝温度不变的条件下，蒸发温度愈高则冷冻系统效率愈高，意即提高冷水循环的流体温度有助于冷冻系统的效率提升，故现有技术工厂具热回收的冷水循环系统以尽可能降低流体温度的运转方式是没有效率的，将造成工厂的营运成本增加。
6.有鉴于上述现有技术技术的问题，本技术提供一种具热回收的冷水循环系统，其是将第一冷却装置连通至第二冷却装置的蒸发器，该第二冷却装置的蒸发器与冷凝器各别连通冷却用的热交换装置以及加热用的热交换装置，利用第一冷却装置与第二冷却装置的蒸发器相连通，将第一冷却装置产生的高温冰水，进一步降温为所需的低温冰水，同时第二冷却装置的冷凝器原本需对外界散热，则回收使用于加热用的热交换装置，故此系统可同时提供冷却用的高温及低温冰水，并产生加热用的温热水，达到减少循环系统的能源消耗。


技术实现要素：

7.本技术所要解决的技术问题在于提供一种具热回收的冷水循环系统，其是将第一
冷却装置连通至第二冷却装置的蒸发器，该第二冷却装置的蒸发器与冷凝器各别连通冷却用的热交换装置以及加热用的热交换装置，利用第一冷却装置与第二冷却装置的蒸发器相连通，将第一冷却装置产生的高温冰水，进一步降温为所需的低温冰水，同时第二冷却装置的冷凝器原本需对外界散热，则回收使用于加热用的热交换装置，减少具热回收的冷水循环系统的能源消耗，提高其用电效率。
8.为达到上述所指称的各目的与功效，本技术提供一种具热回收的冷水循环系统，其包含，一第一冷却装置、一第一热交换装置、一第二冷却装置、一第二热交换装置以及一第三热交换装置，该第二冷却装置包含一蒸发器、一压缩机、一冷凝器及一膨胀装置，冷媒分别于该蒸发器与该冷凝器吸热与放热，对外界产生降温与升温的热交换功效，该蒸发器以一第一管路连通该第一冷却装置，该冷凝器以一第二管路以及一第三管路连通一第一热交换装置，该第三管路设置一第一控制阀，该第二热交换装置以一第四管路连通该蒸发器，该压缩机连通该蒸发器以及该冷凝器，该膨胀装置连通该蒸发器以及该冷凝器，该第二热交换装置以一第五管路连通该第一冷却装置，该第五管路设置一第二控制阀，该第三热交换装置以一第六管路连通该第一管路，该第三热交换装置以一第七管路连通该第五管路，该第七管路设置一第三控制阀；利用此结构提供具热回收的冷水循环系统，使第二冷却装置所产生的热可于系统回收循环。
9.本技术的一实施例中，其中该第二管路设置一加热装置。
10.本技术的一实施例中，其中该第三管路设置一降温装置。
11.本技术的一实施例中，其中该第一管路的一内侧设置一第一循环泵。
12.本技术的一实施例中，其中该第三管路的一内侧设置一第二循环泵。
13.本技术的一实施例中，其中该第五管路的一内侧设置一第三循环泵。
14.本技术的一实施例中，更包含一第四热交换装置，该第四热交换装置以一第八管路连通该第一管路，该第四热交换装置以一第九管路连通该第五管路。
15.本技术的一实施例中，其中该第一冷却装置输送一第一冷流体至该第一管路，该蒸发器输送一第二冷流体至该第四管路。
16.本技术的一实施例中，其中该第一冷流体的温度大于该第二冷流体的温度。
17.有关本技术的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，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它的附图。
19.图1是本技术的实施例的循环系统示意图；
20.图2是本技术的实施例的循环系统的循环泵示意图；
21.图3是本技术的实施例的循环系统的其他装置示意图；以及
22.图4是本技术的实施例的循环系统的其他热交换装置示意图。
23.符号说明
24.1 具热回收的冷水循环系统
25.10 第一冷却装置
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20 第二冷却装置
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21 第一管路
26.211 第一循环泵
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22 蒸发器
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23 第二管路
27.24 冷凝器
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25 第三管路
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251 第二循环泵
28.252 第一控制阀
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26 压缩机
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28 膨胀装置
29.30 第一热交换装置
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40 第二热交换装置
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41 第四管路
30.43 第五管路
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431 第三循环泵
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432 第二控制阀
31.50 第三热交换装置
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51 第六管路
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53 第七管路
32.532 第三控制阀
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60 加热装置
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70 降温装置
33.80 第四热交换装置
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81 第八管路
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83 第九管路
34.c1 第一冷流体
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c2 第二冷流体
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c3 第三冷流体
35.c3
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第四冷流体
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h1 第一热流体
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h2 第二热流体
36.h2
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第五热流体
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h3 第三热流体
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h4 第四热流体
具体实施方式
37.在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。
38.有鉴于上述现有技术的问题，本技术是将第一冷却装置连通第二冷却装置的蒸发器，该第二冷却装置的蒸发器与冷凝器各别连通冷却用的热交换装置以及加热用的热交换装置，利用第一冷却装置与第二冷却装置的蒸发器相连通，将第一冷却装置产生的高温冰水，进一步降温为所需的低温冰水，同时第二冷却装置的冷凝器原本需对外界散热，则回收使用于加热用的热交换装置，减少具热回收的冷水循环系统的能源消耗，提高其用电效率，解决现有技术调节冷却流体的温度，需耗费大量能源的问题。
39.请参阅图1，其为本技术的实施例的循环系统示意图，如图所示，本实施例中，一种具热回收的冷水循环系统1，其包含一第一冷却装置10、一第二冷却装置20、一第一热交换装置30、一第二热交换装置40以及一第三热交换装置50，并以流体于该些装置10、20、30、40、50内流动，以进行热量交换与循环；于本实施例中，流体可为水，但并非用以限制本技术。
40.再次参阅图1，如图所示，于本实施例中，该第二冷却装置20包含一蒸发器22、一压缩机26、一冷凝器24及一膨胀装置28，该第二冷却装置20的冷媒分别于该蒸发器22与该冷凝器24吸热与放热，对外界产生降温与升温的热交换功效，该蒸发器22以一第一管路21连通该第一冷却装置10以接收冷流体，该冷凝器24以一第二管路23连通一第一热交换装置30以输送热流体，该冷凝器24以一第三管路25连通一第一热交换装置30以接收冷流体，且该第三管路25设置一第一控制阀252，该第一控制阀252的开关控制流经该第一热交换装置30的流体流量；该第一控制阀252亦可设置于该第二管路23，所致功能完全相同，该压缩机26连通该蒸发器22以及该冷凝器24，使冷媒于蒸发器22以及该冷凝器24之间循环，该膨胀装置28连通该蒸发器22以及该冷凝器24，该膨胀装置28提供低温的冷媒予该蒸发器22；该第二热交换装置40以一第四管路41连通该蒸发器22以接收冷流体，该第二热交换装置40以一第五管路43连通该第一冷却装置10以输送热流体，该第五管路43设置一第二控制阀432，该第二控制阀432的开关控制流经该第一冷却装置10的流体流量；该第二控制阀432亦可设置
于该第四管路41，所致功能完全相同；该第三热交换装置50以一第六管路51连通该第一管路21以接收冷流体，该第三热交换装置50以一第七管路53连通该第五管路43以输送热流体，该第七管路53设置一第三控制阀532，该第三控制阀532的开关控制流经该第三热交换装置50的流体流量；该第三控制阀532亦可设置于该第六管路51，所致功能完全相同；于本实施例中，该第一冷却装置10的数量可为多个，以及该第三热交换装置50的数量可为多个，本实施例不在此限制。
41.接续上述，于本实施例中，该第一、二冷却装置10、20是将流体降温的设备，例如冷冻机及散热槽，此等冷却装置；该第一热交换装置30、该第二热交换装置40以及该第三热交换装置50是用于交换流体的热能，例如以铜管进行热传导。
42.接续上述，于本实施例中，该第一热交换装置30以及该第二热交换装置40可设置于同一设备内，例如该第二热交换装置40用于除湿装置先将空气除湿，该第一热交换装置30用于加热器，对应加热空气以控制其温度。
43.接续上述，如图所示，于本实施例中，该第一冷却装置10对流体进行降温，形成一第一冷流体c1，该第一冷流体c1于该第一管路21内流动至该第二冷却装置20的该蒸发器22，该第一冷流体c1于该蒸发器22内再次降温，形成一第二冷流体c2，该第二冷流体c2于该第四管路41内流动至该第二热交换装置40，该第二热交换装置40对流体进行升温，形成一第一热流体h1，该第一热流体h1于该第五管路43内流动至该第一冷却装置10完成一次循环；同时，该第二冷却装置20的该冷凝器24内的流体吸收该蒸发器22的热能及该压缩机26的电功，形成一第二热流体h2，该第二热流体h2于该第二管路23内流动至该第一热交换装置30，该第二热流体h2于该第一热交换装置30内降温，形成一第三冷流体c3，该第三冷流体c3于该第三管路25内流动至该冷凝器24完成一次循环；同时，该第一管路21内的该第一冷流体c1分流流动至该第六管路51，该第一冷流体c1于该第六管路51内流动至该第三热交换装置50，该第三热交换装置50对流体进行升温，形成一第三热流体h3，该第三热流体h3于该第七管路53内流动至该第五管路43，使该第三热流体h3与该第一热流体h1混合流至该第一冷却装置10完成一次循环；于本实施例中，该第一冷流体c1的温度大于该第二冷流体c2的温度，其因该蒸发器22对该第一冷流体c1再次降温，形成该第二冷流体c2。
44.请参阅图2，其为本技术的实施例的循环系统的循环泵示意图，如图所示，于本实施例中，本实施例进一步揭示该第一管路21的一内侧设置一第一循环泵211，该第三管路25的一内侧设置一第二循环泵251，该第五管路43的一内侧设置一第三循环泵431，该第一循环泵211用于循环该第一冷流体c1以及该第二冷流体c2，该第二循环泵251用于循环该第二热流体h2以及该第三冷流体c3，该第三循环泵431用于循环该第一热流体h1以及该第三热流体h3。
45.请参阅图3，其为本技术的实施例的其他装置示意图，如图所示，本实施例进一步揭示该第二管路23设置一加热装置60，以及该第三管路25设置一降温装置70，该冷凝器24输送该第二热流体h2至该加热装置60，该加热装置60加热该第二热流体h2，形成一第五热流体h2’，该第五热流体h2’再流至该第一热交换装置30，该第五热流体h2’于该第一热交换装置30内降温，形成该第三冷流体c3，该第三冷流体c3流动至该降温装置70，该降温装置70降温该第三冷流体c3，形成一第四冷流体c3’，该第四冷流体c3’再流至该冷凝器24完成一次循环；于本实施例中，该第二热流体h2的温度小于该第五热流体h2’的温度，其因该加热
装置60对该第二热流体h2再次加温，形成该第五热流体h2’；该第三冷流体c3的温度大于该第四冷流体c3’的温度，其因该降温装置70对该第三冷流体c3再次降温，形成该第四冷流体c3’。
46.本实施例的一种具热回收的冷水循环系统1是将该第一冷却装置10与该第二冷却装置20包含的该蒸发器22连通，以及该第一冷却装置10与该第三热交换装置50连通，该第一冷却装置10提供较高温的冷流体(例如20℃的水)至该第三热交换装置50，该蒸发器22进一步对该第一冷却装置10输送的流体降温，提供较低温的冷却流体(例如4℃的水)至该第二热交换装置40，并利用该第二冷却装置20包含的该冷凝器24连通该第一热交换装置30，以提供高温的加热流体，进行热回收，通过该第一冷却装置10、该第二冷却装置20、该第一热交换装置30、该第二热交换装置40以及该第三热交换装置50的流体循环，以调节适当温度的冷流体，使冷热于系统内循环，并进一步进行废热的回收，减少该具热回收的冷水循环系统1的能源消耗。
47.请参阅图4，其为本技术的实施例的循环系统的其他热交换装置示意图，如图所示，本实施例是基于上述实施例，更进一步揭示一第四热交换装置80，该第四热交换装置80以一第八管路81连通该第一管路21以接收冷流体，该第四热交换装置80以一第九管路83连通该第五管路43以输送热流体。
48.接续上述，于本实施例中，该第一管路21内的该第一冷流体c1分流流动至该第九管路81，该第一冷流体c1于该第八管路81内流动至该第四热交换装置80，该第四热交换装置80对流体进行升温，形成一第四热流体h4，该第四热流体h4于该第九管路83内流动至该第五管路43，使该第四热流体h4与该第一热流体h1混合流至该第一冷却装置10完成一次循环；本实施例中，该第一热交换装置30、该第二热交换装置40以及该第四热交换装置80可设置于同一设备内，该第四热交换装置80可对应进行预冷作业；本实施例的其他组件的结构及其作动关系，皆与上述实施例相同，故不再赘述。
49.综上所述，本技术提供一种具热回收的冷水循环系统，其是将第一冷却装置连通至第二冷却装置的蒸发器，该第二冷却装置的蒸发器与冷凝器各别连通冷却用的热交换装置以及加热用的热交换装置，利用第一冷却装置与第二冷却装置的蒸发器相连通，将第一冷却装置产生的高温冰水，进一步降温为所需的低温冰水，同时第二冷却装置的冷凝器原本需对外界散热，则回收使用于加热用的热交换装置，减少循环系统的能源消耗，并与热交换装置的流体进行热交换，以调节所需温度的冷流体，使系统架构可提供较高温的冷水的同时，回收冷却装置产生的热，解决现有技术具热回收的冷水循环系统于调节冷却流体的温度时，需耗费大量能源，且产生的热无法回收，造成工厂的营运成本增加的问题。
50.以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本技术技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本技术技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本技术内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本技术实质相同的技术或实施例。