一种用于对注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统及冷却方法与流程

1.本发明涉及疫苗生产设备技术领域，特别涉及一种用于注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统及冷却方法。


背景技术：

2.注射用蒸馏水机上冷凝器温度高于85℃-90℃时需要对其进行冷却，当冷凝器温度降至85℃以下时，注射用蒸馏水机才能生产注射水(多效蒸馏)，当冷凝器温度超过90℃时，注射用蒸馏水机就会停机而无法产生注射用蒸馏水，所以对注射用蒸馏水机的冷却系统的快速反应能力提出了更高的要求，即必须在短时间内遏制冷凝器温度上升，并要求立即将冷凝器温度冷却至85℃以下。
3.针对这一技术问题，目前的解决方案有两种：采用冷却塔降温、冷冻水降温。1、用冷却塔降温法，冷却水经过冷却塔冷却,通过循环水泵进入冷凝器，出来的水回到冷却塔，循环使用，冬天时室外温度低时可以正常运行，夏季温度高于35℃时冷却塔只能降2℃-8℃，冷却水无法满足冷凝器降温要求，冷凝器出水温度达到102℃，只能大量把水排掉，不能循环使用，浪费能源及设备管道容易结垢(冷却水与大气接触后进入冷凝器)，降低换热效果和使用效率。2、用7℃冷冻水进行冷却降温，冷冻水通过循环水泵进入制冷机冷却降温7℃-10℃，进入冷凝器降温，由于冷凝器达到85℃-90℃时冷冻水阀门开启，通过循环水泵进入冷凝器。用制冷机降温冷却，由于回水温度高t＞65℃造成制冷机(瞬间温度高)停止运行，无法给冷冻水降温造成注射水机停机，无法生产注射水。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于对注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统及冷却方法，解决注射用蒸馏水机冷凝器在达到临界温度时快速冷却降温的问题。
5.本发明提供一种用于对注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统，包括冷却水箱、换热器、第一循环泵，其中：
6.换热器的被冷却管道的入口与冷凝器的出口连接，将接收的冷凝器出水进行冷却降温；
7.冷却水箱与换热器的被冷却管道的出口连接，用于收集换热器被冷却的水并保温存储；
8.第一循环泵与冷却水箱的出口连接，将冷却水箱的水输送到冷凝器的入口；
9.所述冷凝器的入口和冷凝器的出口之间设有短路循环管道，并在短路循环管道上设有第一控制阀，在所述冷凝器的入口设有第二控制阀，在所述冷凝器的出口设有第三控制阀，所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀被配置为：当冷凝器内工作温度等于或超过预设值t0时，第一控制阀处于关闭状态，第二控制阀和第三控制阀处于打开状态；当冷凝器内工作温度低于预设值t0时，第一控制阀处于打开状态，第二控制阀和第三控制阀处于
关闭状态。
10.可选择地，所述冷却水箱及循环管路内部的水为纯化水。
11.可选择地，所述换热器的冷却管道通过第一循环供液管道、第一循环回液管道与冷却塔连接，通过第二循环供液管道、第二循环回液管道与制冷机连接，并在第一循环供液管道上设有第四控制阀，在第一循环回液管道上设有第六控制阀，在第二循环供液管道上设有第五控制阀，在第二循环回液管道上设有第七控制阀，其中：
12.第四控制阀和第六控制阀、第五控制阀和第七控制阀被配置为：当环境温度等于或超过预设值t1时，第四控制阀和第六控制阀关闭，以关闭第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔停止运行工作，第五控制阀和第七控制阀打开，以打开第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机运行工作；当环境温度低于预设值t1时，第四控制阀和第六控制阀打开，第五控制阀和第七控制阀关闭，以打开第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔运行工作，关闭第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机停止运行工作。
13.可选择地，第四控制阀和第六控制阀、第五控制阀和第七控制阀还被配置为：检测冷却水箱的出水温度，当冷却水箱的出水温度等于或超过预设值t2时，第四控制阀和第六控制阀关闭，以关闭第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔停止工作，第五控制阀和第七控制阀打开，以打开第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机运行工作；当冷却水箱的出水温度低于预设值t2时，第四控制阀和第六控制阀打开，以打开第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔运行工作，第五控制阀和第七控制阀关闭，以关闭第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机停止运行工作。
14.可选择地，所述冷却水箱还设有补水口；所述冷却水箱上还设有液位计。
15.可选择地，所述冷却系统还包括第二循环泵，与所述第一循环泵并联接入冷却系统。
16.本发明还提供一种用于对注射用蒸馏水机冷凝器的冷却方法，包括：
17.检测注射用蒸馏水机冷凝器的温度ta；
18.判断当ta≥t0时，关闭注射用蒸馏水机冷凝器的入口和出口之间短路循环管道上的第一控制阀，打开冷凝器两端的第二控制阀和第三控制阀，使冷却系统的水进入冷凝器冷却循环工作模式；
19.当ta＜t0时，打开所述短路循环管道上的第一控制阀，关闭冷凝器两端的第二控制阀和第三控制阀，使冷却系统进入短路循环工作模式；
20.t0为预设值。
21.可选择地，预设值t0在80-90℃之间。
22.可选择地，所述冷却方法，还包括：
23.检测环境温度tb；
24.当tb≥t1时，关闭冷却塔的第一循环供液管道上的第四控制阀和第一循环回液管道上的第六控制阀，以关闭第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔停止运行，打开制冷机的第二循环管道上的第五控制阀和第二循环回液管道上的第七控制阀，以打开第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机运行工作；
25.当tb＜t1时，打开第四控制阀和第六控制阀，以打开第一循环供液管道和第一循
环回液管道，使冷却塔运行工作，关闭第五控制阀和第七控制阀，以关闭第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机停止运行；
26.其中，预设值t1在35-40℃之间。
27.可选择地，所述冷却方法，还包括：
28.检测冷却水箱的出水温度tc；
29.当tc≥t2时，关闭冷却塔的第一循环供液管道上的第四控制阀和第一循环回液管道上的第六控制阀，以关闭第一循供液环管道和第一循环回液管道，使冷却塔停止运行工作，打开制冷机的第二循环供液管道上的第五控制阀和第二循环回液管道上的第七控制阀，打开第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机运行工作；
30.当tc＜t2时，打开第四控制阀和第六控制阀，以打开第一循环供液管道和第一循环回液管道，使冷却塔运行工作，关闭第五控制阀和第七控制阀，关闭第二循环供液管道和第二循环回液管道，并控制制冷机停止运行工作；
31.其中，预设值t2在45-55℃之间。
32.本发明提供的冷却系统及冷却方法，用于冷却注射用蒸馏水机的冷凝器，节省能源，冷却效果好，可以根据季节、天气冷热采用不同的冷却模式降温；同时由于采用纯化水冷却循环，可以防止设备、管道及冷凝器结垢，保证系统的换热效率。
附图说明
33.图1是本发明实施例提供的用于注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统的结构示意图。
34.图中的附图标记：
35.10-冷却水箱；20-换热器；31-第一循环泵；32-第二循环泵；41-冷却塔；42-制冷机；43-第四控制阀；44-第五控制阀；45-第六控制阀；46-第七控制阀；50-注射用蒸馏水机；51-冷凝器；52-第二控制阀；53-第三控制阀；60-短路循环管道；61-第一控制阀；62-压力表；63-第一循环供液管道；65-第一循环回液管道；64-第二循环供液管道；66-第二循环回液管道。
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
37.需要说明的是，当元件/部件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件/部件上或者也可以存在居中的元件/部件。当一个元件/部件被认为是“连接”另一个元件/部件，它可以是直接连接到另一个元件/部件或者可能同时存在居中元件/部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本文所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四
”……
等，仅是为了区分，它们所限定的主语可以相同，也可以不同，例如被限定的主语“控制阀”、“循环泵”、“循环供液管道”、“循环回液管道”等，其中的第一控制阀、第三控制阀可以是相同的控制阀，也可以是不同的控制阀。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.如图1所示，本实施例提供一种用于对注射用蒸馏水机冷凝器的冷却系统，包括冷却水箱10、换热器20、第一循环泵31，其中：
40.换热器20的被冷却管道的入口与冷凝器51的出口连接，将接收的冷凝器51出水进行冷却降温；换热器20通常采用板式换热器，板式换热器的换热效率高，占用空间小，换热器需要与其他的设备进行热交换，对换热器内被冷却的水进行换热，从而使进入换热器20的被冷却管道的水降温；
41.冷却水箱10与换热器20的被冷却管道的出口连接，收集换热器10冷却的水并保温存储；冷却水箱10通常进行了保温隔热设计，避免外部热量进入到冷却水箱内部导致冷却水箱内温度上升，从而保证冷却水箱的出水温度达到设计的工作要求；
42.第一循环泵31与冷却水箱10的出口连接，将冷却水箱10的水输送到冷凝器51的入口；第一循环泵31作为整个冷却系统内循环水的驱动单元，将冷却水箱10的水输送到冷凝器或者直接进入短路循环工作模式；第二循环泵32作为第一循环泵31的备用结构，当第一循环泵31存在故障、损坏或者需要检修第一循环泵31时，可以启动第二循环泵32工作，从而确保不停机；
43.所述冷凝器51的入口和冷凝器51的出口之间设有短路循环管道60，并在短路循环管道60上设有第一控制阀61，在所述冷凝器51的入口设有第二控制阀52，在所述冷凝器51的出口设有第三控制阀53，所述第一控制阀61、第二控制阀52和第三控制阀53被配置为：当冷凝器51内工作温度等于或超过预设值t0时，关闭第一控制阀61，打开第二控制阀52和第三控制阀53；当冷凝器51内工作温度低于预设值t0时，打开第一控制阀61，关闭第二控制阀52和第三控制阀53。
44.本实施例提供的冷却系统处于常开状态，当冷凝器51的工作温度低于预设值t0时，打开短路循环管道60，使冷却系统处于短路循环工作模式；当检测到冷凝器51的工作温度达到或者高于预设值t0时，关闭短路循环管道60上的第一控制阀，使循环的冷却水流经冷凝器51，对冷凝器快速反应降温，避免冷凝器51的温度进一步上升。由于冷却系统处于不停机运行的状态，从而避免了停机导致的循环管道内积水的温度高于循环状态的冷却水的温度的问题，从而可以在系统检测到冷凝器51温度达到所需设计要求时，立即停止短路循环工作模式，快速进入冷凝器降温工作模式，这样设计的反应速度灵敏，同时保证进入冷凝器降温的水在设计范围内。
45.通常地，预设值t0在80-90℃之间，可以是80℃，也可以是90℃，或者为二者之间的其他节点值，如81℃、83℃、86℃或88℃，本实施例中选择85℃。
46.所述冷却水箱10及循环管路内部的水为纯化水，由于纯化水不含离子，是去离子的软化水，不会结垢，从而保证循环管路(特别是热交换部分的循环管路，例如冷凝器、水泵和换热器位置的循环管路)的热交换效果。
47.所述换热器20的冷却管道通过第一循环供液管道63、第一循环回液管道65与冷却塔41的两端连接，通过第二循环供液管道64、第二循环回液管道66与制冷机42的两端连接，
并在第一循环供液管道63上设有第四控制阀43，在第一循环回液管道65上设有第六控制阀45，第四控制阀43和第六控制阀45可以控制第一循环供液管道63、第一循环回液管道65的通断，在第二循环供液管道64上设有第五控制阀44，在第二循环回液管道66上设有第七控制阀46，第五控制阀44和第七控制阀46可以控制第二循环供液管道64、第二循环回液管道66的通断，可以根据检测到的温度值来控制四个循环管道的通断，从而实现对制冷机42和冷却塔41的工作状态控制，其中，检测到的温度值可以是环境温度也可以是冷却水箱10的出水温度，通过将检测到的温度值与预设值进行比较判断，从而确定其是否达到控制要求，并进行相应的控制动作。
48.其中，根据检测到的环境温度，将第四控制阀43和第六控制阀45、第五控制阀44和第七控制阀46被配置为：
49.当环境温度等于或超过预设值t1时，关闭第四控制阀43和第六控制阀45，以关闭第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41停止运行工作；打开第五控制阀44和第七控制阀46，以打开第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42运行工作；
50.当环境温度低于预设值t1时，打开第四控制阀43和第六控制阀45，以打开第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41运行工作；关闭第五控制阀44和第七控制阀46，以关闭第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42停止运行工作。
51.通常在环境温度超过35-40℃时，冷却塔的相应出水温度也会随之升高，使冷却塔不再能够满足冷却要求，此时关闭冷却塔，启动制冷机进行制冷，而环境温度低于这个温度范围时，可以启用冷却塔工作，从而降低能耗，所以作为环境温度参考的预设值t1选择在35-40℃之间。
52.根据检测到的冷却水箱的出水温度，将第四控制阀43和第六控制阀45、第五控制阀44和第七控制阀46还被配置为：
53.当冷却水箱10的出水温度等于或超过预设值t2时，关闭第四控制阀43和第六控制阀45，以关闭第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41停止运行工作，打开第五控制阀44和第七控制阀46，以打开第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42运行工作；
54.当冷却水箱的出水温度低于预设值t2时，打开第四控制阀43和第六控制阀45，以打开第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41运行工作，第五控制阀44和第七控制阀46关闭，以关闭第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42停止运行工作。
55.由于冷却水箱的出水温度决定了对冷凝器的冷却效率，所以检测冷却水箱的出水温度，根据出水温度来选择使用冷却塔还是制冷机；当冷却水箱的出水温度高于预设值时，则表明冷却水塔的冷却效果不足以满足冷却水要求，此时需要停止冷却水塔运行工作，而启用冷却效果更好的制冷机。从而根据冷却水箱的出水温度，选择冷却塔或制冷机进行冷却，当冷却水箱的出水温度高于循环水要求的45-55℃时，就需要停用冷却塔而启用制冷机。所以，将于冷却水箱的出水温度相关的预设值t2选择在45-55℃之间。
56.上述实施例中，根据第四控制阀43和第六控制阀45、第五控制阀44和第七控制阀
46的相应功能，可以将其中两个控制阀用一个三通阀来替代，例如用一个三通阀来替代第四控制阀43和第五控制阀44，用另一个三通阀来替代第六控制阀45和第七控制阀46。
57.所述冷却水箱10还设有补水口；所述冷却水箱10上还设有液位计。当液位计显示的液位低于冷却水箱10工作要求的液位高度时，通过外部补水的方式对冷却水箱10内部补充冷却水(即纯化水)。
58.所述冷却系统还包括第二循环泵32，与所述第一循环泵31并联接入冷却系统。第二循环泵32作为第一循环泵31的备用，当第一循环泵出现故障时可以停用第一循环泵31，启用第二循环泵32工作。对应地，在第一循环泵31和第二循环泵32的两端分别设置有控制阀，实现对两个循环泵的工作控制。本领域技术人员也可以在实施的过程中，直接使用三通阀控制两个循环泵的工作状态。
59.结合图1，本发明实施例还提供一种用于注射用蒸馏水机冷凝器的冷却方法，包括：
60.检测注射用蒸馏水机冷凝器内部的冷却水的温度ta；
61.判断当ta≥t0时，关闭注射用蒸馏水机冷凝器的入口和出口之间短路循环管道60上的第一控制阀61，打开冷凝器51两端的第二控制阀52和第三控制阀53，使冷却系统进入冷凝器冷却循环工作模式；
62.当ta＜t0时，打开短路循环管道60上的第一控制阀61，关闭冷凝器51两端的第二控制阀52和第三控制阀53，使冷却系统进入短路循环工作模式；
63.其中的t0为预设值，通常是由控制系统内部的程序进行设定，并可以根据使用需要而进行调整。
64.预设值t0在80-90℃之间，优选为85℃。
65.本实施例中的冷却系统处于常开状态，当冷凝器51的工作温度低于预设值t0时，打开短路循环管道60，使冷却系统处于短路循环工作模式；当检测到冷凝器51的工作温度达到或者高于预设值t0时，关闭短路循环管道60上的第一控制阀，使循环的冷却水流经冷凝器51，对冷凝器快速反应降温，避免冷凝器51的温度进一步上升。由于冷却系统处于不停机运行的状态，从而避免了停机导致的循环管道内积水的温度高于循环状态的冷却水的温度的问题，从而可以在系统检测到冷凝器51温度达到设计要求时，立即停止短路循环工作模式，快速进入冷凝器降温工作模式，这样设计的反应速度灵敏。
66.所述冷却方法，还包括：
67.检测环境温度tb；
68.当tb≥t1时，关闭第四控制阀43和第六控制阀45，以关闭第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41停止运行工作，打开第五控制阀44和第七控制阀46，以打开第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42运行工作；
69.当tb＜t1时，打开第四控制阀43和第六控制阀45，以打开第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41运行工作，关闭第五控制阀44和第七控制阀46，以关闭第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42停止运行工作；
70.其中的t1为预设值，通常是由控制系统内部的程序进行设定，并可以根据使用需要而进行调整。
71.预设值t1在35-40℃之间。
72.通常在环境温度超过35-40℃时，冷却塔41的相应出水温度也会随之升高，使冷却塔41不再能够满足冷却要求，此时关闭冷却塔41，启动制冷机42进行制冷，而环境温度低于这个温度范围时，可以启用冷却塔41工作，从而降低能耗，所以作为环境温度参考的预设值t1选择在35-40℃之间。
73.在环境温度较低的冬季，可以直接启用冷却塔41进入循环工作，能够满足冷凝器的冷却要求；在夏季温度达到35℃以上，则需要开启制冷机42进入循环工作，可以将循环水快速冷却，对换热器降温。
74.所述冷却方法，还包括：
75.检测冷却水箱的出水温度tc；
76.当tc≥t2时，关闭第四控制阀43和第六控制阀45，以关闭第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41停止运行工作，打开第五控制阀44和第七控制阀46，打开第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42运行工作。
77.当tc＜t2时，打开第四控制阀43和第六控制阀45，以打开第一循环供液管道63和第一循环回液管道65，使冷却塔41运行工作，关闭第五控制阀44和第七控制阀46，以关闭第二循环供液管道64和第二循环回液管道66，并控制制冷机42停止运行。
78.其中的t2为预设值，通常是由控制系统内部的程序进行设定，并可以根据使用需要而进行调整。预设值t2在45-55℃之间。
79.由于冷却水箱的出水温度决定了对冷凝器的冷却效率，所以检测冷却水箱的出水温度，根据出水温度来选择使用冷却塔还是制冷机；当冷却水箱的出水温度高于预设值时，则表明冷却水塔的冷却效果不足以满足冷却水要求，此时需要停止冷却水塔，而启用冷却效果更好的制冷机。从而根据冷却水箱的出水温度，选择冷却塔或制冷机进行冷却，当冷却水箱的出水温度高于循环水要求的45-55℃时，就需要停用冷却塔而启用制冷机。所以，将于冷却水箱的出水温度相关的预设值t2选择在45-55℃之间。
80.通过对冷却水箱的出水温度检测，进而控制冷却塔和制冷机的工作模式，可以进一步有效控制循环管道中冷却水的温度，从而可以对冷凝器进行高效降温。
81.本发明提供的冷却系统和冷却方法，用于冷却注射用蒸馏水机的冷凝器，节省能源，冷却效果好，可以根据季节、天气冷热采用不同的冷却模式降温；同时由于采用纯化水冷却循环，可以防止设备、管道及冷却器结垢，保证系统的换热效率。
82.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
83.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。