专利名称：空冷制备7℃水的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及TC冷冻水的制备领域，具体的说是一种在外界气温为0 2°C以下利用空冷技术制备7°c冷冻水的方法及相关装置。
背景技术：
随着工业生产的扩大规模化，7°C冷冻水的使用需求逐渐增大。目前，国内外普遍
采用制冷机进行制备，现有技术是一种应用广泛、较为成熟的技术。对于o°c以上的制冷需求，溴化锂吸收式制冷机的应用较为广泛，具有稳定运行、效率高，自动化程度高的特点。原先系统的工艺路线是将12°C的冷冻水回水通过机泵升压后输送至溴化锂吸收式制冷机，通过制冷机中冷剂的蒸发吸热作用，实现降温目的。将所制备的7°C冷冻水再输送至冷量需求端，完成热交换后，7°C冷冻水温度上升至12°C，再将12°C的冷冻回水输送至制冷机进行降温处理，系统中7°C冷冻水如此循环使用。溴化锂吸收式制冷机虽然避免了电动制冷机的高额电耗，将电耗量降低81. 10%，但是机组耗能大在发生器中需要大量的热源(如低压蒸汽、蒸汽冷凝液等)以及在冷凝器中需要大量的冷源(如循环水)，完成制冷过程，与工业中“降低生产成本及节约能源”的发展宗旨仍存在有较大的改进空间。空冷技术始于20世纪30年代，最初应用于电厂发电机组，它是一种利用空气对高温水(或排汽)进行间接热交换的技术。它具有不需要水源，适用于高温、高压的工艺条件，使用寿命长，运转费用低等优点。随着水资源和能源的匮乏以及环保意识的增强，节水、节能、无污染的空气冷却器将得到更广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是克服溴化锂吸收式制冷机能耗大的不足，在外界(T2°C以下的低温条件下利用空冷技术制备TC水达到节约能源降低生产成本的效果。为了实现上述目的，发明一种节能技术用于制备TC冷冻水，即在外界(T2°C的低温条件下引用空冷技术制备7°C冷冻水。本发明是在外界气温达(T2°C以下时，利用外界低温空气与12°C冷冻回水进行热交换制备TC冷冻水以取代现有高耗能的溴化锂吸收式制冷机制冷技术，达到降低生产成本的目的。本发明的系统工艺路线是将12°c的冷冻水回水输送至空冷换热器，利用0 2°C以下的外界低温空气与经泵提压后的冷冻回水间接换热，制备7°C的冷冻水，再将7°C冷冻水输送至冷量需求端，完成热交换后，7°C冷冻水温度上升至12°C，再将12°C的冷冻回水输送至空气热交换器进行降温处理，在系统中7°C冷冻水如此循环使用此外。在该过程中，用空冷方式制备7°C冷冻水，完全取代溴化锂吸收式制冷机制冷，避免溴化锂吸收式制冷机大量的热源及冷源消耗的运行成本，实现在外界气温较低的条件下，降低制备7°C冷冻水生产成本的目的。根据上述方法设计的制冷装置具有空冷热交换器，变频风机、冷冻水出口温度传感器、冷冻水缓冲罐、冷冻水机泵组成，用户的12°C冷冻回水通过管道与冷冻水缓冲罐出口连接，冷冻水缓冲罐出口通过管道与冷冻水机泵入口连接，冷冻水机泵出口通过管道和控制阀与空冷热交换器管程入口连接，空冷热交换器管程出口通过管道TC冷冻水用户连接，变频风机通过管道与空冷热交换器的散热空间入口连接，在空冷热交换器管程出口装有冷冻水出口温度传感器，冷冻水出口温度传感器与变频风机的变频器电信号连接。进一步地，冷冻水机泵出口通过管道和控制阀还与溴化锂吸收式制冷机入口连接，溴化锂吸收式制冷机出口通过管道与7°C冷冻水用户连接。由于空气比热较低，为实现传热过程，需保障空气换热器的散热面积，通过散热器的结构增强换热效果。空气换热器由多段冷却段及备用冷却段组成，且采用传热效果较好的翅片式散热器。12°C的冷冻回水走空冷换热器的管程，外界低温的空气通过空冷换热器散热面。为了提高冷却效率，可在空冷热交换器底部增加风机进行强制通风，且在空冷换热器冷冻水路出口设定温度传感器，将风机的启动停止与此温度实现自动联锁控制，满足7V水的制备需求。为了节约能耗，对风机的电机增加变频器进行控制。
本发明同现有技术相比有益效果为，在外界气温达(T2°C的条件下，充分利用较低的外界自然气温优势引用空冷技术取代成熟的溴化锂吸收式制冷机制备TC冷冻水的技术，将大大减少溴化锂制冷机的运行成本，由此可大大降低制备7°C水的生产成本。溴化锂机组制冷运行成本主要包括1.所需的热源(低压蒸汽或高温热水)的消耗量；2.同时也将大大减少溴化锂吸收式制冷机所需的循环冷却水的消耗量，这点对于水资源匮乏的地区意义重大；3.减少溴化锂机组运行的电耗。本发明后生产成本仅为风机运行时的电耗，将空冷制备TC水与溴化锂吸收式制冷TC水的运行成本进行对比，本发明应用后生产成本可同比降低95%。虽然引用该技术需进行较大的一次性投资，但长期使用，会大大节约生产成本，具有经济效益的同时还具备一定社会效益。
图I为本发明空冷制备7°C水制备装置结构示意图。图中1_冷冻回水至溴化锂吸收式制冷机的阀门；2_冷冻水回水至空冷换热器的阀门；3 —冷冻水缓冲罐；4 一冷冻水机泵；5 —溴化锂吸收式制冷机；6 —空冷换热器；7 -变频风机；8_冷冻水出口温度传感器；9_变频风机变频器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明中对原有的7°C水的制备方法及装置进行改进，即利用外界(T2°C的低温空气与12°C冷冻水进行热交换，在外界气温为(T2°C时，可实施本发明，具体为先将阀门I关闭，同时打开阀门2，将冷冻水缓冲罐中12°C的冷冻水回水经机泵4提压后输送至空冷热交换器6，与外界低温空气进行间接换热，制备7 V的冷冻水，再将7°C冷冻水输送至冷量需求端，完成热交换后，7°C冷冻水温度上升至12°C，再将12°C的冷冻回水输送至冷冻水缓冲罐，重复上述循环过程，即完成7°C冷冻水的循环使用。当外界气温高于(T2°C时，本发明将受到局限，需使用溴化锂吸收式制冷机进行7°C水的制备。采用上述改进的方法制备TC水所需的装置为空冷换热器，具体包括空冷换热器、风机、变频器及相关自控装置。在空冷换热器中，12°C的冷冻回水走空冷换热器的管程，夕卜界低温的空气通过空冷换热器散热面。当冷却效果不能满足需求时，可启动备用冷却段或可开启风机进行强制通风，增大换热面积或通风量。在空冷换热器出口 7°C冷冻水管路上设定温度传感器8，将风机的启动停止与空冷换热器的出口温度实现自动联锁控制，满足制备 7 °C冷冻水的需求。为了节约能耗，对风机的电机增加变频器9进行控制。采用本发明后，在满足TC水使用需求下，将减少溴化锂吸收式制冷机大量外界热源与循环水的消耗量，降低企业生产成本，与此同时，对于水资源匮乏的地区，该发明的应用的意义将更为显著，长期使用，具有一定的社会效益。
权利要求
1.空冷制备7°c水的方法，其特征为用外界<2°C的低温空气作为冷源通入空冷热交换器的散热空间，将用户输来的12°C冷冻回水通入空冷热交换器的管程中，低温空气与冷冻回水进行热交换，得到7°C冷冻水，输回用户。
2.根据权利要求I所述的空冷热交换制备7°C水的方法，其特征为实现这方法的装置具有空冷热交换器、变频风机、冷冻水出口温度传感器、冷冻水缓冲罐、冷冻水机泵组成，用户的12°C冷冻回水通过管道与冷冻水缓冲罐进口连接，冷冻水缓冲罐出口通过管道与冷冻水机泵入口连接，冷冻水机泵出口通过管道和控制阀与空冷热交换器管程入口连接，空冷热交换器管程出口通过管道与7°C冷冻水用户连接，变频风机通过管道与空冷热交换器的散热空间入口连接，在空冷热交换器管程出口装有冷冻水出口温度传感器，冷冻水出口温度传感器与变频风机的变频器电信号连接。
3.根据权利要求2所述的空冷制备7°C水装置，其特征为冷冻水机泵出口通过管道和控制阀还与溴化锂吸收式制冷机入口连接，溴化锂吸收式制冷机出口通过管道与7°C冷冻水用户连接。
全文摘要
本发明为空冷制备7℃水的方法及装置，涉及制冷设备领域，目前采用溴化锂吸收式制冷机制冷，但机组能耗大，运行成本高，当外界气温为＜0-2℃时，本发明采用低温空气为冷源，通过空冷热交换器将12℃冷冻水冷却到7℃冷冻水，再输回用户使用，装置具有空冷热交换器、变频风机、温度传感器、冷冻水缓冲罐和冷冻水机泵组成，本发明具有以下有益效果大大降低了制冷成本，无污染，节约水资源。
文档编号F28D1/04GK102914179SQ20121041229
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者周慧, 陶立新 申请人:新特能源股份有限公司