冷却系统的制作方法

本发明实施例涉及一种冷却系统。

背景技术：

水资源的有效利用是产业发展的重要因素，其对用水的需求随着工业的持续发展而不断增加，因此如何有效节省用水达成水资源使用优化，成为企业追求永续发展的重要目标之一。冷却水塔于工业应用上非常广泛，特别于半导体产业在量产过程中需要使用大量的冷却用水，其一般皆以制程回收水作为主要水源。

然而，将半导体业工艺的废水回收再利用，提供给冷却水塔使用，长时间下来会产生大量的泡沫。这种产生的泡沫不但会影响冷却水塔本身的散热效率，同时亦会使冷却水化学品加药量(例如消泡剂量)增加。如此一来，不仅增加生产成本，更会增加对环境所造成的伤害。

技术实现要素：

本发明实施例是针对一种冷却系统，可降低消泡剂的使用量并且可达到良好的消泡效果。

根据本发明的实施例，冷却系统包括塔体、多个散热组件、进液单元、集液槽、风扇单元以及补液及消泡单元。塔体具有出风口与入风口。散热组件配置于塔体内且位于出风口与入风口之间。进液单元连接塔体以提供冷却液到塔体，冷却液的流动路径通过散热组件。集液槽连接塔体。散热组件设置于进液单元与集液槽之间。集液槽用以收集通过散热组件的冷却液。风扇单元设置于塔体，以驱动气流从入风口进入塔体并流经散热组件而从出风口排出塔体。补液及消泡单元连接塔体并包括导液管，导液管设置于集液槽上方并包括多个喷液孔，其中各喷液孔的轴心方向与重力方向之间的夹角介于20度至60度之间。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明实施例的各个方面。应注意，根据本行业中的标准实务，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1为依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的示意图；

图2为依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的使用情境示意图；

图3为依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的示意图；

图4为依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的消泡情境示意图。

附图标号说明

100：冷却系统

110：塔体

112：出风口

114：入风口

120：散热组件

130：进液单元

132：喷嘴

140：集液槽

142：出液口

150：风扇单元

160：补液及消泡单元

162：导液管

164：喷液孔

170：冷却液管路

180：冷却液储存槽

a1：轴心方向

cl：冷却液

d1：孔径

g1：重力方向

l1：间距

sl：补充液

θ1：夹角

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中所述第一特征与所述第二特征之间可形成有附加特征进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个组件或特征与另一(其他)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

图1是依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的示意图。请参照图1，在本实施例中，冷却系统100包括塔体110、多个散热组件120、进液单元130、集液槽140、风扇单元150以及补液及消泡单元160。塔体110具有出风口112与入风口114。散热组件120配置于塔体110内，并且散热组件120设置于塔体110的出风口112与入风口114之间，以使气流可由入风口114进入塔体110，并且通过散热组件120后再由出风口112离开塔体110。在本实施例中，散热组件120可为多个散热鳍片。

在本实施例中，进液单元130连接塔体110，以提供冷却液cl到塔体110。举例来说，进液单元130可包括多个喷嘴132，以将冷却液cl喷洒至塔体110内。在本实施例中，集液槽140也连接于塔体，散热组件120则设置于进液单元130与集液槽140之间。举例来说，进液单元130可如图1所示的设置于塔体110的上部，而集液槽140可设置于塔体110的下部，散热组件120则设置于进液单元130与集液槽140之间，以使冷却液cl的流动路径可由进液单元130进入塔体110，并且通过散热组件120而落入集液槽140。集液槽140用以收集通过散热组件120的降温过后的冷却液cl。

在本实施例中，冷却系统100更可包括冷却液管路170，而集液槽140则可对应包括出液口142，以连通冷却液管路170。如此配置，集液槽140所收集的降温过的冷却液cl可经由出液口142排出到冷却液管路170。冷却液管路170连通进液单元130及集液槽140，以使冷却液cl可在冷却系统100循环。

进一步来说，冷却系统100更可包括如图1所示的冷却液储存槽180，其用以储存冷却液cl，以供冷却装置使用。在本实施例中，冷却装置可例如为空调设备。冷却液管路170分别连接于进液单元130与冷却液储存槽180之间以及集液槽140与冷却液储存槽180之间。如此配置，经冷却装置使用后的温度较高的冷却液cl可经由冷却液管路170流入进液单元130，并且经由进液单元130导入塔体110。此温度较高的冷却液cl流经散热组件120以进行散热及降温，而降温后的冷却液cl则落入集液槽140内并且经由集液槽140的出液口142导出塔体110，再通过冷却液管路170将此降温后的冷却液cl送回冷却液储存槽180供冷却装置使用。

在本实施例中，风扇单元150设置于塔体110，以驱动气流从入风口112进入塔体110并且流经散热组件120而从出风口112排出塔体110。如此配置，冷却系统100可利用风扇单元150所驱动的气流来进行塔体110内的热对流，进而对流经散热组件120的冷却液cl进行散热。在本实施例中，风扇单元150可设置于出风口112处。

图2是依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的使用情境示意图。图3是依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的示意图。图4是依照本发明某些例示性实施例的冷却系统的补液及消泡单元的消泡情境示意图。请先参照图1到图3，冷却系统100内的冷却液cl可能会在上述的循环过程中产生消耗(例如：蒸发)，因此，补液及消泡单元160可连接至补充液源，并且如图1所示的连接至塔体110，以在特定时点(例如：设定的时间区间或当集液槽140内的冷却液低于设定液面高度时)提供补充液sl到集液槽140。举例来说，集液槽140内可设置检测装置(未示出)，例如传感器、浮球等。当集液槽140内冷却液的液面高度低于默认值时，即可由检测装置检测出来，并且由补充液源将补充液sl注入集液槽140中，以保持冷却液的量在所需的范围内。

进一步来说，补液及消泡单元160可如图2及图3所示的包括导液管162，其设置于集液槽140上方并且包括多个喷液孔164，使补充液源可经由补液及消泡单元160的喷液孔164提供补充液sl到集液槽140。在本实施例中，导液管162可设置于集液槽140与入风口114之间。并且，导液管162的轴向可如图2所示的平行于集液槽140的侧壁。

除此之外，冷却液cl可例如因为空气质量、温度、泥沙、化学药剂、水质等种种因素的影响而于集液槽140内产生大量的泡沫bl。当气体混入冷却液cl中时，这些气体的气液界面可能被表面活性剂所包围，并且会由于低密度而慢慢升到冷却液cl的表面而形成泡沫bl(如图4的左图所示)。因此，在本实施例中，补液及消泡单元160可设计为使补充液sl以例如特定角度、特定速率等形式喷淋至集液槽140的液面，使其能之冲破气泡壁而使泡沫bl不能稳定地存在，进而达到消泡的作用(如图4的中间及右图所示)。因此，本实施例的补液及消泡单元160一方面可提供补充液到集液槽140，另一方面可利用补充液喷淋至液面的冲击力来对集液槽140内的冷却液cl进行消泡。举例来说，补液及消泡单元160可设计为各个喷液孔164的轴心方向a1与重力方向g1之间的夹角θ1约介于20度至60度之间，并且，在一实施例中，夹角θ1可约为30度。由各喷液孔164喷淋至集液槽140的液面的喷淋速率约介于2.6m/s至6m/s之间，并且，在一实施例中，上述的喷淋速率可约为3.8m/s。进一步来说，各喷液孔164的孔径d1约介于2mm至3mm之间，并且，在一实施例中，孔径d1可约为2.5mm。此外，相邻两喷液孔164之间的间距l1约可介于100mm至260mm之间，并且，在一实施例中，间距l1可约为180mm。在一实施例中，相邻两喷液孔164之间的间距l1与喷液孔164的孔径d1的比值约介于50至86之间，进一步而言，间距l1与孔径d1的比值可约为72。当然，本领域的普通技术人员应当理解，上述的数值范围仅用以举例说明，补液及消泡单元160的喷液孔164的尺寸、配置方式及补充液sl的喷淋速度等设计参数可依冷却系统100实际的需求而做调整，以达到提供补充液到集液槽140以及对集液槽140内的冷却液cl进行消泡等多种功效。

在本实施例中，消泡剂可经由补液及消泡单元160提供至集液槽140内，也就是说，提供至集液槽140内的补充液sl可包括冷却液及/或消泡剂。冷却液以及消泡剂可同时经由补液及消泡单元160提供至集液槽140，也可于不同时点分别提供至集液槽140。如此，由于本实施例的补液及消泡单元160可利用补充液喷淋至液面的冲击力来对集液槽140内的冷却液cl进行消泡，因而可大幅降低消泡剂的用量，甚至在某些实施例中，冷却系统100可无须使用消泡剂来进行消泡而仅通过喷液孔164的设计以利用补充液喷淋至液面的冲击力对集液槽140内的冷却液cl进行消泡。

综上所述，在本发明实施例的冷却系统中，补液及消泡单元可被设计为使补充液以例如特定角度、特定速率等形式喷淋至集液槽的液面，使其能冲破集液槽内的冷却液的气泡壁，而使集液槽内的冷却液的泡沫不能稳定地存在，因而达到消泡的作用。因此，本发明实施例的补液及消泡单元一方面可提供补充液到集液槽，以保持集液槽内的冷却液的量在所需的范围内，另一方面可通过喷液孔的设计以利用补充液喷淋至液面的冲击力来对集液槽内的冷却液进行消泡。因此，本发明实施例的冷却系统可大幅降低甚至省去消泡剂的用量，进而可降低消泡剂的成本以及消泡剂对环境所造成的伤害。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。