一种复合型冷却水系统的制作方法

文档序号:14237854阅读:176来源:国知局

本实用新型属于冷却系统技术领域,尤其是涉及一种复合型冷却水系统。



背景技术:

在现代工业生产制造中,如半导体元器件、光纤设备、烟机设备、玻璃厂设备、燃烧试验炉等工业产品,以及大型科研实验室中,很多地方都需要循环冷却水系统提供温度恒定的工艺生产或实验设备的散热,目前,常用的冷却保护的方式主要包括以下几种:(1)自来水直接降温冷却,并直接排放,此方法结构最为简单,但是会严重浪费水资源,并造成水污染;(2)冷却塔循环开式冷却水系统,此方法属于开放式系统,存在水雾飞溅及水污染问题,管路设备易腐蚀;(3)干冷器循环闭式冷却水系统,此方法属于闭式系统,干净卫生,但是受到室外气候的环境影响较大,内部冷却介质温度和室外气候温度接近时,冷却效果不佳;(4)水喷淋表面降温冷却方式,此方法只适用于表面冷却,适用范围较小,现有的冷却保护方式均较为单一,造成环境污染和资源浪费等问题,不符合绿色经济、节能降耗的发展理念。



技术实现要素:

本实用新型要解决的问题是提供一种环保节能、水资源循环利用、运行安全可靠的复合型冷却水系统。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种复合型冷却水系统,包括被冷却设备、板式换热单元、干冷器和风冷机组,所述板式换热单元包括板式换热器、第一变频控制水泵和热回收水箱,所述板式换热器的热进口与所述被冷却设备的出水口管路连接,所述板式换热器的热出口与所述干冷器的进水口管路连接,所述板式换热器的热出口与干冷器的进水口之间设有第一温度传感器,所述板式换热器的冷出口依次管路连接热回收水箱、第一变频控制水泵和板式换热器的冷进口,所述热回收水箱与所述第一变频控制水泵之间设有第二温度传感器,所述干冷器的出水口依次管路连接混流水箱、第二变频控制水泵和被冷却设备的进水口,所述混流水箱与所述第二变频控制水泵之间设有第三温度传感器,所述第二变频控制水泵上并联设有风冷机组连接管路,所述风冷机组连接管路的一端与所述混流水箱的进水口连接,所述风冷机组连接管路的另一端与所述第二变频控制水泵的出水口管路连通,所述风冷机组的进水口和出水口均与所述风冷机组连接管路连通,所述风冷机组的进水口和出水口之间的风冷机组连接管路上设有第一开关阀,所述风冷机组连接管路上靠近所述第二变频控制水泵的一端设有第二开关阀,所述第二变频控制水泵与所述被冷却设备的进水口之间设有第一通断阀,所述第一通断阀与被冷却设备的进水口之间设有应急进水支路,所述应急进水支路上设有第二通断阀,所述被冷却设备的出水口与板式换热器的热进口之间设有应急出水支路,所述应急出水支路上设有第三通断阀,各设备的进水口和出水口处均设有第三开关阀。

进一步地,还包括智能控制箱,所述干冷器、风冷机组、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一变频控制水泵、第二变频控制水泵、第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀均与所述智能控制箱电连接。

进一步地,所述混流水箱和热回收水箱上均设有补水管。

进一步地,所述风冷机组为模块式风冷机组。

进一步地,所述干冷器的进水口和出水口的管路之间设有旁通管路,所述旁通管路上设有第四开关阀。

进一步地,所述第一通断阀为常开型电动通断阀,所述第二通断阀和第三通断阀均为常闭型电动通断阀。

与现有技术相比,本实用新型具有的优点和有益效果是:

1、本实用新型采用密闭循环水系统,有效节约水资源,另外,采用板式换热器、干冷器和风冷机组三级降温模式,在板式换热器上连接热回收水箱,实现了热量回收,同时利用能耗低的干冷器进行降温,有效节约能源,在板式换热器和干冷器无法满足降温需求时,利用风冷机组作为高负荷时的备用降温措施,保证系统内热量交换的稳定性,最大程度的降低冷却水系统的日常运行费用;

2、本实用新型利用变频控制水泵,在不同热负荷时通过改变水泵电机的转速来调节循环冷却水流量和压力的变化,提高循环冷却水的热交换效率,通过可靠的变频调节,从而达到运行节能的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种复合型冷却水系统的结构示意图。

图中:1-被冷却设备;2-干冷器;3-风冷机组;4-板式换热器;5-第一变频控制水泵;6-热回收水箱;7-第一温度传感器;8-第二温度传感器;9-混流水箱;10-第二变频控制水泵;11-第三温度传感器;12-风冷机组连接管路;13-第一开关阀;14-第二开关阀;15-第一通断阀;16-应急进水支路;17-第二通断阀;18-应急出水支路;19-第三通断阀;20-第三开关阀;21-智能控制箱;22-补水管;23-旁通管路;24-第四开关阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1所示,一种复合型冷却水系统,包括被冷却设备1、板式换热单元、干冷器2和风冷机组3,所述板式换热单元包括板式换热器4、第一变频控制水泵5和热回收水箱6,所述板式换热器4的热进口与所述被冷却设备1的出水口管路连接,所述板式换热器4的热出口与所述干冷器2的进水口管路连接,所述板式换热器4的热出口与干冷器2的进水口之间设有第一温度传感器7,所述板式换热器4的冷出口依次管路连接热回收水箱6、第一变频控制水泵5和板式换热器4的冷进口,所述热回收水箱6与所述第一变频控制水泵5之间设有第二温度传感器8,所述干冷器2的出水口依次管路连接混流水箱9、第二变频控制水泵10和被冷却设备2的进水口,所述混流水箱9与所述第二变频控制水泵10之间设有第三温度传感器11,所述第二变频控制水泵10上并联设有风冷机组连接管路12,所述风冷机组连接管路12的一端与所述混流水箱9的进水口连接,所述风冷机组连接管路12的另一端与所述第二变频控制水泵10的出水口管路连通,所述风冷机组3的进水口和出水口均与所述风冷机组连接管路12连通,所述风冷机组3的进水口和出水口之间的风冷机组连接管路12上设有第一开关阀13,所述风冷机组连接管路12上靠近所述第二变频控制水泵10的一端设有第二开关阀14,所述第二变频控制水泵10与所述被冷却设备1的进水口之间设有第一通断阀15,所述第一通断阀15与被冷却设备1的进水口之间设有应急进水支路16,所述应急进水支路16上设有第二通断阀17,所述被冷却设备1的出水口与板式换热器4的热进口之间设有应急出水支路18,所述应急出水支路18上设有第三通断阀19,各设备的进水口和出水口处均设有第三开关阀20,其中被冷却设备1可以为高温试验炉、大型反应釜等。

进一步地,还包括智能控制箱21,所述干冷器2、风冷机组3、第一温度传感器7、第二温度传感器8、第三温度传感器11、第一变频控制水泵5、第二变频控制水泵10、第一通断阀15、第二通断阀17和第三通断阀19均与所述智能控制箱21电连接,智能控制箱21内设有PLC控制器,干冷器2、风冷机组3、第一温度传感器7、第二温度传感器8、第三温度传感器11、第一变频控制水泵5、第二变频控制水泵10、第一通断阀15、第二通断阀17和第三通断阀19均与PLC控制器电连接,通过在PLC控制器内编入控制程序,从而控制各个设备的运行。

进一步地,所述混流水箱9和热回收水箱6上均设有补水管22。

进一步地,所述风冷机组3为模块式风冷机组。

进一步地,所述干冷器2的进水口和出水口的管路之间设有旁通管路23,所述旁通管路23上设有第四开关阀24。

进一步地,所述第一通断阀15为常开型电动通断阀,所述第二通断阀17和第三通断阀19均为常闭型电动通断阀。

本实用新型的工作过程为:运行前,各设备进水口和出水口处的第三开关阀20均开启,同时开启第二开关阀14,关闭第一开关阀13和第四开关阀24,系统通电后,智能控制箱21控制第一通断阀15开启,第二通断阀17和第三通断阀19关闭,设定第一温度传感器7、第二温度传感器8和第三温度传感器9的预设值,通过智能控制箱21,控制第二变频控制水泵10开启,将混流水箱9内的水加压泵入到系统中,水流依次通过第二变频控制水泵10、被冷却设备1、板式换热器4一次侧的热进口和热出口、干冷器2和混流水箱9,形成对被冷却设备1降温的封闭式冷却水循环系统,同时循环冷却水通过第二变频控制水泵10的出水口后部分水流通过风冷机组3并回流到混流水箱9中,形成应急降温闭式循环,此时风冷机组3未开启,另外,在该系统中,第一温度传感器7、第二温度传感器8和第三温度传感器11对系统内的循环冷却水进行实时温度检测,并将检测温度传送到智能控制箱21,通过智能控制箱21控制各个温度传感器与各自的预设值以及各个温度传感器之间进行对比,(1)当第一温度传感器7检测的温度低于预设值时,智能控制箱21控制第二变频控制水泵10的电机转速降低,从而流量降低,有效降低系统能耗;(2)当第一温度传感器7检测的温度高于预设值时,智能控制箱21控制第二变频控制水泵10的电机转速增加,从而流量增加,快速降低循环水的温度;(3)当第一温度传感器7测定的温度小于第二温度传感器8测定的温度时,保持第一变频控制水泵5关闭,冷却水系统正常运行,当第一温度传感器7测定的温度大于第二温度传感器8测定的温度时,智能控制箱21控制第一变频控制水泵5开启,从而加快板式换热器4二次侧冷进口和冷出口之间换热水流的流速,快速换热,并实现对板式换热器4一次侧热进口和热出口之间的循环水降温,当第一变频控制水泵5运行一段时间后,实现第一温度传感器7测定的温度接近或等于第二温度传感器8测定的温度时,则智能控制箱21控制第一变频控制水泵5降低频率直至停止运行;(4)当第三温度传感器11测定的温度大于预设值时,即板式换热器4和干冷器2无法满足循环水降温需求时,智能控制箱21控制风冷机组3开启,使风冷机组3对混流水箱9内的循环水进行强制降温,实现循环冷却水出水温度恒定,当第三温度传感器11检测的温度低于预设值时,智能控制箱21控制风冷机组3关闭。

当系统运行中发生停电或者出现故障状况时,智能控制箱21控制第一通断阀关闭15,第二通断,17和第三通断阀19开启,通过应急进水支路16、被冷却设备1和应急出水支路18形成应急冷却水循环系统,应急进水支路16接自来水,通过被冷去设备1后经应急出水支路18流出,通过应急支路的设置,能够保证被冷却设备1的正常运行,不会受到停电或故障的影响。

当干冷器2故障或需要检修时,可以通过将干冷器2进水口和出水口的第三开关阀20关闭,并开启旁通管路23上的第四开关阀24,使循环水直接通过旁通管路23进入混流水箱9,不再经过干冷器2;同样,当风冷机组3故障或需要检修时,将风冷机组3进水口和出水口处的第三开关阀20关闭,并开启第一开关阀13,使循环水直接通过风冷机组连接管路12进入混流水箱9,不再经过风冷机组3。

本实用新型采用密闭循环水系统,有效节约水资源,另外,采用板式换热器4、干冷器2和风冷机组3三级降温模式,在板式换热器4上连接热回收水箱6,实现了热量回收,同时利用能耗低的干冷器2进行降温,有效节约能源,在板式换热器4和干冷器2无法满足降温需求时,利用风冷机组3作为高负荷时的备用降温措施,保证系统内热量交换的稳定性,最大程度的降低冷却水系统的日常运行费用,另外,利用变频控制水泵,在不同热负荷时通过改变水泵电机的转速来调节循环冷却水流量和压力的变化,提高循环冷却水的热交换效率,通过可靠的变频调节,从而达到运行节能的目的。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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