一种冷却循环系统的制作方法

专利2022-06-28  105


本实用新型涉及冷却循环技术领域,具体涉及一种冷却循环系统。



背景技术:

在工业与信息产业工艺流程中,为了维持工艺流程的持续进行,需要采取一种冷却循环系统来承担将工业与信息产业制造设备(工艺侧)中产生的“余热”带出并销纳的任务。

冷却循环系统一般包括自然冷却塔和制冷机,现有的控制方案为一刀切的方法,其根据环境温度进行简单判断,在环境温度较低时,就直接使用自然冷却塔对工艺侧的余热进行销纳,在环境温度较高时,则要使用制冷机对工艺侧的余热进行处理,这种控制方法过于粗糙,对于能源的浪费较多。

因此,如何提供一种方案,以克服上述缺陷,仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种冷却循环系统,可以降低系统能耗,并能够较大程度地克服制冷机性能的衰减,以保证制冷机的制冷效率。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种冷却循环系统,包括冷剂箱、闭式散热装置和制冷机,所述冷却循环系统与工艺装置的冷剂进口和冷剂出口相连通;还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器,所述第一温度传感器用于监测所述冷剂箱的冷剂温度,所述第二温度传感器设于所述冷剂进口,用于监测所述冷剂出口中的进冷温度,所述第三温度传感器设于所述冷剂出口,用于监测所述冷剂出口中的出冷温度;还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均信号连接,所述控制器适于在所述进冷温度小于所述冷剂温度且所述冷剂温度小于所述出冷温度的第一条件下,控制所述冷剂出口排出的冷剂通入所述闭式散热装置、所述闭式散热装置排出的冷剂通入所述制冷机的蒸发器、所述蒸发器排出的冷剂通入所述冷剂进口。

本实用新型所提供冷却循环系统,其控制器在进冷温度小于冷剂温度且冷剂温度小于出冷温度的第一条件下,可以将闭式散热装置和制冷机相串联,以采用联合冷却的方式对工艺侧进行供冷,如此,由于闭式散热装置也发挥了一部分的制冷效果,可以更为充分地利用自然冷却资源,进而可以减轻制冷机的工作负担,制冷机可以处于较低负荷状态下进行工作,使得制冷机长期保持在较为高效的工作状态,同时,制冷机的工作又能够弥补自然冷却的不足,以满足工艺侧的供冷要求。

相比于现有技术中一刀切的冷却系统,本实用新型所提供冷却循环系统更能够适应温度变化较大的环境下,控制更为精细,更有利于节约能源。

另外,本实用新型所提供冷却循环系统是基于闭式散热装置,相比于传统的开式冷却塔,闭式散热装置中的冷剂不与空气相接触,不存在曝气、外界杂质进入等问题,可以减少冷剂循环过程中水垢等杂质的产生,进而能够较大程度地克服制冷机性能的衰减,以保证制冷机的工作效率,而这也是本实施例中自然冷却装置可以与制冷机进行串联的原因;同时,由于水垢的产生较少,也就可以减少酸洗次数,这又可以减少因洗机而产生的能耗。

可选地,所述冷剂箱包括第一冷箱和第二冷箱,所述第一温度传感器设于所述第一冷箱的排出口,用于监测所述第一冷箱的冷剂的温度;还包括四通阀,所述四通阀的第一端口、第二端口分别与所述冷剂出口、所述制冷机的冷凝器的入口相连,所述冷凝器的出口与所述第二冷箱相连通,所述第二冷箱通过第二驱动泵与所述闭式散热装置相连通;所述控制器与所述四通阀信号连接,适于在所述第一条件下控制所述四通阀的第一端口和第二端口相连通。

可选地,所述冷剂箱还包括第三冷箱,所述闭式散热装置的出口与所述第一冷箱相连通,所述第一冷箱的出口还连接有第一驱动泵;还包括第一三通阀,所述第一三通阀的第一端口、第二端口分别与所述第一驱动泵的出口、所述蒸发器的入口相连;所述控制器与所述第一三通阀信号连接,适于在所述第一条件下控制所述第一三通阀的第一端口和第二端口相连通。

可选地,所述蒸发器的出口与所述第三冷箱相连通,且所述第三冷箱还通过第三驱动泵与所述冷剂进口相连通;所述控制器还与所述第三驱动泵信号连接,适于根据所述出冷温度调节所述第三驱动泵的流量。

可选地,所述第二冷箱与所述闭式散热装置之间、所述第三冷箱与所述冷剂进口之间均设置有除垢装置。

可选地,所述四通阀的第三端口还与所述蒸发器的入口相连,所述控制器还适于在所述冷剂温度大于或等于所述出冷温度的第二条件下,控制所述四通阀的第一端口和第三端口相连通。

可选地,所述第一三通阀的第三端口还与所述冷凝器的进口相连,所述控制器还适于在所述第二条件下,控制所述第一三通阀的第一端口和第三端口相连通。

可选地,所述四通阀的第四端口还与所述第三冷箱相连,所述控制器还适于在所述冷剂温度等于所述进冷温度的第三条件下,控制所述四通阀的第一端口与第四端口相连通;在所述第三条件下,所述控制器还适于根据环境温度调节所述第二驱动泵的流量。

可选地,还包括第二三通阀,所述第二三通阀的三个端口中,第一端口与所述第一冷箱相连,第二端口与所述第二冷箱相连,第三端口与所述闭式散热装置相连通,所述控制器与所述第二三通阀信号连接。

可选地,还包括补水管路,所述补水管路设有软化水装置、第四驱动泵和第三三通阀,所述第三三通阀的两个输出端口中,一者与所述第二冷箱相连,另一者与所述闭式散热装置中的喷淋部件相连,所述控制器与所述第三三通阀信号连接。

附图说明

图1为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第一条件下的流程示意图;

图2为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第二条件下的流程示意图;

图3为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第三条件下的流程示意图;

图4为本实用新型所提供冷却循环系统在第一条件下运行时的冷剂循环示意图;

图5为本实用新型所提供冷却循环系统在第二条件下运行时的冷剂循环示意图;

图6为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行时的冷剂循环示意图;

图7为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、且停止喷淋时的冷剂循环示意图;

图8为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、停止喷淋、且第二驱动泵减流量运行时的冷剂循环示意图;

图9为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、且关停一个闭式散热装置时的冷剂循环示意图;

图10为本实用新型所提供冷却循环系统在为工艺装置注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图;

图11为本实用新型所提供冷却循环系统在为闭式散热装置注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图;

图12为本实用新型所提供冷却循环系统在为制冷机的冷凝器注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图;

图13为本实用新型所提供冷却循环系统再为制冷机的蒸发器注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图。

图1-13中的附图标记说明如下:

1冷剂箱、11第一冷箱、111第一驱动泵、12第二冷箱、121第二驱动泵、13第三冷箱、131第三驱动泵;

2闭式散热装置、21喷淋部件;

3制冷机、31蒸发器、32冷凝器;

4工艺装置、41冷剂进口、42冷剂出口;

5补水管路、51软化水装置、52第四驱动泵;

6除垢装置;

sv0四通阀、sv1第一三通阀、sv2第二三通阀、sv3第三三通阀、sv4清洗阀、sv5防冻阀;

t1冷剂温度、t2进冷温度、t3出冷温度。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词,仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件,并不表示对于顺序的某种特殊限定。

请参考图1-13,图1为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第一条件下的流程示意图,图2为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第二条件下的流程示意图,图3为本实用新型所提供冷却循环系统的控制方法在第三条件下的流程示意图,图4为本实用新型所提供冷却循环系统在第一条件下运行时的冷剂循环示意图,图5为本实用新型所提供冷却循环系统在第二条件下运行时的冷剂循环示意图,图6为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行时的冷剂循环示意图,图7为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、且停止喷淋时的冷剂循环示意图,图8为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、停止喷淋、且第二驱动泵减流量运行时的冷剂循环示意图,图9为本实用新型所提供冷却循环系统在第三条件下运行、且关停一个闭式散热装置时的冷剂循环示意图,图10为本实用新型所提供冷却循环系统在为工艺装置注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图,图11为本实用新型所提供冷却循环系统在为闭式散热装置注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图,图12为本实用新型所提供冷却循环系统在为制冷机的冷凝器注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图,图13为本实用新型所提供冷却循环系统再为制冷机的蒸发器注液、排气、清洗时的冷剂循环示意图。

实施例一

对于工艺侧,一旦工艺装置4确定,其冷剂进口41的进冷温度t2、冷剂出口42的出冷温度t3都是确定的,在一种示例性的方案中,t2可以为12℃,t3可以为18℃,如果环境温度较低,仅采用自然冷却的方案就可以满足供冷要求,但如果环境温度较高,就需要采用制冷机3进行高效制冷。

在传统的方案,一旦自然冷却不能满足要求,就开始全面采用制冷机3进行供冷,然而,环境温度并不是固定不变的,在中国的很大地区,昼夜温差、早中晚的温差都很大,很有可能早上、晚上温度只有几度,而中午的温度却能达到二三十度,如果一刀切的对冷源(自然冷源、制冷机3)进行切换,则势必会导致自然冷源的利用不彻底,且也有可能无法满足工艺侧的供冷要求。

为此,本实施例提供一种冷却循环系统的控制方法,该冷却循环系统的结构可以参照图4,其包括冷剂箱1、闭式散热装置2和制冷机3,其中,冷剂箱1用于存储冷剂,该冷剂具体可以为冷却水等冷却介质,闭式散热装置2为自然冷却装置,冷却循环系统与工艺装置4的冷剂进口41和冷剂出口42相连通。

结合图1,上述控制方法包括:步骤s1,获取冷剂箱1中的冷剂温度t1、冷剂进口41处的进冷温度t2以及冷剂出口42处的出冷温度t3;步骤s2,比较冷剂温度t1、进冷温度t2和出冷温度t3,若进冷温度t2<冷剂温度t1<出冷温度t3,执行步骤s3;步骤s3,控制冷剂出口42中排出的冷剂通入闭式散热装置2;步骤s4,控制闭式散热装置2排出的冷剂通入冷剂箱1;步骤s5,控制冷剂箱1内的冷剂通入制冷机3的蒸发器31;步骤s6,控制蒸发器31排出的冷剂通入冷剂进口41。

本实用新型所提供控制方法,在进冷温度t2<冷剂温度t1<出冷温度t3的第一条件下,可以将闭式散热装置2和制冷机3相串联,以采用联合冷却的方式对工艺侧进行供冷,如此,由于闭式散热装置2也发挥了一部分的制冷效果,可以更为充分地利用自然冷却资源,进而可以减轻制冷机3的工作负担,制冷机3可以处于较低负荷状态下进行工作,使得制冷机3长期保持在较为高效的工作状态,同时,制冷机3的工作又能够弥补自然冷却的不足,以满足工艺侧的供冷要求。

相比于现有技术中一刀切的控制方案,本实用新型所提供控制方法更能够适应温度变化较大的环境下,控制更为精细,更有利于节约能源。

另外,本实用新型所提供控制方法是基于闭式散热装置2,相比于传统的开式冷却塔,闭式散热装置2中的冷剂不与空气相接触,不存在曝气、外界杂质进入等问题,可以减少冷剂循环过程中水垢等杂质的产生,进而能够较大程度地克服制冷机性能的衰减,以保证制冷机3的工作效率,而这也是本实施例中自然冷却装置可以与制冷机3进行串联的原因;同时,由于水垢的产生较少,也就可以减少酸洗次数,这又可以减少因洗机而产生的能耗。

这里,本实用新型实施例并不限定闭式散热装置2、制冷机3的种类,在实施时,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择;作为优选地,该闭式散热装置2可以采用等焓加湿空冷器,制冷机3可以采用磁悬浮离心式制冷机,这种形式的制冷机3尤其是适用于变工况运行,能够保证较高的工作效率。

上述步骤s3具体可以包括:步骤s31,控制冷剂出口42排出的冷剂通入制冷机3的冷凝器32;步骤s32,控制冷凝器32排出的冷剂通入闭式散热装置2。

也就是说,在上述的第一条件下,冷剂出口42排出的冷剂在进入闭式散热装置2之前,还可以流经制冷机3的冷凝器32,以吸收冷凝器32的热量。如此设置,一方面,可以辅助完成制冷机3的内部循环,另一方面,冷剂在吸收了冷凝器32所产生的热量后,冷剂的温度可以提高,冷剂与自然冷源之间的温差可以更大,这也可以更好地促进闭式散热装置2发挥作用,以更为充分地利用自然冷源。

冷剂箱1可以包括第一冷箱11和第二冷箱12,步骤s1中获取冷剂箱1中的冷剂温度t1实际上是指获取第一冷箱11的冷剂的温度,步骤s5具体可以为控制第一冷箱11排出的冷剂通入制冷机3的蒸发器31;步骤s32可以包括:步骤s321,控制冷凝器32排出的冷剂通入第二冷箱12;步骤s322,控制第二冷箱12排出的冷剂通入闭式散热装置2。通过第一冷箱11作为闭式散热装置2和蒸发器31之间的缓冲、第二冷箱12作为冷凝器32和闭式散热装置2之间的缓冲,可以减小闭式散热装置2出口与蒸发器31入口之间的冷剂驱动泵(第一驱动泵111)、冷凝器32出口与闭式散热装置2入口之间的冷剂驱动泵(第二驱动泵121)的驱动压力。

冷剂箱1还可以包括第三冷箱13,上述步骤s6可以包括:步骤s61,控制蒸发器31排出的冷剂通入第三冷箱13;步骤s62,控制第三冷箱13排出的冷剂通入冷剂进口41。同样地,通过第三冷箱13作为蒸发器31出口与冷剂入口41之间的缓冲,也能够减小蒸发器31出口与工艺装置4入口之间的冷剂驱动泵(即第三驱动泵131)的驱动压力。

为进一步地克服系统中水垢的积聚、水垢在管路表面的附着,以及由此而导致的制冷机3性能衰减、管路流动阻力增大等问题,在上述步骤s22中,第二冷箱12排出的冷剂在通入闭式散热装置2之前还可以经过去水垢处理;在上述步骤s44中,第三冷箱13排出的冷剂在通入冷剂进口41之前也可以经过去水垢处理。这里所提到的去水垢处理具体可以在专门的去水垢部件中进行,例如,电子除垢仪等,在具体实践中,将该去水垢部件接入冷剂循环的管路中即可。

闭式散热装置2与制冷机3联合制冷时(即第一条件下)冷剂的循环流路可以参照图4,其中,第一冷箱11内的冷剂温度t1由闭式散热装置2决定,冷剂温度t1实际上为闭式散热装置2的供冷温度,工艺装置4的冷剂入口41的进冷温度t2则是由蒸发器31决定,工艺装置4的冷剂出口42的出冷温度t3则是由第三驱动泵131决定。

在实际运行过程中,可以通过调节闭式散热装置2的供冷效率、蒸发器31的供冷效率以及第三驱动泵131的流量来尽可能地保证进冷温度t2、出冷温度t3的恒定;并且,随着环境温度的变化和持续时间,可以由闭式散热装置2主动调整自身的能耗与供冷温度,通过一个较小的能量代价,使得制冷机3的蒸发器31尽可能地维持在定流量、定出水温度、变进水温度状态下运行,且制冷机3在冷凝器32可以保持较低冷凝温度的条件下,蒸发器31变负荷运行的工作状态,以达到制冷机3安全、高能效比、最小冷凝器32进出水温差的变工况状态,进而提高整个系统的能效系数。

结合图2,在本实施例中,步骤s2还可以包括:在冷剂温度t1≥出冷温度t3的第二条件下,执行步骤s7;步骤s7,控制冷剂出口42排出的冷剂通入制冷机3的蒸发器31,然后执行步骤s6。

随着环境温度的提高,当闭式散热装置2的供冷温度t2大于或等于出冷温度t3时,闭式散热装置2基本不能够直接参与工艺侧的供冷,此时,冷剂出口42排出的冷剂可以直接通入制冷机3的蒸发器31中,以完全由蒸发器31来承担供冷任务。

在此基础上,还可以包括步骤s8、步骤s9,步骤s8,控制第一冷箱11排出的冷剂通入制冷机3的冷凝器32,步骤s9,控制冷凝器32排出的冷剂通入闭式散热装置2,然后回流至第一冷箱11。第一冷箱11中的冷剂虽然不能够直接参与供冷,但将其通入冷凝器32中,以吸收冷凝器32所释放出的热量,可形成具有更高温度的冷剂,然后再通入闭式散热装置2,则又可以利用自然冷却资源,以形成能够带走冷凝器32热量的冷却回路,使得高环境温度的条件下同样可以实现对于自然冷却资源的利用,以进一步地节约能耗。

上述步骤s9可以包括:步骤s91,控制冷凝器32排出的冷剂通入第二冷箱12;步骤s92,控制第二冷箱12排出的冷剂通入闭式散热装置2;步骤s93,控制闭式散热装置2排出的冷剂通入第一冷箱11。如此,通过第一冷箱11、第二冷箱12的缓冲,可以大幅减小冷却回路中冷剂驱动泵(第一驱动泵111、第二驱动泵121)的驱动压力。

制冷机3单独制冷时(即第二条件下)冷剂的循环流路可以参照图5,其中,第一冷箱11内冷剂温度t1由闭式散热装置2决定,工艺装置4的冷剂入口41的进冷温度t2则是由蒸发器31决定,工艺装置4的冷剂出口42的出冷温度t3则是由第三驱动泵131决定。

在实际运行过程中,可以由闭式散热装置2主动调整自身的能耗和供水温度t2,通过一个较小的能量与水量代价,使得制冷机3的冷凝温度下降到安全、高能效比的变工况状态,从而提高整个系统的能效系数。

结合图3,在本实施例中,步骤s2还可以包括:在冷剂温度t1=进冷温度t2的第三条件下,执行步骤s10;步骤s10,控制冷剂出口42排出的冷剂通入闭式散热装置2,然后再通入冷剂进口41。

随着环境温度的降低,当冷剂温度t1与进冷温度t2相等时,则可以完全由闭式散热装置2来提供冷量,进而可关停制冷机3,以进一步地节约能源。

上述步骤s10具体可以包括:步骤s101,控制冷剂出口42排出的冷剂通入第二冷箱12;步骤s102,控制第二冷箱12排出的冷剂通入闭式散热装置2;步骤s103,控制闭式散热装置2排出的冷剂通入第一冷箱11;步骤s104,控制第三冷箱13排出的冷剂通入冷剂进口41。通过第一冷箱11、第二冷箱12、第三冷箱13的缓冲,可以减小闭式散热装置2与工艺装置4之间冷剂驱动泵(第二驱动泵121、第三驱动泵131)的驱动压力;同时,通过冷剂箱1的缓冲,也可以方便控制供应至闭式散热装置2的冷剂量,以便适应环境温度的变化,详细而言,即在环境温度持续走低时,第二冷箱12中的冷剂可以不全部送至闭式散热装置2,即第二驱动泵121可以为减流量运行,然后将自闭式散热装置2排出的经过自然冷却的冷剂与留在冷剂箱1内的冷剂进行混合,即可以得到与进冷温度t2相等的冷剂,以满足供冷的需求。

闭式散热装置2单独制冷时(即第三条件下)冷剂的循环流路可以参照图6-9,其中,图6示出了第三条件下闭式散热装置2正常供冷时的循环流路图,由补水管路5向闭式散热装置2中的喷淋部件21提供喷淋水、向冷剂箱1内补充冷剂,喷淋部件21的喷淋量由闭式散热装置2进行控制;图7示出了第三条件下、由于温度不断降低、喷淋停止、喷淋水回流时的循环流路图,此时,环境温度更低,无需喷淋,喷淋水可以回流至第一冷箱11中;图8示出了图7在第二驱动泵121减流量运行时的循环流路图,此时,第二驱动泵121的驱动压力会大幅减小,可以节约驱动能源;图9示出了第三条件下、由于温度不断降低、一个闭式散热装置2关停时的循环流路图,这里需要进行说明,一个冷却循环系统中,闭式散热装置2一般会存在多个,在环境温度进一步地降低时,可以关闭其中的部分闭式散热装置2。

在步骤s1之前还可以包括:步骤s0,控制闭式散热装置2、制冷机3、工艺装置4进行注液、排气、清洗。

这里的步骤s0实际上为系统运行前的准备步骤,具体可以参见图10-13:图10示出了为工艺装置4进行注液、排气、清洗时的循环流路图,由补水管路5向冷剂箱1内补充冷剂,第三驱动泵131驱动冷剂箱1内的冷剂在工艺装置4内进行循环,以排出工艺装置4内的气体,并清洗工艺装置4内的冷却循环管路;图11示出了为闭式散热装置2进行注液、排气、清洗时的循环流路图,由补水管路5向冷剂箱1内补充冷剂,第二驱动泵121驱动冷剂箱1内的冷剂在闭式散热装置2,以排出闭式散热装置2内的气体,并清洗闭式散热装置2内的冷却循环管路;图12示出了为制冷机3的冷凝器32进行注液、排气、清洗时的循环流路图,由补水管路5向冷剂箱1内补充冷剂,第一驱动泵111驱动冷剂箱1内的冷剂在冷凝器32内进行循环,以排出冷凝器32内的气体,并清洗冷凝器32内的冷却循环管路;图13示出了为制冷机3的蒸发器31进行注液、排气、清洗时的循环流路图,由补水管路5向冷剂箱1内补充冷剂,第一驱动泵111驱动冷剂箱1内的冷剂在蒸发器31内进行循环,以排出蒸发器31内的气体,并清洗蒸发器31内的冷却循环管路。

由上述内容可知,本实施例所提供冷却循环系统的控制方法除准备步骤之外,主要包括闭式散热装置2-制冷机3联合制冷条件下、制冷机3单独制冷条件下以及闭式散热装置2单独制冷条件下的控制步骤,经过计算,采用本实施例所提供的控制方法相比于传统的采用开式冷却塔的控制方法,在新水新机(新设备时)的条件下节能率可以提高29.2%,在老机注水条件下(运行特定时间后)节能率可以提高46.9%,节能率获得大幅提高。

实施例二

本实施例还提供一种冷却循环系统,包括冷剂箱1、闭式散热装置2和制冷机3,冷却循环系统与工艺装置4的冷剂进口41和冷剂出口42相连通;还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器,第一温度传感器用于监测冷剂箱1的冷剂温度t1,第二温度传感器设于冷剂进口41,用于监测冷剂出口42中的进冷温度t2,第三温度传感器设于冷剂出口42,用于监测冷剂出口42中的出冷温度t3;还包括控制器(图中未示出),控制器与第一温度传感器、第二温度传感器均信号连接,控制器适于在进冷温度t2<冷剂温度t1<出冷温度t3的第一条件下,控制冷剂出口42排出的冷剂通入闭式散热装置2、闭式散热装置2排出的冷剂通入冷剂箱1、冷剂箱1排出的冷剂通入制冷机3的蒸发器31、蒸发器31排出的冷剂通入冷剂进口41。

本实用新型所提供冷却循环系统与实施例一中的控制方法相对应,由于实施例一已经具备如上的技术效果,那么,与之相对应的冷却循环系统亦当具备相类似的技术效果,故在此不做赘述。

如图4所示,冷剂箱1可以包括第一冷箱11和第二冷箱12,上述第一温度传感器可以设于第一冷箱11的排出口,用于监测第一冷箱11的冷剂的温度,即前述的冷剂温度t1实际上为第一冷箱11内的冷剂的温度,且该温度表征着闭式冷却装置2的供冷温度;还可以包括四通阀sv0,该四通阀sv0具有四个端口,其中,第一端口sv0-a、第二端口sv0-b分别可以与冷剂出口42、制冷机3的冷凝器32的入口相连,冷凝器32的出口可以与第二冷箱12相连通,且第二冷箱12的出口可以通过第二驱动泵121与闭式散热装置2相连通。

控制器还可以与四通阀sv0信号连接,适于在第一条件下控制四通阀sv0的第一端口sv0-a和第二端口sv0-b相连通,进而可导通冷剂出口42和冷凝器32,以将工艺装置4排出的冷剂通入冷凝器32内进行升温。

冷剂箱1还可以包括第三冷箱13,闭式散热装置2的出口可以与第一冷箱11相连通,第一冷箱11的出口还可以连接有第一驱动泵111;还可以包括第一三通阀sv1,第一三通阀sv1具有三个端口,其中,第一端口sv1-a、第二端口sv1-b分别可以与第一驱动泵111的出口、蒸发器31的入口相连。

控制器还可以与第一三通阀sv1信号连接,适于在第一条件下控制第一三通阀sv1的第一端口sv1-a和第二端口sv1-b相连通,进而可导通第一冷箱11和蒸发器31,以将第一冷箱11排出的冷剂通入蒸发器31内进行降温。

蒸发器31的出口可以与第三冷箱13相连通,且第三冷箱13的出口还可以通过第三驱动泵131与冷剂进口41相连通,控制器还可以与第三驱动泵131信号连接,控制器还适于根据出冷温度t3调节第三驱动泵131的流量,以将出冷温度t3维持为一个基本恒定的值。

第二冷箱12与闭式散热装置2之间、第三冷箱13与冷剂进口41之间均可以设置有除垢装置6,该除垢装置6具体可以为电子除垢仪,以去除管路中可能产生的水垢,进而可以较大程度地克服水垢所导致的管路堵塞、制冷机3的性能衰减等问题。

四通阀sv0还具有第三端口sv0-c,该第三端口sv0-c可以与蒸发器31的入口相连,如图5所示,控制器适于在冷剂温度t1≥出冷温度t3的第二条件下,控制四通阀sv0的第一端口sv0-a和第三端口sv0-c相连通,以导通冷剂出口42与蒸发器31的进口,从而将工艺装置4排出的冷剂直接导入蒸发器31中进行强力降温。

第一三通阀sv1也具有第三端口sv1-c,该第三端口sv1-c可以与冷凝器32的进口相连,控制器适于在第二条件下,控制第一三通阀sv1的第一端口sv1-a和第三端口sv1-c相连通,以导通第一冷箱11和冷凝器32,进而可在第一驱动泵111的作用下将第一冷箱11内的冷剂导入冷凝器32内进行升温,可吸收冷凝器32的热量。

四通阀sv0还具有第四端口sv0-d,该第四端口sv0-d可以与第三冷箱13相连,控制器适于在冷剂温度t1等于进冷温度t2的第三条件下,控制四通阀sv0的第一端口sv0-a与第四端口sv0-d相连通,以导通工艺装置4和第二冷箱12,进而可将工艺装置4冷剂出口42排出的冷剂导入第二冷箱12内。

在第三条件下,控制器还适于根据环境温度调节第二驱动泵121的流量,以控制进入闭式散热装置2的冷剂量,这点在实施例一中已有描述,可对应参照。

进一步地,还可以包括第二三通阀sv2,第二三通阀sv2具有三个端口,其中,第一端口sv2-a可以与第一冷箱11相连,第二端口sv2-b可以与第二冷箱12相连,第三端口sv2-c可以与闭式散热装置2相连通;控制器还可以与第二三通阀sv2信号连接,如图3-8所示,在闭式冷却装置2需要工作时,控制器可以将第二三通阀sv2的第二端口sv2-b与第三端口sv2-c相连通,而当闭式冷却装置2不需要工作时,则可以关停第二三通阀sv2,如图10、12、13。

在第一条件下,如图4所示,冷剂在第三驱动泵131→除垢装置6→工艺装置4→四通阀sv0(a→b)→冷凝器32→第二冷箱12内循环构成热侧,冷剂在第二冷箱12→第二驱动泵121→除垢装置6→第二三通阀sv2(b→c)→闭式散热装置2→第一冷箱11→第一驱动泵111→第一三通阀sv1(a→b)→蒸发器31→第三水箱13内循环构成冷侧。

在第二条件下,如图5所示,冷剂在第三驱动泵131→除垢装置6→工艺装置4→四通阀sv0(a→c)→蒸发器31→第三冷箱13内循环构成冷冻回路,冷剂在第一驱动泵111→第一三通阀sv1(a→c)→冷凝器32→第二冷箱12→第二驱动泵121→除垢装置6→第二三通阀sv2(b→c)→闭式散热装置2→第一冷箱11内循环构成冷却回路。

在第三条件下,以图6为参照,冷剂在第三驱动泵131→除垢装置6→工艺装置4→sv0(a→d)→第二冷箱12内循环构成热侧,冷剂在第二驱动泵121→除垢装置6→第二三通阀sv2(b→c)→闭式散热装置2→第一冷箱11内循环构成冷侧。

本实施例所提供冷却循环系统还可以包括补水管路5,补水管路5可以设有软化水装置51、第四驱动泵52和第三三通阀sv3,软化水装置51能够降低补水的硬度,以降低水作为冷剂在管路中循环时产生水垢的可能性,第四驱动泵52用于为补水管路5提供驱动力,第三三通阀sv3具有一个输入端口sv3-a和两个输出端口sv3-b、sv3-c,输入端口sv3-a用于和补水管路5相连,一个输出端口sv3-b可以与闭式散热装置2中的喷淋部件21相连,另一个输出端口sv3-c可以与第二冷箱12相连。

控制器也可以与第三三通阀sv3信号连接,当冷剂箱1需要补水时,控制器适于控制第三三通阀sv3的第一端口sv3-a和第三端口sv3-c相连通,而当闭式散热装置2需要执行喷淋操作时,控制器还适于控制第三三通阀sv3的第一端口sv3-a和第二端口sv3-b相连通,当然,根据需要这三个端口也可以同时连通。

如图9所示,还可以设有与闭式散热装置2相连的防冻阀sv5,防冻阀sv5在闭式散热装置2关停时打开,与闭式散热装置2、第一冷箱11、第二三通阀sv2(a→c)构成防冻回水。如图10所示,还可以设有连接冷剂出口42、第三冷箱13的清洗阀sv4,用于在对工艺装置4进行注水、排气、清洗时启动。

以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征:

1.一种冷却循环系统,其特征在于,包括冷剂箱(1)、闭式散热装置(2)和制冷机(3),所述冷却循环系统与工艺装置(4)的冷剂进口(41)和冷剂出口(42)相连通;

还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器,所述第二温度传感器设于所述冷剂进口(41),用于监测所述冷剂出口(42)中的进冷温度(t2),所述第三温度传感器设于所述冷剂出口(42),用于监测所述冷剂出口(42)中的出冷温度(t3);

所述冷剂箱(1)包括第一冷箱(11)和第二冷箱(12),所述第一温度传感器设于所述第一冷箱(11)的排出口,用于监测所述第一冷箱(11)的冷剂温度(t1),所述闭式散热装置(2)的出口与所述第一冷箱(11)相连通,所述第一冷箱(11)的出口还连接有第一驱动泵(111);

还包括第一三通阀(sv1)和四通阀(sv0),所述四通阀(sv0)的第一端口、第二端口分别与所述冷剂出口(42)、所述制冷机(3)的冷凝器(32)的入口相连,所述冷凝器(32)的出口与所述第二冷箱(12)相连通,所述第二冷箱(12)通过第二驱动泵(121)与所述闭式散热装置(2)相连通,所述第一三通阀(sv1)的第一端口、第二端口分别与所述第一驱动泵(111)的出口、所述制冷机(3)的蒸发器(31)的入口相连;

还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一三通阀(sv1)、所述四通阀(sv0)均信号连接,所述控制器能够控制所述第一三通阀(sv1)的第一端口和第二端口处于连通状态、控制所述四通阀(sv0)的第一端口和第二端口处于连通状态。

2.根据权利要求1所述冷却循环系统,其特征在于,所述冷剂箱(1)还包括第三冷箱(13),所述蒸发器(31)的出口与所述第三冷箱(13)相连通,且所述第三冷箱(13)还通过第三驱动泵(131)与所述冷剂进口(41)相连通。

3.根据权利要求2所述冷却循环系统,其特征在于,所述第二冷箱(12)与所述闭式散热装置(2)之间、所述第三冷箱(13)与所述冷剂进口(41)之间均设置有除垢装置(6)。

4.根据权利要求2所述冷却循环系统,其特征在于,所述四通阀(sv0)的第三端口还与所述蒸发器(31)的入口相连,所述控制器还能够控制所述四通阀(sv0)的第一端口和第三端口处于连通状态。

5.根据权利要求4所述冷却循环系统,其特征在于,所述第一三通阀(sv1)的第三端口还与所述冷凝器(32)的进口相连,所述控制器还能够控制所述第一三通阀(sv1)的第一端口和第三端口处于连通状态。

6.根据权利要求2所述冷却循环系统,其特征在于,所述四通阀(sv0)的第四端口还与所述第三冷箱(13)相连,所述控制器还能够控制所述四通阀(sv0)的第一端口与第四端口处于连通状态。

7.根据权利要求2所述冷却循环系统,其特征在于,还包括第二三通阀(sv2),所述第二三通阀(sv2)的三个端口中,第一端口与所述第一冷箱(11)相连,第二端口与所述第二冷箱(12)相连,第三端口与所述闭式散热装置(2)相连通,所述控制器与所述第二三通阀(sv2)信号连接。

8.根据权利要求2所述冷却循环系统,其特征在于,还包括补水管路(5),所述补水管路(5)设有软化水装置(51)、第四驱动泵(52)和第三三通阀(sv3),所述第三三通阀(sv3)的两个输出端口中,一者与所述第二冷箱(12)相连,另一者与所述闭式散热装置(2)中的喷淋部件(21)相连,所述控制器与所述第三三通阀(sv3)信号连接。

技术总结
一种冷却循环系统,包括冷剂箱、闭式散热装置和制冷机,冷却循环系统与工艺装置的冷剂进口和冷剂出口相连通;还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器,第一温度传感器用于监测冷剂箱的冷剂温度,第二温度传感器用于监测冷剂出口中的进冷温度,第三温度传感器用于监测冷剂出口中的出冷温度;还包括控制器,控制器与第一温度传感器、第二温度传感器均信号连接,控制器适于在进冷温度小于冷剂温度且冷剂温度小于出冷温度的第一条件下,控制冷剂出口排出的冷剂通入闭式散热装置、闭式散热装置排出的冷剂通入制冷机的蒸发器、蒸发器排出的冷剂通入冷剂进口。本实用新型所提供冷却循环系统能够降低系统能耗。

技术研发人员:黄进;黄绍新
受保护的技术使用者:北京新元瑞普科技发展有限公司
技术研发日:2019.06.25
技术公布日:2020.06.09

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