一种温控水冷系统
技术领域
本发明涉及制冷装置技术领域,具体涉及一种温控水冷系统。
背景技术
在工业生产和科学实验中,通常有多个同时工作的平台需要冷却,传统的冷却过程采用不同工作平台对应不同的温控水冷系统,每个温控水冷系统独立工作,如超净间中巴条的调试。由于不同温控水冷系统之间存在差异,难以保证巴条调试的冷却环境一致;此外,由于各水冷机与平台之间的距离不同,管路结构不同,水质也可能产生差异,并且传统温控水冷系统中冷却水进巴条前缺少必要的处理,难以保证水质,从而影响巴条调试的准确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种温控水冷系统,以解决上述冷却过程采用多个独立工作的温控水冷系统,难以保证冷却环境一致的问题。
技术方案如下:
一种温控水冷系统,包括主循环水路、多个分循环水路和用于控制温控水冷系统运行的控制系统;其中,
主循环水路包括水箱和用于冷却循环水的散热组件,所述水箱与所述散热组件连接,所述控制系统与所述散热组件电连接;
主循环水路的出水管路上设有多个用于连接所述分循环水路的接口;
所述分循环水路包括水泵和用于冷却测试对象的冷却设备,所述水泵的两端分别与所述接口和所述冷却设备的一端连接,所述冷却设备的另一端和所述水箱连接,所述控制系统与所述水泵电连接。
进一步:所述主循环水路还包括调试阀门和粗滤芯,所述调试阀门和所述粗滤芯沿水流方向依次设置在所述水箱和所述接口之间的出水管路上,所述粗滤芯用于过滤粒径≥5微米的颗粒。
进一步:所述粗滤芯和所述接口之间的出水管路上还有用于去除循环水中离子的支路,所述支路包括循环泵和离子罐,所述循环泵、所述离子罐和所述水箱依次连接,所述控制系统与所述循环泵电连接。
进一步:所述支路还包括第一流量调节阀、第二流量调节阀和树脂粗滤芯,所述循环泵分别与第一流量调节阀和第二流量调节阀连接,所述第一流量调节阀的另一端与所述水箱连接,所述第二流量调节阀设置在所述离子罐和所述循环泵之间,所述树脂粗滤芯设置在所述离子罐和所述水箱之间,所述控制系统分别与所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀电连接。
进一步:所述分循环水路还包括精滤芯、第一水压传感器、第一温度传感器、第一流量传感器和回水温度传感器,所述精滤芯、所述第一水压传感器、所述第一温度传感器和所述第一流量传感器沿水流方向依次设置在所述水泵和所述冷却设备之间的出水管路上;所述回水温度传感器设置在所述冷却设备和所述水箱之间的回水管路上;所述第一水压传感器、所述第一温度传感器、所述第一流量传感器、和所述回水温度传感器分别与所述控制系统电连接。
进一步:所述分循环水路还包括出水单向阀、出水阀、出水口、回水口、回水阀和回水单向阀,所述出水单向阀、所述出水阀和所述出水口沿水流方向依次设置在所述第一流量传感器和所述冷却设备之间;所述回水口、所述回水阀和所述回水单向阀沿水流方向依次设置在所述冷却设备和所述回水温度传感器之间;所述水单向阀、所述出水阀、所述回水阀和所述回水单向阀分别与所述控制系统电连接。
进一步:所述分循环水路还包括第三流量调节阀、虑前压力表和虑后压力表,所述虑前压力表和所述虑后压力表分别设置在所述精滤芯的前后,所述第三流量调节阀设置在所述水泵和所述虑前压力表之间;所述第三流量调节阀、所述虑前压力表、所述虑后压力表与所述控制系统电连接。
进一步:所述出水口和所述冷却设备之间还设有用于测试循环水温度和离子度的水冷终端,所述水冷终端包括转接管出水口、第二温度传感器、第二水压传感器、离子度传感器、第二流量传感器、出水电磁阀和出水管转接口、回水管转接口、回水电磁阀、旁路电磁阀和转接管回水口;
所述出水口和所述水冷终端的转接管出水口连接,所述水冷终端的出水管路上沿水流方向依次设有第二温度传感器、第二水压传感器、离子度传感器、第二流量传感器、出水电磁阀和出水管转接口;所述水冷终端的回水管路上沿水流方向依次设有回水管转接口、回水电磁阀、旁路电磁阀和转接管回水口;
所述转接管回水口与所述回水口连接,所述冷却设备的两端分别与所述出水管转接口和所述回水管转接口连接。
进一步:所述水冷终端还包括脉冲控制器,所述第二温度传感器、所述第二水压传感器、所述离子度传感器、所述第二流量传感器、所述出水电磁阀、所述回水电磁阀和所述旁路电磁阀分别与所述脉冲控制器电连接。
进一步:所述控制系统为可编程逻辑控制器PLC。
本发明的有益效果是:
1、本发明将多个水冷系统集成到一个温控系统,既可以保证不同工作平台的控制环境一致,也能节约超净间空间,节能降耗、节省生产成本。
2、本发明在冷却水进入测试对象(如巴条)之前接入水冷终端,从而保证主循环水路的畅通,以及进入测试对象的冷却水参数满足要求,对测试对象起到保护作用。
附图说明
图1实施例1中温控水冷系统的结构示意图;
图2实施例8中温控水冷系统的结构示意图;
图3实施例11中温控水冷系统的结构示意图;
图4实施例中水冷终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。
本发明的整体思路:
对多个工作平台采用集总控温模式,采用足够大的水箱,分别利用多个独立的循环泵完成对应工作平台的水冷循环;为确保主循环水路的畅通,以及进入测试对象的水参数满足要求,在冷却水进入巴条之前接入智能水冷终端,测试冷却水的温度和离子度,保证进入巴条的冷却水的水质,对巴条起到保护作用。
实施例1
如图1所示,一种温控水冷系统,包括主循环水路、多个分循环水路和用于控制温控水冷系统运行的控制系统。其中:
主循环水路包括水箱10和用于冷却循环水的散热组件20,水箱10与散热组件20连接,散热组件20包括但不限于:蒸发盘管、压缩机和冷凝器依次连接构成散热组件20,蒸发盘管位于水箱10内,压缩机组件和冷凝器组件位于水箱10外,蒸发盘管和冷凝器通过压缩机交换热量,从而使水箱10中的循环水降温。控制系统与散热组件20电连接。
主循环水路的出水管路上设有多个用于连接分循环水路的接口。
分循环水路包括水泵101和用于冷却测试对象的冷却设备102,水泵101的两端分别与接口和冷却设备102的一端连接,冷却设备102的另一端和水箱10连接。控制系统与水泵101电连接。
控制系统为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)等控制装置。控制系统开启水泵101,循环水在水泵101的动力作用下由水箱10流出,经过接口分别流入多个分循环水路,流经水泵101到达冷却设备102,将调试对象的热量带走,此时循环水温度升高作为回水返回水箱10,通过水箱10中的蒸发盘管和外部的冷凝器交换热量,使水箱10中的循环水降温,完成一次冷却循环。
实施例2
在实施例1方案的基础上,主循环水路还包括调试阀门11和粗滤芯12,调试阀门11和粗滤芯12沿水流方向依次设置在水箱10和接口之间的出水管路上,粗滤芯12用于过滤粒径≥5微米的颗粒。控制系统为PLC等控制装置。
实施例3
在实施例1或2方案的基础上,粗滤芯12和接口之间的出水管路上还有用于去除循环水中离子的支路,支路包括循环泵13和离子罐16,循环泵13、离子罐16和水箱10依次连接,控制系统与循环泵13电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例4
在实施例3方案的基础上,支路还包括第一流量调节阀14、第二流量调节阀15和树脂粗滤芯17,循环泵13分别与第一流量调节阀14和第二流量调节阀连接15,第一流量调节阀14的另一端与水箱10连接,第二流量调节阀15设置在离子罐16和循环泵13之间,树脂粗滤芯17设置在离子罐16和水箱10之间,控制系统分别与第一流量调节阀14和第二流量调节阀15电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例5
在实施例3方案的基础上,分循环水路还包括精滤芯105、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109和回水温度传感器116,精滤芯105、第一水压传感器107、第一温度传感器108和第一流量传感器109沿水流方向依次设置在水泵101和冷却设备102之间的出水管路上;回水温度传感器116设置在冷却设备102和水箱10之间的回水管路上;第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109和回水温度传感器116分别与控制系统电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例6
在实施例5方案的基础上,分循环水路还包括出水单向阀110、出水阀111、出水口112、回水口113、回水阀114和回水单向阀115,出水单向阀110、出水阀111和出水口112沿水流方向依次设置在第一流量传感器109和冷却设备102之间;回水口113、回水阀114和回水单向阀115沿水流方向依次设置在冷却设备102和回水温度传感器116之间;出水单向阀110、出水阀111、回水阀114和回水单向阀115分别与控制系统电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例7
在实施例6方案的基础上,分循环水路还包括第三流量调节阀103、虑前压力表104和虑后压力表106,虑前压力表104和虑后压力表106分别设置在精滤芯105的前后,第三流量调节阀103设置在水泵101和虑前压力表104之间;第三流量调节阀103、虑前压力表104、虑后压力表106与控制系统电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例8
如图2所示,一种温控水冷系统,包括主循环水路、多个分循环水路和用于控制温控水冷系统运行的控制系统。其中:
主循环水路包括水箱10和用于冷却循环水的散热组件20,水箱10与散热组件20连接,散热组件20包括但不限于:蒸发盘管、压缩机和冷凝器依次连接构成散热组件20,蒸发盘管位于水箱10内,压缩机组件和冷凝器组件位于水箱10外,蒸发盘管和冷凝器通过压缩机交换热量,从而使水箱10中的循环水降温。水箱10中还设有加热棒,加热棒用来在低温环境下运转初期对水进行加热。水箱10上还设有排水阀21、注水口22和溢水口23;通过注水口22给水箱10注水,当水箱10中注满水时,水从溢水口23溢出,停止注水。控制系统分别与散热组件20和加热棒电连接。
主循环水路的出水管路上设有多个用于连接分循环水路的接口。
水箱10和接口之间的出水管路上沿水流方向依次设有用于调试或维护管路的调试阀门11和粗滤芯12,粗滤芯12用于对循环水进行粗虑,防止意外异物进入回路,损坏泵体和后级回路组件。该粗滤芯12为本领域常用部件,可以过滤粒径≥5微米的颗粒。
粗滤芯12和接口之间的出水管路还有支路,支路上设有循环泵13,循环泵13为自控温循环泵,循环泵13分别与第一流量调节阀14和第二流量调节阀15连接,第一流量调节阀14的另一端与水箱10连接,第二流量调节阀15、离子罐16、树脂粗滤芯17和水箱10依次连接。离子罐16为多个,多个离子罐16并列连接,离子罐16中装有离子交换树脂,该离子交换树脂为本领域常用材料,用于调节回路电离度,满足冷却水水质要求;树脂粗滤芯17为本领域常用滤芯,可以过滤粒径≥5微米的颗粒,用于防止离子罐16中的树脂颗粒进入水箱10。控制系统分别与循环泵13、第一流量调节阀14和第二流量调节阀15电连接。
各分循环水路的结构相同,以第一分循环水路为例说明:
第一分循环水路包括水泵101和用于冷却测试对象的冷却设备102,水泵101的两端分别与接口和冷却设备102的一端连接,冷却设备102的另一端和水箱10连接。水泵101和控制系统电连接。
水泵101和冷却设备102之间的出水管路上沿水流方向依次设有第三流量调节阀103、虑前压力表104、精滤芯105、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110、出水阀111和出水口112。精滤芯105为本领域常用滤芯,可以过滤粒径≥2微米的颗粒,以满足微通道结构对循环水水质的要求。虑前压力表104和虑后压力表106分别用来实时检测精滤前后循环水的压力,所检测的参数用来对水路的监控。第一水压传感器107、第一温度传感器108和第一流量传感器109分别用于测量出水的压力、温度和流量,出水单向阀110用于防止循环水倒流。第三流量调节阀103、虑前压力表104、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110和出水阀111分别与控制系统电连接。
冷却设备102和水箱10之间的回水管路上沿水流方向依次设有回水口113、回水阀114、回水单向阀115和回水温度传感器116。回水温度传感器116用于测量回水的温度,回水单向阀115用于防止回水倒流。回水阀114、回水单向阀115、回水温度传感器116分别与控制系统电连接。
控制系统为PLC等控制装置。从注水口22将水加入水箱10,水箱10注满后,溢水口23会有水溢出,在水箱10中利用加热棒对水加热,通过蒸发盘管和外部的冷凝器交换热量,使水箱10中的循环水降温。
循环水经过调试阀门11和粗虑芯12,一部分进入各分循环水路,另一部分进入循环泵13;
循环水进入分循环水路,依次经过第三流量调节阀103、虑前压力表104、精滤芯105、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110、出水阀111和出水口112,到达冷却设备102,将测试对象的热量带走,此时冷却水温度升高作为回水,回水流经回水口113、回水阀114、回水单向阀115和回水温度传感器116,返回水箱10;
进入循环泵13的冷却水,分别通过第一流量调节阀14和第二流量调节阀15,流经第一流量调节阀14的冷却水返回水箱10,流经第二流量调节阀15的冷却水进入离子罐16,循环水经离子交换树脂去除一部分离子,到达树脂粗滤芯17,过滤后返回水箱10;完成循环。
实施例9
在实施例6方案的基础上,出水口112和冷却设备102之间还设有用于测试循环水温度和离子度的水冷终端30,水冷终端30包括转接管出水口301、第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306和出水管转接口307、回水管转接口308、回水电磁阀309、旁路电磁阀310和转接管回水口311。
出水口112和转接管出水口301连接,水冷终端30的出水管路上沿水流方向依次设有第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306和出水管转接口307;水冷终端30的回水管路上沿水流方向依次设有回水管转接口308、回水电磁阀309、旁路电磁阀310和转接管回水口311。
转接管回水口311与回水口113连接,冷却设备102的两端分别与出水管转接口307和回水管转接口308连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例10
在实施例9方案的基础上,水冷终端30还包括脉冲控制器300,第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306、回水电磁阀309和旁路电磁阀310分别与脉冲控制器300电连接。控制系统为PLC等控制装置。
实施例11
如图3所示,一种温控水冷系统,包括主循环水路、多个分循环水路和用于控制温控水冷系统运行的控制系统。其中:
主循环水路包括水箱10和用于冷却循环水的散热组件20,水箱10与散热组件20连接,散热组件20包括但不限于:蒸发盘管、压缩机和冷凝器依次连接构成散热组件20,蒸发盘管位于水箱10内,压缩机组件和冷凝器组件位于水箱10外,蒸发盘管和冷凝器通过压缩机交换热量,从而使水箱10中的冷却水降温。水箱10中还设有加热棒,加热棒用来在低温环境下运转初期对水进行加热。水箱10上还设有排水阀21、注水口22和溢水口23;通过注水口22给水箱10注水,当水箱10中注满水时,水从溢水口23溢出,停止注水。控制系统分别与散热组件20和加热棒电连接。
主循环水路的出水管路上设有多个用于连接分循环水路的接口。
水箱10和接口之间的出水管路上沿水流方向依次设有用于调试或维护管路的调试阀门11和粗滤芯12,粗滤芯12用于对循环水进行粗虑,防止意外异物进入回路,损坏泵体和后级回路组件。该粗滤芯12为本领域常用部件,可以过滤粒径≥5微米的颗粒。
粗滤芯12和接口之间的出水管路还有支路,支路上设有循环泵13,循环泵13为自控温循环泵,循环泵13分别与第一流量调节阀14和第二流量调节阀15连接,第一流量调节阀14的另一端与水箱10连接,第二流量调节阀15、离子罐16、树脂粗滤芯17和水箱10依次连接。离子罐16为多个,多个离子罐16并列连接,离子罐16中装有离子交换树脂,该离子交换树脂为本领域常用材料,用于调节回路电离度,满足冷却水水质要求;树脂粗滤芯17为本领域常用滤芯,可以过滤粒径≥5微米的颗粒,用于防止离子罐16中的树脂颗粒进入水箱10。控制系统分别与循环泵13、第一流量调节阀14和第二流量调节阀15电连接。
各分循环水路的结构相同,以第一分循环水路为例说明:
第一分循环水路包括水泵101和用于冷却测试对象的冷却设备102,水泵101的两端分别与接口和冷却设备102的一端连接,冷却设备102的另一端和水箱10连接。水泵101和控制系统电连接。
水泵101和冷却设备102之间的出水管路上沿水流方向依次设有第三流量调节阀103、虑前压力表104、精滤芯105、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110、出水阀111和出水口112。精滤芯105为本领域常用滤芯,可以过滤粒径≥2微米的颗粒,以满足微通道结构对循环水水质的要求。虑前压力表104和虑后压力表106分别用来实时检测精滤前后循环水的压力,所检测的参数用来对水路的监控。第一水压传感器107、第一温度传感器108和第一流量传感器109分别用于测量出水的压力、温度和流量,出水单向阀110用于防止循环水倒流。第三流量调节阀103、虑前压力表104、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110和出水阀111分别与控制系统电连接。
冷却设备102和水箱10之间的回水管路上沿水流方向依次设有回水口113、回水阀114、回水单向阀115和回水温度传感器116。回水温度传感器116用于测量回水的温度,回水单向阀115用于防止回水倒流。回水阀114、回水单向阀115、回水温度传感器116分别与控制系统电连接。
如图4所示,出水口112和冷却设备102之间还设有水冷终端30,出水口112和水冷终端30的转接管出水口301连接,水冷终端30的出水管路上沿水流方向依次设有第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306和出水管转接口307;水冷终端30的回水管路上沿水流方向依次设有回水管转接口308、回水电磁阀309、旁路电磁阀310和转接管回水口311;第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306、回水电磁阀309和旁路电磁阀310分别与脉冲控制器300电连接,脉冲控制器300与控制系统电连接,脉冲控制器300为本领域常用部件。转接管回水口311与回水口113连接,冷却设备102的两端分别与出水管转接口307和回水管转接口308连接。
脉冲控制器300根据第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304和第二流量传感器305测得的参数,控制出水电磁阀306、回水电磁阀309和旁路电磁阀310调节水流量,确保回路中水温、水流量、离子度等参数满足测试要求。
控制系统为PLC等控制装置。
从注水口22将冷却水加入水箱10,水箱10注满水后,溢水口23会有水溢出,在水箱10中利用加热棒对冷却水加热,通过蒸发盘管和外部的冷凝器交换热量,使水箱10中的循环水降温。
冷却水经过调试阀门11和粗虑芯12,一部分进入各分循环水路,另一部分进入循环泵13;
冷却水进入分循环水路,依次经过第三流量调节阀103、虑前压力表104、精滤芯105、虑后压力表106、第一水压传感器107、第一温度传感器108、第一流量传感器109、出水单向阀110、出水阀111和出水口112,通过转接管出水口301进入水冷终端30,再依次通过第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304、第二流量传感器305、出水电磁阀306和出水管转接口307,到达冷却设备102,将测试对象的热量带走,此时冷却水温度升高作为回水,回水经过回水管转接口308、回水电磁阀309、旁路电磁阀310和转接管回水口311,离开水冷终端30,在水冷终端30内,脉冲控制器300根据第二温度传感器302、第二水压传感器303、离子度传感器304和第二流量传感器305测得的参数,控制出水电磁阀306、回水电磁阀309和旁路电磁阀310调节冷却水的流量;最后回水流经回水口113、回水阀114、回水单向阀115和回水温度传感器116,返回水箱10;
进入循环泵13的冷却水,分别通过第一流量调节阀14和第二流量调节阀15,流经第一流量调节阀14的冷却水返回水箱10,流经第二流量调节阀15的冷却水进入离子罐16,循环水经离子交换树脂去除一部分离子,到达树脂粗滤芯17,过滤后返回水箱10;完成循环。