CN105040066B - 一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述系统包含有工艺槽（1）、制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）；所述工艺槽（1）中的电解液经介质流出管路（101）分别连通至制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）的介质入口，所述制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）的介质出口均经介质返流管路（102）连通至工艺槽（1）。本发明涉及一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，涉及一种以环境温度自动控制制冷模式和水膜冷却模式，利用湿球温度降低能耗。

Description

一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统

技术领域

本发明涉及一种制冷水膜冷却系统，尤其是涉及一种应用于铝氧化工艺上的制冷冷却系统，属于节能技术领域。

背景技术

铝氧化，即以铝制品为阳极，置于电解液溶液中进行通电处理， 利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程；经过铝氧化处理后，铝表面能生成氧化膜，比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高；为此铝氧化成为了铝型材工艺中不可或缺的关键技术；

在铝氧化的过程中，电解液溶液中（一般采用硫酸）插入的正负极由于电加热的原理不断的对其进行加热，而铝氧化的理想生产温度为17~18℃，为此需要采用冷却系统对电解液溶液不断的进行冷却；常规的冷却系统如图4所示，虚线框内的制冷机组对冷却液进行冷却保持温度，铝氧化工艺槽内的电解液溶液通入换热器中与制冷剂进行热交换，从而使得电解液溶液降温后再次返回工艺槽内；由于铝氧化过程中正负电极作用始终持续存在，因此常规系统需要不断对电解液溶液进行冷却，即便在温度低于0℃的季节也在使用制冷机组降温冷却，电能使用量较大；据调查一项中型铝型材企业至少拥有6台2100Kw制冷系统，每台的耗电量为400Kw/h，那么一年的耗电量为400Kw/h*6*24h*365=21024000Kw；而全国拥有不少于1000家该种规模的企业，因此光用在制冷冷却耗电，每年就需要耗费数百亿度电；

而根据图5中全国绝大部分地区，大半年以上的时间，环境温度是低于20℃的，此时，在环境温度低于工艺槽内的电解液温度情况下，仍然需要耗费大量的电能进行冷却，无疑是巨大的浪费；

为此，考虑到对干球温度和湿球温度的利用；在空气中用一般温度计测得的温度称为该空气的干球温度，即该空气的真实温度；若用湿纱布包扎温度计的感温部分，纱布下端浸在水中，以维持其处在在润湿状态，就成为湿球温度计；将湿球温度计置于空气中，经一段时间达到稳定后，其计数称为湿球温度；因此在环境温度于20℃时,湿球温度会在14℃度以下，如何利用干球温度和湿球温度在铝氧化中进行冷却，也是节能的一个突破口。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用湿球温度降低能耗的铝氧化节能制冷水膜冷却系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述系统包含有工艺槽、制冷机组和多功能蒸发冷水膜冷却器；所述工艺槽中的电解液经介质流出管路分别连通至制冷机组和多功能蒸发冷水膜冷却器的介质入口，此时泵可设置一台在总管上，也可设置两台，分别位于分管上；所述制冷机组和多功能蒸发冷水膜冷却器的介质出口均经介质返流管路连通至工艺槽。

本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述多功能蒸发冷水膜冷却器包含有安装于壳体顶部的冷却风机，所述壳体底部设置有蓄水槽，所述壳体内安装有水膜分配器、换热器一和换热器二，该水膜分配器位于冷却风机下方，且水膜分配器位于换热器一和换热器二的上方，所述换热器一和换热器二位于蓄水槽上方，所述蓄水槽底部通过管路经循环水泵连通至水膜分配器。

本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述蓄水槽内安装有浮球开关，该浮球开关串接在进水管路上，当蓄水槽内冷却水不足时，用于补充水。

本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，换热器一用于对制冷机组内的制冷剂进行冷却，换热器二用于对工艺槽内的电解液进行冷却，即换热器二的进液口和出液口分别以制冷机组蒸发器和工艺槽介质流出管路和介质返流管路相连通。

本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述蓄水槽底部安装有温度电控放水阀；当水温度低于4℃时将水排空，此时换热器一和换热器二利用风冷即可进行冷却。

本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述制冷机组包含有蒸发器，所述蒸发器的进液口和出液口分别与介质流出管路和介质返流管路相连通，所述蒸发器的制冷剂回汽口经压缩机和油液分离器后流入多功能水膜冷却器换热器一的进液口，所述换热器一的出液口经储液器和膨胀阀流回蒸发器的制冷剂进口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用湿球温度远低于干球温度的原理进行冷却，充分利用低温环境对工艺槽内的电解液进行冷却，不需使用制冷机组，自动转换水膜冷却；由于全国大部分地区有半年以上的气温低于20℃；而当温度低于20℃时，换热器二上的湿球温度远低于14℃，而工艺槽内的电解液所需工作温度仅为17~18℃，因此，此时利用湿球温度即可通过换热器二高效、节能的对其进行冷却；此时制冷机组无需耗电制冷，从而至少节约了一半的能耗，每年能够为国家节约数佰亿度电。

附图说明

图1为本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统的结构示意图。

图2为本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统的多功能蒸发冷水膜冷却器的结构示意图。

图3为本发明一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统的多功能蒸发冷水膜冷却器的侧视图。

图4为常规冷却系统的结构示意图。

图5为2014年全国主要城市平均气温统计表。

图6为干湿球温度对照表。

其中：

工艺槽1、制冷机组2、多功能蒸发冷水膜冷却器3；

介质流出管路101、介质返流管路102；

蒸发器201、压缩机202、油液分离器203、膨胀阀204、储液器205；

冷却风机301、水膜分配器302、循环水泵303、换热器一304、换热器二305、浮球开关306、温度电控放水阀307、壳体308。

具体实施方式

参见图1~3，本发明涉及的一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，所述系统包含有工艺槽1、制冷机组2和多功能蒸发冷水膜冷却器3；所述工艺槽1中的电解液经介质流出管路101分别连通至制冷机组2和多功能蒸发冷水膜冷却器3的介质入口，此时泵可设置一台在总管上（如图1所示），也可设置两台，分别位于分管上；所述制冷机组2和多功能蒸发冷水膜冷却器3的介质出口均经介质返流管路102连通至工艺槽1；

具体的讲，所述多功能蒸发冷水膜冷却器3包含有安装于壳体308顶部的冷却风机301，所述壳体308底部设置有蓄水槽，所述壳体308内安装有水膜分配器302、换热器一304和换热器二305，该水膜分配器302位于冷却风机301下方，且水膜分配器302位于换热器一304和换热器二305的上方，所述换热器一304和换热器二305位于蓄水槽上方，所述蓄水槽内安装有浮球开关306，该浮球开关306串接在进水管路上，当蓄水槽内冷却水不足时，用于补充水；所述蓄水槽底部通过管路经循环水泵303连通至水膜分配器302，从而实现冷却水的循环利用；使用时，换热器一304用于对制冷机组2内的制冷剂进行冷却，换热器二305用于对工艺槽1内的电解液进行冷却，即换热器二305的进液口和出液口分别与介质流出管路101和介质返流管路102相连通；优选的，所述蓄水槽底部安装有温度电控放水阀307；当水温度低于4℃时将水排空，此时换热器一304和换热器二305利用风冷即可进行冷却；

所述制冷机组2包含有蒸发器201，所述蒸发器201的进液口和出液口分别与介质流出管路101和介质返流管路102相连通，所述蒸发器201的制冷剂出口经压缩机202和油液分离器203后流入换热器一304的进液口，所述换热器一304的出液口经储液器205和膨胀阀204流回蒸发器201的制冷剂进口；

所述系统还包含有环境温度自动控制器和多个温度传感器和多个串接在管路上的控制阀，从而使得当温度高于20℃时，才启动制冷机组2进行制冷冷却；当温度低于20℃时，自动关闭制冷机组2，导通多功能蒸发冷水膜冷却器3回路，使得工艺槽内的电解液经管路进入换热器二305进行冷却，启示利用湿球温度远低于干球温度的原理进行冷却，充分利用低温环境对工艺槽内的电解液进行冷却；此时由图5可知，全国大部分地区有半年以上的气温低于20℃；而对照图6所示的干湿球对照表可知，当温度低于20℃时，换热器一304和换热器二305上的湿球温度远低于14℃，而工艺槽内的电解液所需工作温度仅为17~18℃，因此，此时利用湿球温度即可通过换热器二305高效、节能的对其进行冷却；此时制冷机组2无需耗电制冷，从而至少节约了一半的能耗；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，其特征在于：所述系统包含有工艺槽（1）、制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）；所述工艺槽（1）中的电解液经介质流出管路（101）分别连通至制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）的介质入口；所述制冷机组（2）和多功能蒸发冷水膜冷却器（3）的介质出口均经介质返流管路（102）连通至工艺槽（1）；

所述多功能蒸发冷水膜冷却器（3）包含有安装于壳体（308）顶部的冷却风机（301），所述壳体（308）底部设置有蓄水槽，所述壳体（308）内安装有水膜分配器（302）、换热器一（304）和换热器二（305），该水膜分配器（302）位于冷却风机（301）下方，且水膜分配器（302）位于换热器一（304）和换热器二（305）的上方，所述换热器一（304）和换热器二（305）位于蓄水槽上方，所述蓄水槽底部通过管路经循环水泵（303）连通至水膜分配器（302）；所述制冷机组（2）包含有蒸发器（201），所述蒸发器（201）的进液口和出液口分别与介质流出管路（101）和介质返流管路（102）相连通，所述蒸发器（201）的制冷剂出口经压缩机（202）和油液分离器（203）后流入换热器一（304）的进液口，所述换热器一（304）的出液口经储液器（205）和膨胀阀（204）流回蒸发器（201）的制冷剂进口。

2.如权利要求1所述一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，其特征在于：所述蓄水槽内安装有浮球开关（306），该浮球开关（306）串接在进水管路上。

3.如权利要求1所述一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，其特征在于：换热器一（304）用于对制冷机组（2）内的高温制冷剂进行冷却，换热器二（305）用于对工艺槽（1）内的电解液进行冷却，即换热器二（305）的进液口和出液口分别与介质流出管路（101）和介质返流管路（102）相连通。

4.如权利要求1所述一种铝氧化节能制冷水膜冷却系统，其特征在于：所述蓄水槽底部安装有温度电控放水阀（307）。