CN108120208A - 一种冷却水制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种冷却水制备装置，包括箱体、制冷机构、蓄冷板、换热器、搅拌器、温度传感器；蓄冷板和换热器置于箱体内部，蓄冷板包括板壳、蓄冷剂和蓄冷管，换热器包括换热片和换热管，蓄冷管的出口端连接换热管的入口端；制冷机构包括压缩机、第一管道、第二管道、冷凝器；箱体内部设有温度传感器，温度传感器通过数据线连接箱体外部的PID调节器，PID调节器通过数据线连接压缩机；搅拌器包括电动机、搅拌叶和传动轴；电动机置于箱体底部并通过传动轴与箱体内部的搅拌叶相连。本发明创造所述的一种冷却水制备装置能高效率低成本的制备冷却用水。

Description

一种冷却水制备装置

技术领域

本发明创造属于制冷装置领域，尤其是涉及一种冷却水制备装置。

背景技术

工业冷水机是现代工业中不可或缺的制冷设备，在工业进程中冷水机作为辅助机组能够有效提升工作效率。

常规的工业冷水机根据换热方式可以大致分为两类：对流型和换热型。其中换热型的工业水冷机性能更好，所以被广泛使用。现有的工业水冷机大多依靠压缩机制冷，但是能源消耗量较大，所以需要研发一种节能型的冷水机弥补现有技术的不足。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种冷却水制备装置，在为工业过程提供足量冷量的同时尽可能的节省能源。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种冷却水制备装置，包括：箱体、制冷机构、蓄冷板、换热器、进水泵、排水泵；所述蓄冷板和换热器置于箱体内部，蓄冷板包括板壳、蓄冷剂和蓄冷管，所述板壳内部设有蓄冷管，在蓄冷管和板壳之间设有蓄冷剂，所述换热器包括换热片和换热管，蓄冷管的出口端连接换热管的入口端；所述制冷机构包括压缩机、气液分离器、油气分离器、第一管道、第二管道、冷凝器和膨胀阀；第一管道的进口端从箱体顶部插入箱体，并与换热管的出口端相连，第一管道的出口端连接冷凝器的入口，在第一管道上沿进口端至出口端方向依次设有所述气液分离器、压缩机和油气分离器；第二管道的进口端连接冷凝器的出口，第二管道的出口端从箱体的左侧插入箱体内部，并与蓄冷管的入口端相连，在第二管道上设有所述膨胀阀；在箱体的左侧设有进水泵，所述进水泵通过管道与箱体相连，在箱体的右侧设有排水泵，所述排水泵通过管道与箱体相连。

进一步的，所述箱体内部设有温度传感器，所述温度传感器通过数据线连接箱体外部的PID调节器，PID调节器通过数据线连接所述压缩机；温度传感器能探测箱体内部的水温，并将通过PID调节器对压缩机功率进行微调，在满足使用的前提下尽可能的降低能耗。

进一步的，本装置还设有搅拌器，所述搅拌器包括电动机、搅拌叶和传动轴；所述电动机置于箱体底部并通过传动轴与箱体内部的搅拌叶相连；所述搅拌器能加速箱内的换热进程，避免因换热周期过长产生的能源损耗。

进一步的，所述箱体底部设有四根支撑柱，在每根支撑柱的底部均设有万向轮，万向轮能方便本装置的移动，避免操作工人因搬运设备产生危险。

进一步的，所述板壳的前后表面均布有圆柱形凹陷，所述圆柱形凹陷能增大蓄冷板的热交换面积，增强蓄冷板的换热效果。

进一步的，所述蓄冷剂为聚乙烯醇-硼砂混合材料，其中聚乙烯醇的质量为硼砂质量的4.8倍。

进一步的，所述第一管道外壁、第二管道外壁和箱体内部均设有保温层，所述保温层为酚醛泡沫材料，能有效避免冷量外泄。

进一步的，本装置还包括控制面板，所述控制面板包括人机交互器和PLC，所述PLC通过数据线连接所述压缩机、进水泵、排水泵、电动机、温度传感器和PID调节器，所述人机交互器覆于PLC上方并通过数据线与其相连；所述PLC能根据预设的程序对本装置实施控制，并能通过人机交互器将控制进程与结果显示出来。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种冷却水制备装置具有以下优势：

本发明创造所述的一种冷却水制备装置，能在实现工业用水制冷的前提下节约能源；本装置内置蓄冷板，能显著降低压缩机工作时间，节约能耗；本装置设有温度传感器和PID调节器，能对压缩机功率进行微调，是压缩机不做无用的能量消耗；本装置内置保温层，能有效阻挡冷水与外界的热交换；本装置中换热面积大，换热速度快，能在短时间内实现制冷目的。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的三轴测图；

图2为本发明创造的透视示意图；

图3为本发明创造的蓄冷板三轴测图；

图4为本发明创造的蓄冷板剖视图示；

图5为本发明创造的换热器示意图。

附图标记说明：

1-箱体；2-蓄冷板；21-板壳；22-蓄冷剂；23-蓄冷管；24-凹陷；3-换热器；31-换热片；32-换热管；4-气液分离器；5-压缩机；6-油气分离器；7-冷凝器；8-排水泵；9-进水泵；10-第一管道；11-支柱；12-万向轮；13-第二管道；14-膨胀阀；15-温度传感器；16-PID调节器；171-电动机；172-传动轴；173-搅拌叶；18-控制面板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1和图2所示，一种冷却水制备装置，包括：箱体1、制冷机构、蓄冷板2、换热器3、进水泵9、排水泵8；蓄冷板2和换热器3置于箱体1内部，蓄冷板2包括板壳21、蓄冷剂22和蓄冷管23，板壳21内部设有蓄冷管23，在蓄冷管23和板壳21之间设有蓄冷剂22，换热器3包括换热片31和换热管32，蓄冷管23的出口端连接换热管32的入口端；制冷机构包括压缩机5、气液分离器4、油气分离器6、第一管道10、第二管道13、冷凝器7和膨胀阀14；第一管道10的进口端从箱体1顶部插入箱体1，并与换热管32的出口端相连，第一管道10的出口端连接冷凝器7的入口，在第一管道10上沿进口端至出口端方向依次设有气液分离器4、压缩机5和油气分离器6；第二管道13的进口端连接冷凝器7的出口，第二管道13的出口端从箱体1的左侧插入箱体1内部，并与蓄冷管23的入口端相连，在第二管道13上设有膨胀阀14；第一管道10外壁、第二管道13外壁和箱体1内部均设有酚醛泡沫材料的保温层；在箱体1的左侧设有进水泵9，进水泵9通过管道与箱体1相连，在箱体1的右侧设有排水泵8，排水泵8通过管道与箱体1相连；箱体1内部设有温度传感器15，温度传感器15通过数据线连接箱体1外部的PID调节器16，PID调节器16通过数据线连接压缩机5；温度传感器15能探测箱体1内部的水温，并将通过PID调节器16对压缩机5功率进行微调，在满足使用的前提下尽可能的降低能耗。

箱体1底部设有四根支撑柱和搅拌器，在每根支撑柱的底部均设有万向轮12，万向轮12能方便本装置的移动，避免操作工人因搬运设备产生危险；搅拌器包括电动机171、搅拌叶173和传动轴172；电动机171置于箱体1底部并通过传动轴172与箱体1内部的搅拌叶173相连；搅拌器能加速箱内的换热进程，避免因换热周期过长产生的能源损耗。

如图3和图4所示，板壳21的前后表面均布有圆柱形凹陷24，圆柱形凹陷24能增大蓄冷板2的热交换面积，增强蓄冷板2的换热效果；蓄冷剂22为聚乙烯醇-硼砂混合材料，其中聚乙烯醇的质量为硼砂质量的4.8倍。

本装置还包括控制面板18，控制面板18包括人机交互器和PLC，PLC通过数据线连接压缩机5、进水泵9、排水泵8、电动机171、温度传感器15和PID调节器16，人机交互器覆于PLC上方并通过数据线与其相连；PLC能根据预设的程序对本装置实施控制，并能通过人机交互器将控制进程与结果显示出来。

图5有助于理解换热器3的具体形状。

本实施例中压缩机为比泽尔制冷压缩机，膨胀阀为丹佛斯TGEX-18-IR，人机交互器为西门子SMART LINE，PLC为西门子S7-200，温度传感器为Omega-PT100温度传感器，PID调节器为SHIMADEN-FP33，气液分离器为艾默生A-AS61411，油气分离器为艾默生A-W55877。上述设备的结构与连接为大众所熟知，故不在此赘述。

开始工作前，向制冷机构内注入制冷剂，同时完成进水泵9和排水泵8的灌泵工作。开始工作后，压缩机5将制冷剂转变为高压高温气体，经过冷凝器7和膨胀阀14后制冷剂变为低温高压液体。随后制冷剂流经蓄冷板2和换热器3，在蓄冷板2中制冷剂吸收环境热量，将冷量储存在蓄冷剂22中，在换热器3里中制冷剂吸收箱体1内部的热量，实现工业用水的制冷目的。当制冷剂从换热器3流回压缩机5时，制冷剂为高温低压气体，再经过压缩机5做功，重复上述过程。

制冷过程中，温度传感器15会对箱内温度进行探测，当温度满足工作要求时，会降低压缩机5功率，实现节约能源的目的。同时蓄冷板2内的冷量也会向箱体1内部散发，实现压缩机5输出功率的最大化利用。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冷却水制备装置，其特征在于：包括箱体(1)、制冷机构、蓄冷板(2)、换热器(3)、进水泵(9)、排水泵(8)；所述蓄冷板(2)和换热器(3)置于箱体(1)内部，蓄冷板(2)包括板壳(21)、蓄冷剂(22)和蓄冷管(23)，所述板壳(21)内部设有蓄冷管(23)，在蓄冷管(23)和板壳(21)之间设有蓄冷剂(22)，所述换热器(3)包括换热片(31)和换热管(32)，蓄冷管(23)的出口端连接换热管(32)的入口端；所述制冷机构包括压缩机(5)、气液分离器(4)、油气分离器(6)、第一管道(10)、第二管道(13)、冷凝器(7)和膨胀阀(14)；第一管道(10)的进口端从箱体(1)顶部插入箱体(1)，并与换热管(32)的出口端相连，第一管道(10)的出口端连接冷凝器(7)的入口，在第一管道(10)上沿进口端至出口端方向依次设有所述气液分离器(4)、压缩机(5)和油气分离器(6)；第二管道(13)的进口端连接冷凝器(7)的出口，第二管道(13)的出口端从箱体(1)的左侧插入箱体(1)内部，并与蓄冷管(23)的入口端相连，在第二管道(13)上设有所述膨胀阀(14)；在箱体(1)的左侧设有进水泵(9)，所述进水泵(9)通过管道与箱体(1)相连，在箱体(1)的右侧设有排水泵(8)，所述排水泵(8)通过管道与箱体(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：所述箱体(1)内部设有温度传感器(15)，所述温度传感器(15)通过数据线连接箱体(1)外部的PID调节器(16)，PID调节器(16)通过数据线连接所述压缩机(5)。

3.根据权利要求2所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：本装置设有搅拌器，所述搅拌器包括电动机(171)、搅拌叶(173)和传动轴(172)；所述电动机(171)置于箱体(1)底部并通过传动轴(172)与箱体(1)内部的搅拌叶(173)相连。

4.根据权利要求1所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：述箱体(1)底部设有四根支撑柱，在每根支撑柱的底部均设有万向轮(12)。

5.根据权利要求1所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：所述板壳(21)的前后表面均布有圆柱形凹陷(24)。

6.根据权利要求5所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：所述蓄冷剂(22)为聚乙烯醇-硼砂混合材料，其中聚乙烯醇的质量为硼砂质量的4.8倍。

7.根据权利要求1所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：所述第一管道(10)外壁、第二管道(13)外壁和箱体(1)内部均设有酚醛泡沫材料的保温层。

8.根据权利要求3所述的一种冷却水制备装置，其特征在于：本装置包括控制面板(18)，所述控制面板(18)包括人机交互器和PLC，所述PLC通过数据线连接所述压缩机(5)、进水泵(9)、排水泵(8)、电动机(171)、温度传感器(15)和PID调节器(16)，所述人机交互器覆于PLC上方并通过数据线与其相连。