CN113483580A - 一种闭式冷却塔防冻系统及防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闭式冷却塔防冻系统及防冻方法，该闭式冷却塔防冻系统包括水箱，在水箱内设置有防冻液，水泵进水口通过防冻液管路与水箱连通，水泵出水口通过第一管道与冷却水进水管连接，进气管道分别连接储气罐及冷却水进水管；冷却水进水管与闭式冷却塔内的盘管进水口连接；盘管出水口与冷却水出水管连接。本技术方案结构简单，通过增加水箱、水泵及管路系统，与现有闭式冷却塔管路相接，就可以解决冬季冷却水温度过低导致盘管冻裂的风险，具有结构简单、使用便利、投资成本低等优点。

Description

一种闭式冷却塔防冻系统及防冻方法

技术领域

本发明属于汽车研发辅助冷却技术领域，具体涉及一种闭式冷却塔防冻系统及防冻方法。

背景技术

汽车生产制造及研发验证过程中，需要使用种类繁多的非标及标准设备，部分设备在运行过程中会散发大量热量，为保证设备的正常稳定运行，需要为这类设备配套建设冷却塔及循环水系统。冷却塔一般可分为开式冷却塔和闭式冷却塔，开始冷却塔前期投资较少，但后期运营费用较高，水质相比较差。闭式冷却塔冷却水为内循环，相比开式冷却塔前期投入成本稍高，但在使用过程中具有能耗低、水质好、节水等优点，因而被广泛应用到汽车研发及制造工艺中。

闭式冷却塔的核心部件是冷凝器，一般由铜盘管组成，在冬季低温环境下(塔内水温低于7℃)使用时，其内部盘管有冻裂风险。主要是因为生产或者试验结束后，冷却水系统会停止运行，此时盘管内还有剩余的冷却水，当夜间温度降低时会导致盘管开裂，前期就发生过盘管冻裂现象，对生产和试验造成了较大影响。

现有闭式冷却塔不具备冬季低温排水能力，秋冬季使用冷却塔设备时，一般情况日常运行过程中冷却塔长期开启，仅在放假期间采用人工手动方式进行排水并加注防冻液，因而会导致能耗的浪费，且现有人工手动方式存在效率低、劳动强度大，耗时长、水排不净等问题，如果环境温度过低(零下5℃以下)，存在手动方案执行过程中，冷却塔盘管就已经冻坏了。

发明内容

本发明的目的是提供一种闭式冷却塔防冻系统及防冻方法，以解决现有冷却塔在低温环境下使用存在盘管冻裂的问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种闭式冷却塔防冻系统，包括水箱，在水箱内设置有防冻液，水泵进水口通过防冻液管路与水箱连通，水泵出水口通过第一管道与冷却水进水管连接，进气管道分别连接储气罐及冷却水进水管；冷却水进水管与闭式冷却塔内的盘管进水口连接；盘管出水口与冷却水出水管连接。

优选的，在第一管道靠近冷却水进水管处设置有第一阀门，在进气管道靠近冷却水进水管处设置有第二阀门，冷却水进水管靠近盘管进水口处设置有第三阀门，在冷却水出水管靠近盘管出水口处设置有第四阀门。

优选的，在盘管出水口与水箱之间设置有防冻液回水管，在防冻液回水管上设置有第五阀门。

优选的，所述水箱及水泵均固定于基座上。

优选的，在水箱周围设置围堰。

优选的，在水箱的底部设置排放管及第六阀门。

一种闭式冷却塔防冻方法，利用上述任一项的闭式冷却塔防冻系统，包括以下步骤：

S1、当闭式冷却塔内水温低于设定值，且冷却水没有循环时，同时关闭第三阀门和第四阀门，切断盘管水路；

S2、打开第二阀门和第五阀门，压缩空气对盘管进行反吹，盘管内残余的水分从第五阀门排出流回水箱，反吹结束后，关闭第二阀门；

S3、启动水泵，向盘管内加注防冻液，直至第五阀门有防冻液溢出，停止水泵并关闭第五阀门。

本发明的有益效果是：

本技术方案的闭式冷却塔防冻系统及防冻方法，在冬季温度较低情况，当系统检测到冷却塔内水温低于一定值，且冷却水未循环时，系统通过自动控制下切换阀门，由本发明所述闭式冷却塔防冻系统将冷却塔盘管内的水排空并加注防冻液，从而避免冷却塔盘管冻裂风险。主要体现在以下几点：

1)本发明的闭式冷却塔防冻系统能够自动实现在低温自动排水、自动加注功能，有效避免盘管冻结风险。

2)本发明的闭式冷却塔防冻系统结构简单，使用便利、投资成本。

3)本法发明的闭式冷却塔防冻系统运行效率高，仅需几分钟就可实现所有过程。

4)冬季日常运行过程中，冷却塔设备可以根据实际运行需求停止运行，无需一直开启来防止盘管冻裂，可有效降低运营成本。

5)本发明的闭式冷却塔防冻系统能够实现防冻液快速回收，防冻液可重复利用，安全环保无泄漏。

附图说明

图1为本发明闭式冷却塔防冻系统的平面布置图。

附图标记说明

1、水箱，2、防冻液，3、水泵，4、第一管道，5、第一阀门，6、防冻液回水管，7、第五阀门，8、进气管道，9、第二阀门，10、闭式冷却塔，11、盘管，12、冷却水进水管，13、第三阀门，14、冷却水出水管，15、第四阀门，16、基座，17、围堰，18、排放管，19、第六阀门。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

如图1所示，本申请提供一种闭式冷却塔防冻系统，包括水箱1和水泵3，水箱1和水泵3均固定设置于基座16上，来保证系统更好的运行，同时在水箱周围设置围堰来防止防冻液泄露污染环境。

在本申请中，水箱采用成品不锈钢水箱，通过不锈钢板焊接而成，水箱体积根据闭式冷却塔盘管体积及管路系统体积设计，在水箱1内存储一定量的防冻液2。

水泵3为闭式冷却塔防冻系统水提供动力，当冬季外部环境温度较低，且冷却塔设备不开启时，开启水泵将防冻液提升至盘管内。水泵采用一开一备的方式，提高防冻系统的运行可靠性。

水箱的出水口通过防冻液管路与水泵3进水口连通，在防冻液管路上设置有阀门、逆止阀、过滤器等。水泵出水口通过第一管道4与冷却水进水管12(现有的冷却水进水管)连接，且在第一管道靠近冷却水进水管处设置有第一阀门5，用于控制防冻液进入。

进气管道8分别连接储气罐及冷却水进水管12，在本申请的其它实施例中，也可以不使用储气罐，直接与空气压缩机连接或与其它能够提供压缩空气的源头连接，但为了保证压缩空气的稳定，优选连接储气罐，在进气管道靠近冷却水进水管处设置有第二阀门9，用于控制压缩空气。

最后，第一管道4、进气管道8均通过冷却水进水管12与闭式冷却塔10内的盘管11进水口连接，在冷却水进水管靠近盘管进水口处设置有第三阀门13，用于控制冷却水入口闭合。盘管出水口与冷却水出水管14连接，在冷却水出水管靠近盘管出水口处设置有第四阀门15。

在正常运行过程中，较高温度的冷却水回水通过冷却水进水管进入盘管后温度会降低到设计温度，经过盘管冷却后的冷却水通过冷却水出水管继续供给需要冷却的设备使用。

在盘管出水口与水箱之间设置有防冻液回水管，在防冻液回水管6上设置有第五阀门7。在水箱底部设置防冻液的排放管18及第六阀门19，用于更换水箱内过期的防冻液。

本发明的工作过程为：

冬季温度较低的情况下，系统检测到冷却塔内水温低于设定值，且冷却水未循环时，第一阀门、第三阀门及第四阀门关闭，第二阀门及第五阀门开启，压缩空气将盘管(现有)内残余的冷却水吹出。

反吹结束后(反吹时间可定时或人工手动控制)，关闭第二阀门，开启第一阀门，启动水泵，向盘管内加注防冻液，直至防冻液回水管路出口有防冻液回流至水箱内，停止水泵并关闭第五阀门。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，包括水箱，在水箱内设置有防冻液，水泵进水口通过防冻液管路与水箱连通，水泵出水口通过第一管道与冷却水进水管连接，进气管道分别连接储气罐及冷却水进水管；冷却水进水管与闭式冷却塔内的盘管进水口连接；盘管出水口与冷却水出水管连接。

2.根据权利要求1所述的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，在第一管道靠近冷却水进水管处设置有第一阀门，在进气管道靠近冷却水进水管处设置有第二阀门，冷却水进水管靠近盘管进水口处设置有第三阀门，在冷却水出水管靠近盘管出水口处设置有第四阀门。

3.根据权利要求1所述的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，在盘管出水口与水箱之间设置有防冻液回水管，在防冻液回水管上设置有第五阀门。

4.根据权利要求1所述的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，所述水箱及水泵均固定于基座上。

5.根据权利要求4所述的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，在水箱周围设置围堰。

6.根据权利要求1所述的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，在水箱的底部设置排放管及第六阀门。

7.一种闭式冷却塔防冻方法，利用上述权利要求1至6中任一项的闭式冷却塔防冻系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、当闭式冷却塔内水温低于设定值，且冷却水没有循环时，同时关闭第三阀门和第四阀门，切断盘管水路；

S2、打开第二阀门和第五阀门，压缩空气对盘管进行反吹，盘管内残余的水分从第五阀门排出流回水箱，反吹结束后，关闭第二阀门；

S3、启动水泵，向盘管内加注防冻液，直至第五阀门有防冻液溢出，停止水泵并关闭第五阀门。

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