CN1415925A - 双回路循环水冷却机组 - Google Patents

Abstract

本发明属于用热交换器冷却热量的装置。热交换的冷端和热端各通过循环水泵与被冷却的机电设备的水冷端口和冷源连通，并各自构成独立的循环冷却回路。其特征是热交换器的冷端与冷源之间、热端与热负载之间的回路分别串联一膨胀水箱，并配置多级净水装置，从而省略了传统大中型机电设备冷却装置中的冷却塔与蓄水池，冷却水基本上无消耗，冷却效率高。具有明显的社会效益和经济效益。

Description

双回路循环水冷却机组

技术领域：

本发明属于用热交换器冷却热量的装置，特别适合大中型机电设备的冷却。

背景技术：

传统的大中型机电设备，如电力、航天、化工、制药、冶炼等行业，其水冷却系统通常由换热器、冷冻机、冷却塔、水池及水泵等组成。但在现代科技进步和水资源日趋短缺的大背景下，传统的水冷却系统显然存在严重的缺陷，甚至制约了企业的效益提高，比如：

1.水池、冷却塔及遍布冷却水管道，结构分散，需相当大的占地面积，浪费土地资源，设备投入大。

2.用水量大。冷却塔喷溅水花及水池的蒸发量，以及水池水温升高需整池换水，而且冷却系统因结构原因，未能在温升的下限运行，冷效不高，耗水量惊人，国内某一大型热电厂日用水量上万吨超千吨的企业则更多，而水价日趋上涨。

3.设备容易结垢，影响冷却效果。清垢工作量大，且需停产清垢。若串接过滤设备，则会影响水流量，无法适应大型机电设备大流量冷却水的要求。

上述原因均导致了企业的综合成本上升。因此开发节约资源、提高效率的大中型的冷却设备成为许多研发机构的课题。

发明内容：

本发明的目的是为大中型机电设备提供一种无需冷却水塔及水池、结构紧凑、冷却效率高、运行成本低的循环水冷却机组。

本发明包括换热器，其热端和冷端各通过循环水泵及其管道分别与机电设备的水冷端口和冷源连通，并各自构成独立的循环回路，其特征在于换热器的冷端与冷源之间、热端与热负载之间的回路中分别串联一膨胀水箱。

膨胀水箱内用多层金属隔板构成曲径式水流通道。

为了防止设备结垢，在换热器冷端和热负载冷却端口各并联水过滤装置，达到纯水要求。

上述冷源分别为制冷剂制冷机和风冷散热水箱，由电磁换向阀设置为双工状态。平时可用风冷散热箱水冷却，当夏季气温较高时，改为制冷剂制冷装置冷却。

膨胀水箱的进水和出水口各设置一电导电极传感器。

本发明由于在换热器两端口的两个封闭循环水回路中各串联一膨胀水箱，使得冷却水在进入热交换器之前先行得到一次降温，提高了冷却系统的热交换率。而旁路式水净化装置的设置，分别将两个闭合回路的冷却水渐进纯净，既解决了水垢产生的问题，又能大流量循环水冷却，从而彻底解决了大中型机电设备冷却装置中省略冷却塔、水池等建设投入巨大、浪费水资源等问题，结构紧凑，安装方便。所采用风冷散热水箱和制冷剂制冷机的双工模式，在解决了少用水的基础上又使耗电量下降，实现了低成本高效率冷却运行。据测算，一台216kcal/min进口设备，耗水量为4.2T/h，而一台本设计的180kcal/min产品耗水量为零，该进口水设备日水电费用为280.8元，而本产品仅需66元。相比之下，本发明具有明显的社会效益和经济效益。

附图说明：

图1为本发明结构连接关系图，图2为曲径式膨胀水箱俯视图，图3为图2A-A截面图。图中：JDSB-机电设备(热负载)，F1～F25-阀门，G1～G3-流量计，P1～P4-水泵，J1～J6-净水装置，C1～C3-温度计，Ω1～Ω3-水质表，R-压力表，S-膨胀水箱，RJH-热交换器，Y4-传感器，DCF-电磁换向阀，ZLJ-制冷机，KZG-控制柜，SRQ-风冷散热器。

具体实施方式：

实施例包括市售热交换器RJH，其内的热水通道(与热负载连通)与其周围的冷水通道(与冷源连接)相互隔离。热交换器RJH热端进水口d与热负载JDSB出水口f管连，出水口c与膨胀水箱s1上部进水口S-1连通，其间装有由电导极片构成的传感器Y2和阀门F12。膨胀水箱S1下部出水口S-4也装有传感器Y1和阀门F11，并联的两个水泵P3和P4连接在阀门F11与热负载JDSB冷却水输入端口之间，视不同设备的热负荷大小，确定单只水泵工作或两只水泵同时工作。同样，在热交换器RJH冷端ab与冷源之间串接膨胀水箱S2和两个并联的水泵P3和P4。

冷源由制冷机ZLJ和风冷散热器SRQ组成，并由电气控制柜KZG分别控制电磁换向阀DCF，实现双工工作。制冷机由市售的压缩机、冷凝器、蒸发器等构成，一般仅在炎热夏季之时使用。风冷散热器SRQ结构与汽车散热水箱相同，依靠风扇对散热水箱强制风冷。

膨胀水箱S结构如图2所示，携带热量的冷却水从水箱上端入水口S-1进入，经由多层隔板S-2组成的曲径式流道从下端出水口S-4排出，可延长水流在水箱中流经时间，使得出水口S-4处的水温比上端进水口S-1处的水温低。顶端的出口S-3用于当箱内压力过高时的排气降压。两个膨胀水箱S1和S2及热交换器RJH的多重热交换，使得整个装置冷却效率明显提高，允许大流量或大流速冷却水流通道而快速降温，以适合大热各并联一套分别由3个过滤器J1～J3、J4～J6串联组成的纯净水装置，它可逐渐将两个回路中的冷却水杂质滤除，从而有效地防止设备或管道中水垢的形成而导致热交换效率的降低。

机组中所配置的流量计G1～G3、温度计C1～C3、水质表Ω1～Ω3、压力表R、传感器Y等均为市售产品并作为实时监控装置。各参数由控制柜KZG中的中央处理器所控制，比如当水质Ω达到纯水标准时，则自动停止水过滤装置运行；水温过高时则同时开启四台水泵，加大水流量等，实现智能运行。

Claims (5)

1、一种双回路循环水冷却机组，包括换热器(RJH)，其热端(cd)和冷端(ab)各通过循环水泵(P)分别与机电设备的水冷端口(ef)和冷源连通，并各自构成独立的循环回路，其特征在于换热器(RJH)的冷端与冷源之间、热端与热负载(JDSB)之间的回路分别串联一膨胀水箱(S2)、(S1)。

2、根据权利要求1所述的循环水冷却机组，其特征在于膨胀水箱(S)内用多层金属隔板(S-2)构成曲径式水流通道。

3、根据权利要求1所述的循环水冷却机组，其特征在于换热器(RJH)冷端(ab)和热负载(JDSB)冷却水端口(ef)各并联水过滤装置(J4～J6)、(J1～J3)。

4、根据权利要求1所述的循环水冷却机组，其特征在于冷源分别为制冷剂制冷机(ZLJ)和风冷散热器(SRQ)，由电磁换向阀(DCF)设置为双工状态。

5、根据权利要求2所述的循环水冷却机组，其特征在于膨胀水箱(S)的进水口(S-1)和出水口(S-4)各设置一电导极片传感器(Y)。

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