CN203364316U - 地表水自然冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种地表水自然冷却系统。包括取水系统、水处理性系统、热交换装置和水温控制系统，热交换装置与机房的冷冻水管连接；取水系统包括挡水墙、取水底、取水结构、取水管和取水泵，挡水墙固定于地表水底上；取水管包括取水总管和取水支管，取水总管又包括第一粗取水管和第二细取水管；第一粗取水管连接于取水结构，地表水经过整个取水总管，再通过取水支管连接到取水泵上；水处理系统包括过滤装置和旋流除沙器，两者通过取水管连接；水温控制系统包括取水泵变频器、水温度传感器和控制器，控制器分别与取水泵变频器、水温度传感器连接。本实用新型大大降低系统能耗，节能效果显著，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

地表水自然冷却系统

技术领域

本实用新型涉及利用冬季温度比较低的地表水作为天然冷源通过取水系统、水处理系统和热交换装置后获得低温冷冻水的地表水自然冷却系统的应用。

背景技术

在一些化工行业、钢铁行业等生产过程中，由于工艺生产过程产生大量热或设备发热量大，需要常年供应低温循环水来满足空调和工艺冷却需求；电信机房和数据中心的机柜发热量大，常年供应低温循环水给机房空调机柜降温。这部分低温循环水由冷水机组连续运行来降低温度，冷水机组以及与之相关联的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行能耗大，运行费用高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，公开一种地表水自然冷却系统，该系统利用冬季温度比较低的地表水作为天然冷源通过取水系统、水处理系统和热交换装置后获得低温冷冻水，替代冷水机组运行，获得节能效果。 

本实用新型给出的技术方案为：

一种节能型地表水自然冷却系统，其特征在于，地表水自然冷却系统功能设计上包括取水系统、水处理性系统、热交换装置和水温控制系统，热交换装置与机房的冷冻水管连接；

所述取水系统包括挡水墙、取水底、取水结构、取水管和取水泵，所述的挡水墙，固定于地表水底上；所述的取水底，位于挡水墙内侧，在地表水底上开挖2米深区形成；取水结构是取水系统的取水口，由其将水引入取水管内；取水管包括取水总管和取水支管，所述取水总管又包括第一粗取水管和第二细取水管；第一粗取水管连接于取水结构，地表水经过整个取水总管，再通过取水支管连接到取水泵上；

所述的水处理系统包括过滤装置和旋流除沙器，两者通过取水管连接，所述过滤装置由2~3级过滤器组成，过滤装置设置水处理系统前端，过滤装置与取水系统输出端连接，所述旋流除沙器出口端连接于取水泵入口端；

所述的热交换装置，为壳管换热器或板式换热器；

所述的水温控制系统，包括取水泵变频器、水温度传感器和控制器，控制器分别与取水泵变频器、水温度传感器连接，所述取水泵变频器连接于热交换装置进水侧，所述出水温度传感器连接于热交换装置的出水侧。

上述技术方案应考虑的环境条件：地表水容量必须足够的大，取水口位置距离排水口位置必须足够远，否则取水口的水温度受排水的影响，自然冷却的效果就会受影响。故利用地表水做自然冷却之前必须校核地表水的容量。地表水是指湖泊、河流地表水体。

本实用新型推广适用于我国长江流域地区或长江流域以北的华东、华北、西北、东北等地区，冬季仍然使用传统的冷水机组制冷供应冷冻水的工业领域或数据中心，且建筑附近有充足的地表水源。

附图说明

图1为实施例地表水自然冷却系统示意图。

标记说明：地表水19、地表水底20、挡水墙18、取水底21、取水结构22、第一粗取水管13、第二细取水管9、取水支管8、取水泵6。壳管换热器1、二次侧进水口2、二次侧出水口3、一次侧进水口4、一次侧出水口5。旋流除沙器7、三级过滤器11、二级过滤器16、一级过滤器17。排水管10，机房12。

具体实施方式

以下结合附图和实施案例对本实用新型技术方案作进一步介绍。

如图1所示，地表水自然冷却系统功能设计上包括取水系统、水处理性系统、热交换装置和水温控制系统。热交换装置与机房12的冷冻水管连接。

所述取水系统包括挡水墙18、取水底21、取水结构22、取水管和取水泵6。

所述的挡水墙18，固定于地表水底20上，用来阻挡淤泥。

所述的取水底21，位于挡水墙18内侧，在地表水底20上开挖2米深区形成，为了保证取水口前面宽敞干净，当水位降低时仍然能取到水。

取水结构22是取水系统的取水口，由其将水引入取水管内。

取水管包括取水总管和取水支管8，所述取水总管又包括第一粗取水管13和第二细取水管9。第一粗取水管13连接于取水结构22，地表水经过整个取水总管，再通过取水支管8连接到取水泵6上。

所述的取水泵6，用于克服从取水口至排水口整个系统的水阻力，提供水流动的动力。

所述的水处理系统包括过滤装置和旋流除沙器7，两者通过取水管连接，所述过滤装置由2~3级过滤器组成，过滤装置设置水处理系统前端，过滤装置与取水系统输出端连接，所述旋流除沙器出口端连接于取水泵6入口端。

本实施例中，所述水处理系统由旋流除沙器7、三级过滤器11、二级过滤器16、一级过滤器17组成。所述的旋流除沙器7，根据离心沉降和密度差的原理，当水流在一定的压力从除砂器进口以切向进入设备，会产生强烈的旋转运动， 由于砂水密度不同，在离心力、向心浮力、流体曳力作用下，使密度低的清水上升，由溢流口排出，密度大的砂沉降到底部并由排砂口排出，从而达到除砂的目的。所述的一级过滤器17，过滤地表水中的树叶、树枝、杂草等，缓冲沉淀淤泥。所述的二级过滤器16，过滤水中鱼虾，缓冲沉淀淤泥。所述的三级过滤器11，最后一道过滤，进一步过滤和缓冲沉淀淤泥。

所述的热交换装置1，热交换装置为地表水自然冷却系统的核心部件，地表水自然冷却的效果主要决定于该部件，故热交换装置的计算选型是该自然冷却技术的关键。热交换装置一般情况下为壳管换热器或板式换热器，当地表水水体比较干净，泥沙和杂质较少时，选用板式换热器，板式换热器体积小，占地小；当地表水水体比较差，泥沙和杂质比较多时，选用壳管换热器，体积较大，占地也较大。

本实施例中，所述热交换装置选用壳管式换热器。热交换装置1分别与取水泵6、机房冷冻水管（图中未示）连接，热交换装置包括有一次侧进水管4、一次侧出水管5、二次侧进水管2和二次侧出水口3。取水泵6抽取的地表水经过一次侧进水管4进入热交换装置1，通过两次换热后，地表水温度被升高，再经过一次侧出水管5流出，通过排水管10回流至地表水。二次侧进水管2与机房冷冻水管的回水总管相连接，二次侧的出水管3与冷冻水管的送水总管相连接。

所述的水温控制系统（图中未示），包括取水泵变频器、水温度传感器和控制器，控制器分别与取水泵变频器、水温度传感器连接，所述取水泵变频器连接于热交换装置的一次侧，所述水温度传感器连接于热交换装置的二次侧。当二次侧出水温度低于设定值时，取水泵变频器的频率就降低；当二次侧出水温度高于设定值时，取水泵变频器的频率就升高。

Claims (1)

1.一种地表水自然冷却系统，其特征在于，地表水自然冷却系统功能设计上包括取水系统、水处理系统、热交换装置和水温控制系统，热交换装置与机房的冷冻水管连接； 

所述取水系统包括挡水墙、取水底、取水结构、取水管和取水泵，所述的挡水墙，固定于地表水底上；所述的取水底，位于挡水墙内侧，在地表水底上开挖2米深区形成；取水结构是取水系统的取水口，由其将水引入取水管内；取水管包括取水总管和取水支管，所述取水总管又包括第一粗取水管和第二细取水管；第一粗取水管连接于取水结构，地表水经过整个取水总管，再通过取水支管连接到取水泵上； 

所述的水处理系统包括过滤装置和旋流除沙器，两者通过取水管连接，所述过滤装置由2～3级过滤器组成，过滤装置设置水处理系统前端，过滤装置与取水系统输出端连接，所述旋流除沙器出口端连接于取水泵入口端； 

所述的热交换装置，为壳管换热器或板式换热器； 

所述的水温控制系统，包括取水泵变频器、水温度传感器和控制器，控制器分别与取水泵变频器、水温度传感器连接，所述取水泵变频器连接于热交换装置进水侧，所述水温度传感器连接于热交换装置的出水侧。