CN219120831U - 一种开闭式切换的冷冻水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开闭式切换的冷冻水系统，包括冷冻机组、储冷水箱、换热设备和膨胀水箱，冷冻机组与换热设备之间分别连接有供水管路和回水管路，回水管路上连接有闭式冷冻水泵和第一开关阀，回水管路与储冷水箱之间连接有第一进水管路、第二进水管路、第一出水管路和第二出水管路，第一进水管路上连接有第二开关阀，第二进水管路上连接有第三开关阀，第一出水管路上连接有循环水泵，第二出水管路上连接有增压水泵，膨胀水箱与回水管路之间连接有补水管路，补水管路上连接有第四开关阀。本实用可实现闭式、开式冷冻水系统的快速切换，闭式冷冻水系统运行时具有节能的优点；开式冷冻水系统能确保系统运行的稳定性，避免在故障时系统无法工作。

Description

一种开闭式切换的冷冻水系统

技术领域

本实用新型涉及冷冻水系统技术领域，具体涉及一种开闭式切换的冷冻水系统。

背景技术

在工业领域，涉及工艺用的低温冷冻水主要特征是冷冻机组供水温度一般在4℃以下，载冷剂为乙二醇溶液，输配管网设计为开式系统，并配有储冷水箱。其中开式系统的优点是运行操作简单，储冷水箱可以确保工艺用冷的稳定性，且可以减小水温的波动，但是缺点也是显著的，冷冻水泵的扬程除了需要克服管路的沿程阻力和局部阻力，还需要具有把水提升到用水最高点的压头，因此要求有较大的扬程。目前工业领域采用开式系统配置的冷冻水泵扬程一般不低于50m，由此产生的能耗也较大。而闭式系统不需克服静水压力，水泵的扬程较开式小，相应的能耗也较小，但是存在当系统仅运行1套冷冻机组时，该冷冻机组一旦发生故障停机到该冷冻机组重新启机或另一冷冻机组投入启动的这段时间内水温的波动而导致工艺换热受到影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种开闭式切换的冷冻水系统，包括冷冻机组、储冷水箱、换热设备和膨胀水箱，所述冷冻机组与所述换热设备之间分别连接有供水管路和回水管路，所述回水管路上连接有闭式冷冻水泵和第一开关阀，所述回水管路与所述储冷水箱之间连接有第一进水管路、第二进水管路、第一出水管路和第二出水管路，所述第一进水管路上连接有第二开关阀，所述第二进水管路上连接有第三开关阀，所述第一出水管路上连接有循环水泵，所述第二出水管路上连接有增压水泵，所述膨胀水箱与所述回水管路之间连接有补水管路，所述补水管路上连接有第四开关阀。

本实用新型进一步设置为还包括控制器、闭式冷冻水泵变频器、循环水泵变频器和增压水泵变频器，所述控制器与所述冷冻机组电连接，所述控制器的输出端分别与所述第一开关阀的输入端、所述第二开关阀的输入端、所述第三开关阀的输入端和所述第四开关阀的输入端电连接，所述控制器分别与所述闭式冷冻水泵变频器、所述循环水泵变频器和所述增压水泵变频器电连接，所述闭式冷冻水泵变频器与所述闭式冷冻水泵电连接，所述循环水泵变频器与所述循环水泵电连接，所述增压水泵变频器与所述增压水泵电连接。

本实用新型进一步设置为所述储冷水箱内设置有液位计，所述液位计的输出端与所述控制器的输入端电连接。

本实用新型进一步设置为所述第一开关阀设置在所述第二进水管路和所述第二出水管路之间的所述回水管路上。

本实用新型进一步设置为所述第一进水管路的管径和所述第一出水管路的管径均小于所述第二进水管路的管径和所述第二出水管路的管径。

本实用新型进一步设置为所述第二进水管路的管径和所述第二出水管路的管径与所述回水管路的管径一致。

本实用新型进一步设置为所述膨胀水箱位于系统的最高点。

本实用新型进一步设置为所述膨胀水箱上设置有排水阀和溢气管。

本实用新型进一步设置为所述闭式冷冻水泵靠近所述冷冻机组设置。

本实用新型进一步设置为所述冷冻机组包括至少两台冷冻机。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本技术方案开闭式切换的冷冻水系统是将开式冷冻水系统和闭式冷冻水系统集成在同一系统中，根据系统的运行情况进行开式/闭式冷冻水的切换，具体工作原理为：

当系统运行正常时采用闭式冷冻水系统，此时第一开关阀、第二开关阀和第四开关阀均打开，第三开关阀关闭，闭式冷冻水泵和循环水泵均工作，增压水泵不工作；膨胀水箱为闭式冷冻水系统补水及排气；第一进水管路和第一出水管路形成储冷水箱与回水管路连接的支路，循环的冷水进行是保证储冷水箱里的水为低温水，避免当系统从闭式切换到开式时储冷水箱内水的水温过高无法满足开式冷冻水系统的换热需求，使系统在切换过程中具有相当可靠的稳定性；

当系统运行出现问题，例如冷冻机组中某台冷冻机故障需要切换到另一台冷冻机，而冷冻机在投入工作前需要一段预备时间，将系统从闭式切换到开式，采用开式冷冻水系统，此时第三开关阀打开，第一开关阀、第二开关阀和第四开关阀均关闭，闭式冷冻水泵和增压水泵均工作，循环水泵不工作；回水管路上的水全部经过储冷水箱回到冷冻机组；在开式冷冻水系统运行过程中，系统的能耗由闭式冷冻水泵和增压水泵一起供给，增压水泵是为了补充闭式冷冻水系统切换到开式冷冻水系统后所需要的额外动力。

本实用新型开闭式切换的冷冻水系统可以实现闭式冷冻水系统和开式冷冻水系统的快速切换，闭式冷冻水系统运行时主要能耗由闭式冷冻水泵提供，仅包含系统的沿程阻力和局部阻力，所需的扬程较开式冷冻水泵的小，也意味着，在系统运行流量相同的情况下，闭式冷冻水泵的运行能耗比开式冷冻水泵降低一半以上，具有节能、降低成本的优点；开式冷冻水系统作为系统出现故障时的后备运行模式，能确保系统运行的稳定性，避免在故障时系统无法工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例开闭式切换的冷冻水系统示意图。

图2为本实用新型实施例闭式冷冻水系统运行时等效示意图。

图3为本实用新型实施例开式冷冻水系统运行时等效示意图。

图4为本实用新型实施例电气控制连接示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，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，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

结合附图1至附图4，本实用新型技术方案是一种开闭式切换的冷冻水系统，包括冷冻机组1、储冷水箱2、换热设备3和膨胀水箱4，所述冷冻机组1与所述换热设备3之间分别连接有供水管路5和回水管路6，所述回水管路6上连接有闭式冷冻水泵7和第一开关阀8，所述回水管路6与所述储冷水箱2之间连接有第一进水管路9、第二进水管路10、第一出水管路11和第二出水管路12，所述第一进水管路9上连接有第二开关阀13，所述第二进水管路10上连接有第三开关阀14，所述第一出水管路11上连接有循环水泵15，所述第二出水管路12上连接有增压水泵16，所述膨胀水箱4与所述回水管路6之间连接有补水管路17，所述补水管路17上连接有第四开关阀18。

在本实施例中，还包括控制器19、闭式冷冻水泵变频器20、循环水泵变频器21和增压水泵变频器22，所述控制器19与所述冷冻机组1电连接，所述控制器19的输出端分别与所述第一开关阀8的输入端、所述第二开关阀13的输入端、所述第三开关阀14的输入端和所述第四开关阀18的输入端电连接，所述控制器19分别与所述闭式冷冻水泵变频器20、所述循环水泵变频器21和所述增压水泵变频器22电连接，所述闭式冷冻水泵变频器20与所述闭式冷冻水泵7电连接，所述循环水泵变频器21与所述循环水泵15电连接，所述增压水泵变频器22与所述增压水泵16电连接。

在上述实施例中，所述控制器19通过所述闭式冷冻水泵变频器20、所述循环水泵变频器21和所述增压水泵变频器22分别来控制所述闭式冷冻水泵7、所述循环水泵15、所述增压水泵16的工作频率。

在上述实施例中，所述第一开关阀8、所述第二开关阀13、所述第三开关阀14和所述第四开关阀18均为电动开关阀，可以直接以控制器19的指令进行关阀或开阀。

在本实施例中，所述储冷水箱2内设置有液位计23，所述液位计23的输出端与所述控制器19的输入端电连接；所述液位计23将所述储冷水箱2的液位信息反馈给所述控制器19，所述控制器19通过所述循环水泵变频器21改变所述循环水泵15的工作频率，当液位计23检测储冷水箱2水位较低时，减少循环小水泵15的转速，以保证储冷水箱2内保持一定水位的低温水。

在本实施例中，所述第一开关阀8设置在所述第二进水管路10和所述第二出水管路12之间的所述回水管路6上。

在本实施例中，所述第一进水管路9的管径和所述第一出水管路11的管径均小于所述第二进水管路10的管径和所述第二出水管路12的管径；所述第一进水管路9和所述第一出水管路11形成储冷水箱与回水管路连接的支路，循环的冷水进行是保证储冷水箱里的水为低温水，因此实际所述第一进水管路9的管径和所述第一出水管路11的管径在DN20-DN25。

在本实施例中，所述第二进水管路10的管径和所述第二出水管路12的管径与所述回水管路6的管径一致；所述第二进水管路10和所述第二出水管路12形成开式冷冻水系统的回水路径，因此其管径需要和所述回水管路6一致。

在本实施例中，所述膨胀水箱4位于系统的最高点，例如最高的换热设备有五层楼高，则所述膨胀水箱4高于第五层楼的换热设备；所述膨胀水箱4上设置有排水阀和溢气管，排水阀和溢气管用于进行排出多余的空气以及进行换水。

在本实施例中，所述闭式冷冻水泵7靠近所述冷冻机组1设置。

在本实施例中，所述冷冻机组1包括至少两台冷冻机。

本实施例开闭式切换的冷冻水系统是将开式冷冻水系统和闭式冷冻水系统集成在同一系统中，根据系统的运行情况进行开式/闭式冷冻水的切换，具体工作原理为：

如附图2所示，当系统运行正常时采用闭式冷冻水系统，此时第一开关阀8、第二开关阀13和第四开关阀18均打开，第三开关阀14关闭，闭式冷冻水泵7和循环水泵15均工作，增压水泵16不工作；膨胀水箱4为闭式冷冻水系统补水及排气；第一进水管路9和第一出水管路11形成储冷水箱2与回水管路6连接的支路，循环的冷水进行是保证储冷水箱里的水为低温水，避免当系统从闭式切换到开式时储冷水箱内水的水温过高无法满足开式冷冻水系统的换热需求，使系统在切换过程中具有相当可靠的稳定性；闭式冷冻水系统运行时主要能耗由闭式冷冻水泵提供，仅包含系统的沿程阻力和局部阻力，所需的扬程较开式冷冻水泵的小，也意味着，在系统运行流量相同的情况下，闭式冷冻水泵的运行能耗比开式冷冻水泵降低一半以上，具有节能、降低成本的优点；

如附图3所示，当系统运行出现问题，例如冷冻机组1中某台冷冻机故障需要切换到另一台冷冻机，而冷冻机在投入工作前需要一段预备时间，将系统从闭式切换到开式，采用开式冷冻水系统，此时第三开关阀14打开，第一开关阀8、第二开关阀13和第四开关阀18均关闭，闭式冷冻水泵7和增压水泵16均工作，循环水泵15不工作；回水管路6上的水全部经过储冷水箱2回到冷冻机组1；在开式冷冻水系统运行过程中，系统的能耗由闭式冷冻水泵7和增压水泵16一起供给，增压水泵16是为了补充闭式冷冻水系统切换到开式冷冻水系统后所需要的额外动力；开式冷冻水系统作为系统出现故障时的后备运行模式，能确保系统运行的稳定性，避免在故障时系统无法工作。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，包括冷冻机组、储冷水箱、换热设备和膨胀水箱，所述冷冻机组与所述换热设备之间分别连接有供水管路和回水管路，所述回水管路上连接有闭式冷冻水泵和第一开关阀，所述回水管路与所述储冷水箱之间连接有第一进水管路、第二进水管路、第一出水管路和第二出水管路，所述第一进水管路上连接有第二开关阀，所述第二进水管路上连接有第三开关阀，所述第一出水管路上连接有循环水泵，所述第二出水管路上连接有增压水泵，所述膨胀水箱与所述回水管路之间连接有补水管路，所述补水管路上连接有第四开关阀。

2.根据权利要求1所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，还包括控制器、闭式冷冻水泵变频器、循环水泵变频器和增压水泵变频器，所述控制器与所述冷冻机组电连接，所述控制器的输出端分别与所述第一开关阀的输入端、所述第二开关阀的输入端、所述第三开关阀的输入端和所述第四开关阀的输入端电连接，所述控制器分别与所述闭式冷冻水泵变频器、所述循环水泵变频器和所述增压水泵变频器电连接，所述闭式冷冻水泵变频器与所述闭式冷冻水泵电连接，所述循环水泵变频器与所述循环水泵电连接，所述增压水泵变频器与所述增压水泵电连接。

3.根据权利要求2所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述储冷水箱内设置有液位计，所述液位计的输出端与所述控制器的输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述第一开关阀设置在所述第二进水管路和所述第二出水管路之间的所述回水管路上。

5.根据权利要求1所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述第一进水管路的管径和所述第一出水管路的管径均小于所述第二进水管路的管径和所述第二出水管路的管径。

6.根据权利要求1所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述第二进水管路的管径和所述第二出水管路的管径与所述回水管路的管径一致。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述膨胀水箱位于系统的最高点。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述膨胀水箱上设置有排水阀和溢气管。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述闭式冷冻水泵靠近所述冷冻机组设置。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种开闭式切换的冷冻水系统，其特征在于，所述冷冻机组包括至少两台冷冻机。

Images