CN219955771U - 一种冷却水调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却水调节系统，涉及碳化硅晶体生产工艺领域。该冷却水调节系统包括制冷机、主混水管路及冷却水循环管路，冷却水循环管路上设置有待降温设备，制冷机的冷冻水箱通过主混水管路与冷却水循环管路连接，主混水管路上设置有控制阀，控制阀用于在开启状态下将冷冻水箱中的冷冻水输送至冷却水循环管路。本实用新型提供的冷却水调节系统能够降低能耗，并提升调温速度。

Description

一种冷却水调节系统

技术领域

本实用新型涉及碳化硅晶体生产工艺领域，具体而言，涉及一种冷却水调节系统。

背景技术

在碳化硅晶体生产加工过程中，为快速降温且避免产生冷凝水，多种设备需要16℃冷却水作为降温介质。

目前，市面上常采用在冷却水循环管路上外接各类换热器的方式对冷却水的温度进行调节以使冷却水温度维持在16℃附近，采用此方式产生过高的能耗，并且对冷却水温度的调节速度较慢，影响设备工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷却水调节系统，其能够降低能耗，并提升调温速度。

本实用新型的实施例提供一种技术方案：

一种冷却水调节系统，包括制冷机、主混水管路及冷却水循环管路，所述冷却水循环管路上设置有待降温设备，所述制冷机的冷冻水箱通过所述主混水管路与所述冷却水循环管路连接，所述主混水管路上设置有控制阀，所述控制阀用于在开启状态下将所述冷冻水箱中的冷冻水输送至所述冷却水循环管路。

进一步地，所述冷却水调节系统还包括控制器，所述冷却水循环管路上还设置有第一温度检测件，所述控制器分别与所述第一温度检测件及所述控制阀电连接，所述控制器用于根据所述第一温度检测件的检测结果调节所述控制阀的开度，以使所述冷却水循环管路中冷却水的温度维持在16℃。

进一步地，所述冷却水循环管路上还设置有压力检测件及第一泵送装置，所述控制器分别与所述压力检测件及所述第一泵送装置电连接，所述控制器还用于根据所述压力检测件的检测结果调节所述第一泵送装置的频率。

进一步地，所述冷却水调节系统还包括主回水管路，所述冷冻水箱还通过所述主回水管路与所述冷却水循环管路连通，且相较于所述主混水管路与所述冷却水循环管路的连接位置，所述主回水管路与所述冷却水循环管路的连接位置更靠近所述待降温设备的出水端。

进一步地，所述主回水管路上还设置有第二泵送装置，所述冷却水循环管路上还设置有压力检测件，所述控制器分别与所述第二泵送装置及所述压力检测件电连接，所述控制器还用于根据所述压力检测件的检测结果控制所述第二泵送装置启动或停机。

进一步地，所述冷却水调节系统还包括辅助回水管路，所述辅助回水管路的一端与所述主回水管路上对应所述第二泵送装置输入侧的位置连接，所述辅助回水管路的另一端用于引入外部水源。

进一步地，所述冷却水调节系统还包括调温管路，所述调温管路上设置有冷却塔，所述制冷机的冷却水管路串联接入所述调温管路组成循环回路。

进一步地，所述主混水管路上对应所述控制阀输入侧的位置设置有第二温度检测件，所述调温管路上设置有第三泵送装置，所述控制器分别与所述第二温度检测件及所述第三泵送装置电连接，所述控制器用于根据所述第二温度检测件的检测结果调节所述第三泵送装置的频率。

进一步地，所述调温管路还包括短路管段，所述短路管段的两端与所述冷却塔的输入端与输出端分别连接，所述短路管段上设置有短路阀，所述控制器与所述短路阀电连接，用于根据所述第二温度检测件的检测结果调节所述短路阀的开度。

进一步地，所述冷却水调节系统还包括辅助混水管路，所述辅助混水管路的一端与所述主混水管路上对应所述控制阀输入侧的位置连接，所述辅助混水管路的另一端用于引入外部水源。

相比现有技术，本实用新型提供的冷却水调节系统，通过主混水管路将制冷机中的冷冻水选择性混入冷却水循环管路，实现对冷却水温度的快速调节。而制冷机作为碳化硅晶体加工工艺中的常用设备，免去额外配置换热器对冷却水循环管路中的冷却水进行温度调节，避免产生额外能耗。因此，本实用新型提供的冷却水调节系统的有益效果包括：能够降低能耗，并提升对冷却水的调温速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的冷却水调节系统的结构示意图。

图标：100-冷却水调节系统；110-制冷机；111-冷冻水箱；112-冷却水管路；120-主混水管路；121-控制阀；122-第二温度检测件；130-冷却水循环管路；131-待降温设备；132-第一温度检测件；133-压力检测件；134-第一泵送装置；140-控制器；150-主回水管路；151-第二泵送装置；160-辅助回水管路；170-调温管路；171-冷却塔；172-第三泵送装置；173-短路阀；180-辅助混水管路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例

请参阅图1，图1所示为本实施例提供的冷却水调节系统100的结构示意图。

本实施例提供的冷却水调节系统100用于制备16℃冷却水，并供给给碳化硅晶体生产工序中的待降温设备131，实现对待降温设备131的快速降温并避免产生冷凝水。

本实施例提供的冷却水调节系统100，包括制冷机110、主混水管路120及冷却水循环管路130，冷却水循环管路130上设置有待降温设备131，制冷机110的冷冻水箱111通过主混水管路120与冷却水循环管路130连接，主混水管路120上设置有控制阀121，控制阀121用于在开启状态下将冷冻水箱111中的冷冻水输送至冷却水循环管路130。

制冷机110中冷冻水的温度大致处于0℃至15℃之间的，在实际应用中，若冷却水循环管路130中的冷却水温度超过16℃，则开启控制阀121，将制冷机110中的冷冻水通过主混水管路120输入冷却水循环管路130，使得冷冻水与冷却水循环管路130中的冷却水混合，快速降低水温至16℃。

可以理解的是，制冷机110作为碳化硅晶体加工工艺中的常用设备，常用来对包括刻蚀设备、打磨设备等进行冷却降温，本实施例提供的冷却水调节系统100直接以制冷机110的冷冻水作为调温介质，不需要额外配置换热器，不产生额外能耗。并且采用向冷却水中混入冷冻水的方式能够实现对冷却水温度的快速调节，避免待降温设备131长时间处于暂停状态，提升加工效率。

本实施例中，控制阀121的启闭状态是自动切换的。具体的，冷却水调节系统100还包括控制器140，冷却水循环管路130上还设置有第一温度检测件132，控制器140分别与第一温度检测件132及控制阀121电连接，控制器140用于根据第一温度检测件132的检测结果调节控制阀121的开度，以使冷却水循环管路130中冷却水的温度维持在16℃。

在实际应用中，当第一温度检测件132检测到冷却水循环管路130中的冷却水温度超过16℃时，控制阀121在控制器140的控制下开启，使得主混水管路120为通路，将制冷机110的冷冻水箱111中的冷冻水快速输送进入冷却水循环管路130。当第一温度检测件132检测到冷却水循环管路130中的冷却水温度降低至16℃时，控制阀121在控制器140的控制下关闭，主混水管路120为断路，停止向冷却水循环管路130中输送冷冻水。

冷却水循环管路130上还设置有压力检测件133及第一泵送装置134，控制器140分别与压力检测件133及第一泵送装置134电连接，控制器140还用于根据压力检测件133的检测结果调节第一泵送装置134的频率。

在实际应用中，第一泵送装置134持续运行，保证冷却水循环管路130中的冷却水持续循环。随着冷冻水混入冷却水循环管路130，冷却水循环管路130中的压力会发生变化，若第一泵送装置134保持恒定频率运行，将导致到达待降温设备131的冷却水流量发生变化，会对冷却效率造成影响。因此，控制器140根据压力检测件133的检测结果实时调控第一泵送装置134的运行频率，保证输送至待降温设备131的冷却水流量在小范围内波动，从而维持良好的降温效果。

考虑到随着混水次数的增加，冷却水循环管路130中的水量越来越多，并且制冷机110的冷冻水箱111中的水量越来越少。为了保证能够持续进行混水，并且不影响制冷机110的正常使用，本实施例提供的冷却水调节系统100还包括主回水管路150，冷冻水箱111还通过主回水管路150与冷却水循环管路130连通，且相较于主混水管路120与冷却水循环管路130的连接位置，主回水管路150与冷却水循环管路130的连接位置更靠近待降温设备131的出水端。

主回水管路150用于分别平衡冷冻水箱111与冷却水循环管路130中的水量，具体的，主回水管路150上还设置有第二泵送装置151，控制器140还与第二泵送装置151电连接，控制器140还用于根据压力检测件133的检测结果控制第二泵送装置151启动或停机。

在实际应用中，当控制阀121开启，将冷冻水箱111中的冷冻水混入冷却水循环管路130后，压力检测件133的检测数值增大。当检测数值超过设定值时，控制器140控制第二泵送装置151启动，第二泵送装置151将冷却水循环管路130中的水泵送回冷冻水箱111，使得冷却水循环管路130中的压力回复至合理范围内。即调整冷却水循环管路130中的水量以及冷冻水箱111中的水量至合理范围，保证后续混水过程能够顺利进行。

本实施例提供的制冷机110为水冷式，虽然将冷却水循环管路130中的冷却水泵送回冷冻水箱111会导致冷冻水箱111中的水温短时间上升，但制冷机110中的冷却水管路112通过冷媒管路与冷冻水进行热交换，能够快速降低冷冻水的温度。

考虑到在实际应用中，冷却水循环管路130中的冷却水在流经待降温设备131时，不可避免的会发生水量损失。随着系统运行时长增加，水量损失增加，导致由冷冻水箱111与冷却水循环管路130组成的水路系统中的总水量下降过多，在此情况下，需要对该水路系统进行补水。

为了解决此问题，本实施例提供的冷却水调节系统100还包括辅助回水管路160，辅助回水管路160的一端与主回水管路150上对应第二泵送装置151输入侧的位置连接，辅助回水管路160的另一端用于引入外部水源。在实际应用中，当由冷冻水箱111与冷却水循环管路130组成的水路系统中的总水量下降过多时，将辅助回水管路160的另一端接入外部水源，将外部水源补入此水路系统。

并且，考虑到在冷冻水箱111中的水温上升过多，且制冷机110的温度调节延迟的情况下，冷冻水箱111中的冷冻水的温度无法快速降低。为了能够对冷却水循环管路130进行快速降温，可以选择混入外部水源应急。因此，本实施例提供的冷却水调节系统100还包括辅助混水管路180，辅助混水管路180的一端与主混水管路120上对应控制阀121输入侧的位置连接，辅助混水管路180的另一端用于引入外部水源。

另外，本实施例提供的冷却水调节系统100还包括调温管路170，调温管路170上设置有冷却塔171，制冷机110的冷却水管路112串联接入调温管路170组成循环回路。可以理解的是，制冷机110的冷却水管路112中的冷却水输入调温管路170后，冷却塔171能够对这部分冷却水的温度进行调节，间接实现对冷冻水箱111中冷冻水温度的调节。

为了实现对冷冻水温度的精确控制，本实施例中，主混水管路120上对应控制阀121输入侧的位置设置有第二温度检测件122，调温管路170上设置有第三泵送装置172，控制器140分别与第二温度检测件122及第三泵送装置172电连接，控制器140用于根据第二温度检测件122的检测结果调节第三泵送装置172的频率。

并且，调温管路170还包括短路管段，短路管段的两端与冷却塔171的输入端与输出端分别连接，短路管段上设置有短路阀173，控制器140与短路阀173电连接，用于根据第二温度检测件122的检测结果调节短路阀173的开度。

在实际应用中，当第二温度检测件122检测到冷冻水的温度过高时，控制器140调大第三泵送装置172的频率并控制短路阀173关闭，在此情况下提升制冷机110中冷却水的降温效率，使得制冷机110中的冷却水温度更低，从而吸收制冷机110的冷媒更多的热量，使得冷媒以更低的温度状态与冷冻水换热，从而降低冷冻水的温度。

当第二温度检测件122检测到冷冻水的温度过高时，控制器140调小第三泵送装置172的频率并控制短路阀173开启，在此情况下降低制冷机110中冷却水的降温效率，使得制冷机110中的冷却水温度更高，从而吸收制冷机110的冷媒更少的热量，使得冷媒以更高的温度状态与冷冻水换热，从而提升冷冻水的温度。

综上，本实用新型提供的冷却水调节系统100，采用直接将制冷机110的冷冻水混入冷却水循环管路130的方式，使冷却水循环管路130中的冷却水温度维持在16℃。免去额外配置换热器，避免产生额外能耗，并且温度调节效率更高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却水调节系统，其特征在于，包括制冷机(110)、主混水管路(120)及冷却水循环管路(130)，所述冷却水循环管路(130)上设置有待降温设备(131)，所述制冷机(110)的冷冻水箱(111)通过所述主混水管路(120)与所述冷却水循环管路(130)连接，所述主混水管路(120)上设置有控制阀(121)，所述控制阀(121)用于在开启状态下将所述冷冻水箱(111)中的冷冻水输送至所述冷却水循环管路(130)。

2.根据权利要求1所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水调节系统(100)还包括控制器(140)，所述冷却水循环管路(130)上还设置有第一温度检测件(132)，所述控制器(140)分别与所述第一温度检测件(132)及所述控制阀(121)电连接，所述控制器(140)用于根据所述第一温度检测件(132)的检测结果调节所述控制阀(121)的开度，以使所述冷却水循环管路(130)中冷却水的温度维持在16℃。

3.根据权利要求2所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水循环管路(130)上还设置有压力检测件(133)及第一泵送装置(134)，所述控制器(140)分别与所述压力检测件(133)及所述第一泵送装置(134)电连接，所述控制器(140)还用于根据所述压力检测件(133)的检测结果调节所述第一泵送装置(134)的频率。

4.根据权利要求2所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水调节系统(100)还包括主回水管路(150)，所述冷冻水箱(111)还通过所述主回水管路(150)与所述冷却水循环管路(130)连通，且相较于所述主混水管路(120)与所述冷却水循环管路(130)的连接位置，所述主回水管路(150)与所述冷却水循环管路(130)的连接位置更靠近所述待降温设备(131)的出水端。

5.根据权利要求4所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述主回水管路(150)上还设置有第二泵送装置(151)，所述冷却水循环管路(130)上还设置有压力检测件(133)，所述控制器(140)分别与所述第二泵送装置(151)及所述压力检测件(133)电连接，所述控制器(140)还用于根据所述压力检测件(133)的检测结果控制所述第二泵送装置(151)启动或停机。

6.根据权利要求5所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水调节系统(100)还包括辅助回水管路(160)，所述辅助回水管路(160)的一端与所述主回水管路(150)上对应所述第二泵送装置(151)输入侧的位置连接，所述辅助回水管路(160)的另一端用于引入外部水源。

7.根据权利要求2所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水调节系统(100)还包括调温管路(170)，所述调温管路(170)上设置有冷却塔(171)，所述制冷机(110)的冷却水管路(112)串联接入所述调温管路(170)组成循环回路。

8.根据权利要求7所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述主混水管路(120)上对应所述控制阀(121)输入侧的位置设置有第二温度检测件(122)，所述调温管路(170)上设置有第三泵送装置(172)，所述控制器(140)分别与所述第二温度检测件(122)及所述第三泵送装置(172)电连接，所述控制器(140)用于根据所述第二温度检测件(122)的检测结果调节所述第三泵送装置(172)的频率。

9.根据权利要求8所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述调温管路(170)还包括短路管段，所述短路管段的两端与所述冷却塔(171)的输入端与输出端分别连接，所述短路管段上设置有短路阀(173)，所述控制器(140)与所述短路阀(173)电连接，用于根据所述第二温度检测件(122)的检测结果调节所述短路阀(173)的开度。

10.根据权利要求1所述的冷却水调节系统，其特征在于，所述冷却水调节系统(100)还包括辅助混水管路(180)，所述辅助混水管路(180)的一端与所述主混水管路(120)上对应所述控制阀(121)输入侧的位置连接，所述辅助混水管路(180)的另一端用于引入外部水源。