一种水温自动冷却装置 |
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| 申请号 | CN202110822248.6 | 申请日 | 2021-07-20 | 公开(公告)号 | CN113654130B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 赵林巍; | 发明人 | 赵林巍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 水 温自动冷却装置， 传感器 采集环境 温度 以及出水温度信息， 风 冷干冷器利用外部环境形成的风为回水降温，当 环境温度 不满足工作条件时，水冷降温水帘工作使进入风冷干冷器的风降温，前端冷却系统冷却后的水进入蓄水供水系统，当前端冷却系统冷却后的水的出水温度不达标时， 控制器 控制水冷机工作，使蓄水供水系统的水进入水冷机进一步冷却，然后回流至蓄水供水系统进行混合并输出，通过上述设计，当环境温度不满足工作条件时，水冷降温水帘工作使进入风冷干冷器的风降温，此外，水冷机能够进一步降温，出水温度能够满足生产设备常用的28度水温，并且供水量不会降低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水温自动冷却装置，其特征在于：包括前端冷却系统、蓄水供水系统、后端冷却系统、控制器以及传感器，所述控制器与所述前端冷却系统、所述蓄水供水系统、所述后端冷却系统以及所述传感器电连接，所述传感器采集环境温度以及出水温度信息，所述前端冷却系统包括风冷干冷器以及水冷降温水帘，所述风冷干冷器利用外部环境形成的风为回水降温，当所述环境温度不满足工作条件时，所述水冷降温水帘工作使进入所述风冷干冷器的风降温，所述后端冷却系统包括水冷机，所述前端冷却系统冷却后的水进入所述蓄水供水系统，当所述前端冷却系统冷却后的水的出水温度不达标时，所述控制器控制所述水冷机工作，使所述蓄水供水系统的水进入所述水冷机进一步冷却，然后回流至所述蓄水供水系统进行混合并输出；所述水冷降温水帘包括水冷布水管以及复合湿帘，所述水冷布水管位于所述复合湿帘上方，所述水冷布水管向所述复合湿帘喷水，水流在所述复合湿帘表面形成水膜，外部环境形成的风穿过水膜降温； |
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| 说明书全文 | 一种水温自动冷却装置技术领域[0001] 本发明涉及冷却装置，尤其是涉及一种水温自动冷却装置。 背景技术[0002] 冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。 [0003] 但冷却塔受环境因素制约较多，在高温(环境温度33度以上)或高温高湿(环境温度35度，湿度高于85％)的工况下，出水温度就会高于生产设备常用的28度水温或者供水量大幅下降。同时耗费大量的水，保养繁琐，这些都是冷却塔的不足。 发明内容[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种不受环境因素制约、耗水量少的水温自动冷却装置。 [0005] 本发明的目的之一采用如下技术方案实现： [0006] 一种水温自动冷却装置，包括前端冷却系统、蓄水供水系统、后端冷却系统、控制器以及传感器，所述控制器与所述前端冷却系统、所述蓄水供水系统、所述后端冷却系统以及所述传感器电连接，所述传感器采集环境温度以及出水温度信息，所述前端冷却系统包括风冷干冷器以及水冷降温水帘，所述风冷干冷器利用外部环境形成的风为回水降温，当所述环境温度不满足工作条件时，所述水冷降温水帘工作使进入所述风冷干冷器的风降温，所述后端冷却系统包括水冷机，所述前端冷却系统冷却后的水进入所述蓄水供水系统，当所述前端冷却系统冷却后的水的出水温度不达标时，所述控制器控制所述水冷机工作，使所述蓄水供水系统的水进入所述水冷机进一步冷却，然后回流至所述蓄水供水系统进行混合并输出。 [0007] 进一步地，所述风冷干冷器包括水冷风扇以及水冷干冷管道，所述水冷风扇位于所述水冷干冷管道一侧，所述水冷风扇使外部环境的空气形成风并流经所述水冷干冷管道，带走所述水冷干冷管道内回水的温度。 [0009] 进一步地，所述水冷干冷管道位于所述水冷风扇以及所述水冷降温水帘之间。 [0010] 进一步地，所述水冷降温水帘包括水冷布水管以及复合湿帘，所述水冷布水管位于所述复合湿帘上方，所述水冷布水管向所述复合湿帘喷水，水流在所述复合湿帘表面形成水膜，外部环境形成的风穿过水膜降温。 [0011] 进一步地，所述复合湿帘为纸质蜂窝结构。 [0012] 进一步地，所述前端冷却系统还包括第一循环组件，所述第一循环组件包括第一蓄水盘、第一除垢仪以及第一循环泵，所述第一蓄水盘位于所述复合湿帘下方承接所述复合湿帘上流下的水，所述第一蓄水盘通过所述第一循环泵与所述水冷布水管连通使水形成循环，所述第一除垢仪位于所述第一蓄水盘中为所述第一蓄水盘中的水除垢。 [0013] 进一步地，所述水冷机包括换热器，所述后端冷却系统还包括冷媒冷却结构，所述冷媒冷却结构为所述换热器中的冷媒降温。 [0014] 进一步地，所述冷媒冷却结构包括冷媒风冷组件，所述冷媒风冷组件包括冷媒风扇以及冷媒干冷管道，所述冷媒干冷管道包括铜管以及粘贴于所述铜管表面的亲水铝箔，所述铜管形成冷媒的通道，所述冷媒风扇使外部环境的空气形成风并流经所述冷媒干冷管道，带走所述冷媒干冷管道内冷媒的热量。 [0015] 进一步地，所述冷媒冷却结构还包括冷媒降温水帘，所述冷媒降温水帘包括冷媒布水管以及冷媒湿帘，所述冷媒布水管位于所述冷媒湿帘上方，所述冷媒布水管向所述冷媒湿帘喷水，水流在所述冷媒湿帘表面形成水膜，外部环境形成的风穿过水膜降温。 [0016] 相比现有技术，本发明水温自动冷却装置的风冷干冷器利用外部环境形成的风为回水降温，当环境温度不满足工作条件时，水冷降温水帘工作使进入风冷干冷器的风降温，前端冷却系统冷却后的水进入蓄水供水系统，当前端冷却系统冷却后的水的出水温度不达标时，控制器控制水冷机工作，使蓄水供水系统的水进入水冷机进一步冷却，然后回流至蓄水供水系统进行混合并输出，通过上述设计，当环境温度不满足工作条件时，水冷降温水帘工作使进入风冷干冷器的风降温，此外，水冷机能够进一步降温，出水温度能够满足生产设备常用的28度水温，并且供水量不会降低。附图说明 [0017] 图1为本发明水温自动冷却装置的立体图； [0018] 图2为图1的水温自动冷却装置的前端冷却系统的立体图； [0019] 图3为图2的前端冷却系统的原理示意图； [0020] 图4为图2的前端冷却系统的使用状态示意图； [0021] 图5为图1的水温自动冷却装置的蓄水供水系统的原理示意图； [0022] 图6为图1的水温自动冷却装置的后端冷却系统的立体图； [0023] 图7为图6的后端冷却系统的原理示意图； [0024] 图8为图1的水温自动冷却装置的原理示意图。 [0025] 图中：10、前端冷却系统；11、支架；12、风冷干冷器；120、水冷风扇；121、水冷干冷管道；13、水冷降温水帘；131、水冷布水管；132、复合湿帘；14、第一循环组件；140、第一蓄水盘；141、第一除垢仪；142、第一循环泵；15、水路；150、回水管阀门；151、供水管阀门；16、补水结构；160、补水管；161、补水阀；17、起重环；18、回水口；19、供水口；20、蓄水供水系统；21、保温罐；210、第一进水口；211、出水口；212、第二进水口；213、排水口；22、液位计；23、排水泵；24、水温表；25、水压表；30、后端冷却系统；31、水冷机；310、换热器；311、冷却水路； 32、冷媒冷却结构；320、冷媒风冷组件；321、冷媒风扇；322、冷媒干冷管道；323、冷媒降温水帘；324、冷媒布水管；325、冷媒湿帘；326、第二循环组件；327、第二蓄水盘；328、第二循环泵；329、第二除垢仪；40、控制器；50、底板。 具体实施方式[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。 [0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0029] 图1至图8为本发明一种水温自动冷却装置，水温自动冷却装置包括前端冷却系统10、蓄水供水系统20、后端冷却系统30、控制器40、底板50以及传感器。 [0030] 前端冷却系统10包括支架11、风冷干冷器12、水冷降温水帘13、第一循环组件14、水路15、补水结构16、起重环17、回水口18以及供水口19。 [0031] 风冷干冷器12包括水冷风扇120以及水冷干冷管道121。水冷风扇120固定于支架11的顶部。水冷干冷管道121包括铜管以及粘贴于铜管表面的亲水铝箔，铜管形成回水的水流通道。水冷风扇120位于水冷干冷管道121一侧，水冷风扇120使外部环境的空气形成风并流经水冷干冷管道121，带走水冷干冷管道121内回水的温度。 [0032] 水冷降温水帘13包括水冷布水管131以及复合湿帘132，复合湿帘132为纸质蜂窝结构。复合湿帘132蜂窝结构内填充有吸水料，吸水料表面没有水滴，不会漂水。水冷布水管131位于复合湿帘132上方，水冷布水管131向复合湿帘132喷水，水在重力的作用下从上往下流在复合湿帘132波纹状的纤维表面形成水膜，当快速流动的空气穿过复合湿帘132时水膜中的水会吸收空气中的热量后蒸发带走大量的热使经过复合湿帘132的空气温度降低从而达到降温的目的。 [0033] 第一循环组件14包括第一蓄水盘140、第一除垢仪141以及第一循环泵142，第一蓄水盘140位于复合湿帘132下方承接复合湿帘132上流下的水，第一蓄水盘140通过第一循环泵142与水冷布水管131连通使水形成循环，第一除垢仪141位于第一蓄水盘140中为第一蓄水盘140中的水除垢。 [0034] 水路15包括回水管阀门150以及供水管阀门151，回水管阀门150以及供水管阀门151分别与水冷干冷管道121的铜管两端连接。回水管阀门150位于回水进水处。供水管阀门 151位于铜管出水处。 [0035] 补水结构16包括补水管160以及补水阀161。补水管160与第一循环组件14的第一蓄水盘140连通，补水阀161安装于补水管160上。补水结构16为前端冷却系统10补水。 [0036] 起重环17固定于支架11顶部，便于前端冷却系统10的安装以及移动。回水口18与回水管阀门150连通，供水口19与供水管阀门151连通。 [0037] 蓄水供水系统20包括保温罐21、液位计22、排水泵23、水温表24以及水压表25。 [0038] 保温罐21由保温材料制成。保温罐21能够保持罐子中水的温度。保温罐21设有第一进水口210、出水口211、第二进水口212、排水口213以及溢流口。第一进水口210与回水管阀门150连通，使前端冷却系统10冷却的水进入保温罐21。出水口211与后端冷却系统30的进水管连通。第二进水口212与后端冷却系统30的出水管连通。排水口213与排水泵23连通，使保温罐21内的水排出。溢流口防止保温罐21中水过量从顶部溢出。液位计22安装于保温罐21，用于测量保温罐21内水位。排水泵23与排水口213连通，将保温罐21中混合调温后的水排出。水温表24测量并显示排出的水温。水压表25测量并显示排出水的压力。 [0039] 保温罐21的第一进水口210进入的水的温度高于第二进水口212进入的水的温度，当第一进水口210进入的水的温度达到设备使用水的温度时，第一进水口210进入的水直接存储于保温罐21，此时保温罐21起到储水的作用。当第一进水口210进入的水的温度高于设备使用水的温度时，第一进水口210进入的水部分从出水口211进入后端冷却系统30进行进一步降温。进一步降温后从第二进水口212流入保温罐21，第二进水口212流入的进一步降温的水与第一进水口210进入的水进行混合使第一进水口210进入的水也降温，保温罐21中混合后的水达到设备使用水的温度时，混合水存储于保温罐21，此时保温罐21起到调温以及储水的作用。 [0040] 后端冷却系统30包括水冷机31以及冷媒冷却结构32。 [0041] 水冷机31包括换热器310以及冷却水路311。压缩机通过换热器310中的冷媒为冷却水路311中的水降温。冷媒冷却结构32为换热器310中的冷媒降温，以降低能耗。 [0042] 冷媒冷却结构32包括冷媒风冷组件320、冷媒降温水帘323以及第二循环组件326。冷媒风冷组件320包括冷媒风扇321以及冷媒干冷管道322。冷媒干冷管道322包括铜管以及粘贴于铜管表面的亲水铝箔，铜管形成冷媒的流动通道。冷媒风扇321位于冷媒干冷管道 322一侧，冷媒风扇321使外部环境的空气形成风并流经冷媒干冷管道322，带走冷媒干冷管道322内冷媒的温度。 [0043] 冷媒降温水帘323包括冷媒布水管324以及冷媒湿帘325。冷媒湿帘325为纸质蜂窝结构。冷媒布水管324位于冷媒湿帘325上方，冷媒布水管324向冷媒湿帘325喷水，水在重力的作用下从上往下流在冷媒湿帘325波纹状的纤维表面形成水膜，当快速流动的空气穿过冷媒湿帘325时水膜中的水会吸收空气中的热量后蒸发带走大量的热使经过冷媒湿帘325的空气温度降低从而达到降温的目的。 [0044] 第二循环组件326包括第二蓄水盘327、第二除垢仪329以及第二循环泵328，第二蓄水盘327位于冷媒湿帘325下方承接冷媒湿帘325上流下的水，第二蓄水盘327通过第二循环泵328与冷媒布水管324连通使水形成循环，第二除垢仪329位于第二蓄水盘327中为第二蓄水盘327中的水除垢。 [0045] 控制器40与前端冷却系统10、蓄水供水系统20、后端冷却系统30以及传感器电性连接。 [0046] 前端冷却系统10、蓄水供水系统20、后端冷却系统30分别依次安装于底板50上。 [0047] 传感器包括温度传感器、湿度传感器、水温传感器。传感器采集环境温度、环境湿度、回水温度、前端冷却系统10冷却后的回水温度、后端冷却系统30冷却后的回水温度、保温罐21中的回水温度。 [0048] 使用水温自动冷却装置时，当环境温度为27度以下或传感器检测到环境满足实际工况情况时，前端冷却系统10的风冷干冷器12为主要降温部件，控制器40根据传感器检测的信息判断只需要风冷干冷器12工作，则控制风冷干冷器12工作降温，水冷风扇120使外部环境的空气形成风并流经水冷干冷管道121，带走水冷干冷管道121内回水的温度，回水降温后，流入保温罐21。此时第一进水口210进入的水的温度达到设备使用水的温度，第一进水口210进入的水直接存储于保温罐21，此时保温罐21起到储水供水的作用。 [0049] 当环境温度大于27度时，控制器40根据传感器检测的信息判断前端冷却系统10的水冷降温水帘13与风冷干冷器12需要同时工作。水冷布水管131向复合湿帘132喷水，水在重力的作用下从上往下流在复合湿帘132波纹状的纤维表面形成水膜，当快速流动的空气穿过复合湿帘132时水膜中的水会吸收空气中的热量后蒸发带走大量的热使经过复合湿帘132的空气温度降低从而达到降温的目的。水冷风扇120使外部环境的空气形成风并流经水冷干冷管道121，带走水冷干冷管道121内回水的温度。在风冷干冷器12前端安装水冷降温水帘13以后，结合高速风机的高抽风量，可以非常有效的把风冷干冷器12所在区间的工作温度极快地降低，提高风冷干冷器12效率，从而达到拓宽风冷干冷器12的最大工作温度区间。在环境温度(32～45℃的高温环境)下，可将风冷干冷器12工作区间环境温度保持在26～30℃。通过该装置可把风冷干冷器12的工作温度范围扩大不低于12度。回水降温后，流入保温罐21。此时第一进水口210进入的水的温度达到设备使用水的温度，第一进水口210进入的水直接存储于保温罐21，此时保温罐21起到储水供水的作用。 [0050] 当环境温度大于27度时，即使前端冷却系统10的水冷降温水帘13与风冷干冷器12同时工作，前端冷却系统10的出水温度高于设备使用水的温度时，后端冷却系统30的水冷机31工作，使第一进水口210进入的水部分从出水口211进入后端冷却系统30进行进一步降温。进一步降温后从第二进水口212流入保温罐21，第二进水口212流入的进一步降温的水与第一进水口210进入的水进行混合使第一进水口210进入的水也降温，保温罐21中混合后的水达到设备使用水的温度时，混合水存储于保温罐21，此时保温罐21起到调温以及储水的作用。同时冷媒冷却结构32为换热器310中的冷媒降温，以降低能耗。 [0051] 本申请水温自动冷却装置采用封闭式结构，所以冷却水不会被外界污染，免维护。以供水温度要求30度来评估，在环境温度27度以下，风冷干冷器12完全独立工作不需要水冷降温水帘13辅助，超过27度以后水冷降温水帘13才开始工作。按中国的全年温度分布，至少6‑8个月是不需要使用降温用水的，大大节省了耗水量。水冷降温水帘13的水分是以水帘填充料吸收的形式存在的，在复合湿帘132填充料表面没有水滴，所以不存在飘水损失。第一蓄水盘140是全密闭的，不存在存水的自蒸发损耗。密闭存水容器配有第一除垢仪141，不需要排空维护，减少了固定排空损耗。综合以上，本申请水温自动冷却装置可以减少冷却塔耗水量50％以上。此外，由于冬季环境温度低，风冷干冷器12完全独立工作不需要水冷降温水帘13辅助，不会出现常规冷却塔冬季的冰挂现象。比常规冷却塔，因为减少了拨水摆臂或者喷淋口等容易引发杜塞，工作能力降低的部件，提高了整机可靠性。 |
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