專利名稱：一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，特別是為某些設(shè)備降溫的無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其使用方法。
在工業(yè)生產(chǎn)中，許多設(shè)備或系統(tǒng)都需要冷卻降溫，特別是在機(jī)械、化工工業(yè)的生產(chǎn)中，冷卻降溫就更為普遍了。目前，工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備或系統(tǒng)主要是靠水來冷卻降溫的。水是寶貴資源，為節(jié)約用水，很多單位安裝了晾水塔，搞了晾水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)使用。這種水的循環(huán)使用確實(shí)可以節(jié)約用水，但由于它還得用水，而且在使用中還得讓部分水蒸發(fā)掉，所以它還是要消耗水，只不過，與過去相比消耗的量少了。其實(shí)這還不是大的問題，大的問題是，這種蒸發(fā)晾水會(huì)使一些水蒸發(fā)掉了，但水中的一些高沸點(diǎn)雜質(zhì)并沒有蒸發(fā)，而留在水中，使水中的雜質(zhì)得到了濃縮。這樣時(shí)間長了，就會(huì)使水的質(zhì)量變差，硬度變高。長期使用低質(zhì)量、高硬度的水來冷卻設(shè)備，會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定程度的損害，從而縮短設(shè)備的使用壽命。
本發(fā)明的目的是提供一種根本不用水的無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其使用方法。使用這種冷卻系統(tǒng)，不僅能徹底節(jié)約水，而且還保護(hù)了設(shè)備，提高了系統(tǒng)的冷卻效率。
上述目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明主要由被冷設(shè)備(1)、散熱器(12)、散熱管道(3)和回液管道(4)等組成，其特征在于此系統(tǒng)內(nèi)部充有工作介質(zhì)(5)，正常運(yùn)行時(shí)，將系統(tǒng)內(nèi)部抽成0.1-0.06pa的負(fù)壓；被冷設(shè)備(1)的上部開有散熱口(15)，該散熱口(15)與散熱管道(3)的一端連通；散熱管道(3)上裝有電磁閥(7)和二個(gè)閥門(f1)、(f2)；該散熱管道(3)的另一端與散熱器(12)的進(jìn)口相通；所述的二個(gè)閥門(f1)、(f2)分別與集氣罐(17)、真空壓力表(10)相接，該集氣罐(17)上裝有真空泵(6)；散熱器(12)的出口裝有氣液分離閥(13)；氣液分離閥(13)的出口與回液管道(4)的一端連通；回液管道(4)上裝有閥門(f3)；閥門(f3)的另一端與加液罐(9)相連；該回液管道(4)的另一端與被冷設(shè)備(1)的進(jìn)液口(16)相通。
該系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)首先對(duì)系統(tǒng)檢漏、試壓，合格后方可使用，其特征在于系統(tǒng)使用前，應(yīng)先打開閥門(f1)和(f2)為系統(tǒng)抽真空，同時(shí)觀察真空壓力表(10)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到0.1-0.06pa后，關(guān)閉閥門(f1)，同時(shí)打開閥門(f3)往系統(tǒng)里灌入工作介質(zhì)(5)，其灌入量要適應(yīng)不同被冷工況的要求，一般灌入的工作介質(zhì)(5)體積，應(yīng)占系統(tǒng)內(nèi)部總?cè)莘e的0.1-0.4％；然后再次打開閥門(f1)為系統(tǒng)抽真空，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到1pa后，關(guān)閉閥門(f1)后，再將被冷物質(zhì)(2)引進(jìn)被冷設(shè)備(1)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行了。
本發(fā)明的特點(diǎn)是由于系統(tǒng)內(nèi)無水，所以就沒有水質(zhì)量變差，硬度變高的問題，也不會(huì)有因長期使用低質(zhì)量、高硬度的水，而使被冷卻設(shè)備縮短使用壽命的問題，并且系統(tǒng)內(nèi)無水，還可以徹底達(dá)到節(jié)水的目的。系統(tǒng)內(nèi)部被抽成負(fù)壓，會(huì)使工作介質(zhì)更易蒸發(fā)，從而可以提高系統(tǒng)的冷卻效率。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
圖中(1)為被冷設(shè)備；(2)為被冷物質(zhì)；(3)為散熱管道；(4)為回液管道；(5)為工作介質(zhì)；(6)為真空泵；(7)為電磁閥；(8)為儲(chǔ)液罐；(9)為加液罐；(10)為真空壓力表；(11)為壓力表；(12)為散熱器；(13)為氣液分離閥；(14)為電風(fēng)扇；(15)為散熱口；(16)為進(jìn)液口；(17)為集氣罐；(f1)、(f2)、(f3)、(f4)、(f5)、(f6)、(f7)為閥門。
如圖1所示，本發(fā)明的無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，它主要由被冷設(shè)備(1)、散熱器(12)、散熱管道(3)和回液管道(4)等構(gòu)成。被冷設(shè)備(1)的上部開有散熱口(15)，該散熱口(15)與散熱管道(3)的一端連通；該散熱管道(3)的另一端與散熱器(12)的進(jìn)口相通；散熱器(12)是一個(gè)蛇形管；該散熱器(12)的出口裝有氣液分離閥(13)，該閥的出口與回液管道(4)的一端連通；所述的回液管道(4)的另一端與被冷設(shè)備(1)的進(jìn)液口(16)相通。除此之外，所述的散熱管道(3)上還裝有電磁閥(7)和二個(gè)閥門(f1)、(f2)；閥門(f1)、(f2)分別與集氣罐(17)、真空壓力表(10)相接，該集氣罐(17)上裝有真空泵(6)；所述的回液管道(4)上裝有閥門(f3)；閥門(f3)的另一端與加液罐(9)相連。
該系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)首先對(duì)系統(tǒng)檢漏、試壓，合格后方可使用，其特征在于系統(tǒng)使用前，應(yīng)先打開閥門(f1)和(f2)為系統(tǒng)抽真空，同時(shí)觀察真空壓力表(10)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到0.1-0.06pa后，關(guān)閉閥門(f1)，同時(shí)打開閥門(f3)往系統(tǒng)里灌入工作介質(zhì)(5)，其灌入量要適應(yīng)不同被冷工況的要求，一般灌入的工作介質(zhì)(5)體積，應(yīng)占系統(tǒng)內(nèi)部總?cè)莘e的0.1-0.4％；然后再次打開閥門(f1)為系統(tǒng)抽真空，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到1pa后，關(guān)閉閥門(f1)。工作介質(zhì)(5)在負(fù)壓環(huán)境中，其沸點(diǎn)降低，受熱后極易發(fā)生相變，而蒸發(fā)變?yōu)闅怏w。抽好真空，灌完工作介質(zhì)，再將被冷物質(zhì)(2)引進(jìn)被冷設(shè)備(1)后，系統(tǒng)就可以運(yùn)行了。被冷設(shè)備(1)是一個(gè)列管交換器，該交換器的列管內(nèi)是被冷物質(zhì)(2)，其管外側(cè)裝有工作介質(zhì)(5)；被冷物質(zhì)(2)的熱量通過列管壁傳給工作介質(zhì)(5)，工作介質(zhì)(5)部分受熱后蒸發(fā)為氣體；該氣體向上，通過散熱口(15)進(jìn)入散熱管道(3)，并順散熱管道(3)進(jìn)入散熱器(12)。氣體的工作介質(zhì)(5)在散熱器(12)里失掉熱量后，部分氣體又重新凝結(jié)為液體。該液體通過氣液分離閥(13)排出，并進(jìn)入回液管道(4)里，順回液管道(4)通過進(jìn)液口(16)，之后流回到被冷設(shè)備(1)。這些工作介質(zhì)(5)就這樣完成了一次循環(huán)。在散熱器(12)里還沒有凝結(jié)為液體的那部分氣體工作介質(zhì)(5)被氣液分離閥(13)阻隔，而留在了散熱器里，繼續(xù)散熱；等到失掉熱量后凝結(jié)為液體，再通過氣液分離閥(13)、回液管道(4)和進(jìn)液口(16)，流回到被冷設(shè)備(1)里，參加下一次循環(huán)。如此這樣，工作介質(zhì)(5)在系統(tǒng)里不斷地循環(huán)，就可以將被冷物質(zhì)(2)里的熱量不斷地帶走，從而達(dá)到被冷卻的目的。
系統(tǒng)運(yùn)行后，影響系統(tǒng)正常工作的情況主要有兩種其一，系統(tǒng)密封不好，系統(tǒng)的負(fù)壓環(huán)境遭到破壞，使工作介質(zhì)(5)的沸點(diǎn)升高，從而影響冷卻質(zhì)量；其二，有的工作介質(zhì)(5)與管殼長期接觸會(huì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，而產(chǎn)生不凝性氣體，從而影響系統(tǒng)正常工作。為防止出現(xiàn)上述情況，本發(fā)明在散熱管道(3)上裝有集氣罐(17)和真空泵(6)。這樣一來，產(chǎn)生的不凝性氣體可存于集氣罐(17)，然后由真空泵(6)將不凝性氣體從系統(tǒng)中抽出；系統(tǒng)的負(fù)壓環(huán)境遭到破壞時(shí)也可用真空泵(6)補(bǔ)救。為防止被冷設(shè)備(1)的溫度發(fā)生異常，造成系統(tǒng)內(nèi)壓力過高，本發(fā)明在散熱管道(3)上裝了電磁閥(7)。系統(tǒng)內(nèi)壓力過高時(shí)，電磁閥(7)打開，壓力自然會(huì)降低。
有的工作介質(zhì)(5)有毒，為了不破壞環(huán)境，本發(fā)明的真空泵(6)和電磁閥(7)的出口都與儲(chǔ)液罐(8)相連。這樣一來，真空泵(6)和電磁閥(7)所排出的物質(zhì)就可以存在儲(chǔ)液罐(8)里，從而可保證系統(tǒng)外部的環(huán)境不被破壞。
為了能夠了解儲(chǔ)液罐(8)的工作情況，該儲(chǔ)液罐(8)上安裝了閥門(f6)，閥門(f6)的另一端裝有壓力表(11)。便于清除儲(chǔ)液罐(8)里所儲(chǔ)的物質(zhì)，所述儲(chǔ)液罐(8)上裝有二個(gè)閥門(f4)、(f5)；(f4)的另一端與電磁閥(7)相通；(f5)的另一端同時(shí)與真空泵(6)和放空閥(f7)相連。
為了提高冷卻質(zhì)量，本發(fā)明在散熱器(12)的一側(cè)裝有電風(fēng)扇(14)。
為能達(dá)到真空要求，本發(fā)明的所有管道連接都采用焊接。
為了防止散熱器(12)里氣態(tài)的工作介質(zhì)(5)沒有凝結(jié)成液體就流回被冷設(shè)備(1)里，而影響系統(tǒng)冷卻質(zhì)量，本發(fā)明在散熱器(12)的出口裝了氣液分離閥(13)。為了保證氣液分離質(zhì)量，該氣液分離閥(13)采用了本人于2003年10月31日申請(qǐng)的發(fā)明專利，其名稱為《一種氣液分離閥》，申請(qǐng)?zhí)枮?200320102468.9)。這種氣液分離閥可在負(fù)壓環(huán)境中使用，它只許液體流過，而不讓氣體通過。有了這種氣液分離閥，就可以防止氣態(tài)的工作介質(zhì)(5)流回被冷設(shè)備(1)里了。
可以作為工作介質(zhì)(5)的工質(zhì)要適應(yīng)不同被冷工況的要求，它可以是氟利昂、丙酮、乙醇、甲苯、聯(lián)苯、鈉或者鉀等工質(zhì)；一般被冷物質(zhì)(2)的溫度在100℃以下時(shí)，用氟利昂、丙酮、乙醇等低沸點(diǎn)工質(zhì)；被冷物質(zhì)(2)的溫度在100-300℃之間時(shí)，用甲苯、聯(lián)苯；被冷物質(zhì)(2)的溫度在300℃以上時(shí)，用鈉、鉀等工質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，它主要由被冷設(shè)備(1)、散熱器(12)、散熱管道(3)和回液管道(4)等組成，其特征在于此系統(tǒng)內(nèi)部充有工作介質(zhì)(5)，被冷設(shè)備(1)的上部開有散熱口(15)，該散熱口(15)與散熱管道(3)的一端連通；散熱管道(3)上裝有電磁閥(7)和二個(gè)閥門(f1)、(f2)；該散熱管道(3)的另一端與散熱器(12)的進(jìn)口相通；所述的二個(gè)閥門(f1)、(f2)分別與集氣罐(17)、真空壓力表(10)相接，該集氣罐(17)上裝有真空泵(6)；散熱器(12)的出口裝有氣液分離閥(13)；氣液分離閥(13)的出口與回液管道(4)的一端連通；回液管道(4)上裝有閥門(f3)；閥門(f3)的另一端與加液罐相連；該回液管道(4)的另一端與被冷設(shè)備(1)的進(jìn)液口(16)相通。
2.一種權(quán)利要求1所述的無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的使用方法，該系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)首先對(duì)系統(tǒng)檢漏、試壓，合格后方可使用，其特征在于系統(tǒng)使用前，應(yīng)先打開閥門(f1)和(f2)為系統(tǒng)抽真空，同時(shí)觀察真空壓力表(10)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到0.1-0.06pa后，關(guān)閉閥門(f1)，同時(shí)打開閥門(f3)往系統(tǒng)里灌入工作介質(zhì)(5)，其灌入量要適應(yīng)不同被冷工況的要求，一般灌入的工作介質(zhì)(5)體積，應(yīng)占系統(tǒng)內(nèi)部總?cè)莘e的0.1-0.4％；然后再次打開閥門(f1)為系統(tǒng)抽真空，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到1pa后，關(guān)閉閥門(f1)后，再將被冷物質(zhì)(2)引進(jìn)被冷設(shè)備(1)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行了。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的真空泵(6)和電磁閥(7)的出口都與儲(chǔ)液罐(8)相連；儲(chǔ)液罐(8)上裝有三個(gè)閥門(f4)、(f5)和(f6)；閥門(f6)的另一端裝有壓力表(11)；(f4)的另一端與電磁閥(7)相通；(f5)的另一端同時(shí)與真空泵(6)和放空閥(f7)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于在散熱器(12)的一側(cè)裝有電風(fēng)扇(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于為能達(dá)到真空要求，此系統(tǒng)的所有管道連接都采用焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的氣液分離閥(13)是本人于2003年10月31日申請(qǐng)的實(shí)用新型專利，其名稱為《一種氣液分離閥》，申請(qǐng)?zhí)枮?200320102468.9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的工作介質(zhì)(5)要適應(yīng)不同被冷工況的要求，它可以是氟利昂、丙酮、乙醇、甲苯、聯(lián)苯、鈉或者鉀等工質(zhì)；一般被冷物質(zhì)(2)的溫度在100℃以下時(shí)，用氟利昂、丙酮、乙醇等低沸點(diǎn)工質(zhì)；被冷物質(zhì)(2)的溫度在100-300℃之間時(shí)，用甲苯、聯(lián)苯；被冷物質(zhì)(2)的溫度在300℃以上時(shí)，用鈉、鉀等工質(zhì)。
全文摘要
一種無水循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)主要由被冷設(shè)備、散熱器、散熱管道和回液管道等組成。使用前，應(yīng)對(duì)此系統(tǒng)抽真空，并向系統(tǒng)內(nèi)充入工作介質(zhì)。因系統(tǒng)內(nèi)無水，所以就沒有水質(zhì)量變差，硬度變高的問題，也不會(huì)有因長期使用低質(zhì)量、高硬度的水使被冷卻設(shè)備造到損害，而使被冷卻設(shè)備縮短使用壽命的問題，并且系統(tǒng)內(nèi)無水，還可以徹底達(dá)到節(jié)水的目的。系統(tǒng)內(nèi)部被抽成負(fù)壓，會(huì)使工作介質(zhì)更易蒸發(fā)，從而可以提高系統(tǒng)的冷卻效率。
文檔編號(hào)F28D1/02GK1616907SQ20031011345
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者劉寄聲 申請(qǐng)人:劉寄聲