[發(fā)明專利]一種無動力相變冷卻系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910295561.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109974492A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉平平;劉雙全
• 申請（專利權(quán)）人: 上海艾科液壓技術(shù)有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28D15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種無動力相變冷卻系統(tǒng)，由一次換熱器和二次換熱器串聯(lián)組成閉合回路，該閉合回路內(nèi)填充適宜的流體熱工介質(zhì)，熱工介質(zhì)在一次換熱器中受熱蒸發(fā)產(chǎn)生第一次相變，壓力升高后順勢進入二次換熱器，進而與外界大氣、冷卻水進行熱交換，由此，熱工介質(zhì)冷凝成液態(tài)產(chǎn)生第二次相變，冷凝后的熱工介質(zhì)在壓差和重力作用下回流到一次換熱器底部，完成一次換熱周期，該工作期內(nèi)一般無須外界動力供給，但為提高該系統(tǒng)使用更廣泛更可靠，該系統(tǒng)仍然備份了一套小功率外加強制水冷系統(tǒng)，以備極端工況時選用，進一步提高了該系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種無動力相變冷卻系統(tǒng)，屬于冷卻系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能型冷卻裝置。

背景技術(shù)

在鋼鐵、有色金屬等重工業(yè)行業(yè)，其工藝用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，大多采用恒流、恒壓中央集中供水站運行方式，工藝和設(shè)備冷卻用戶往往遠離中央供水站幾百米甚至上千米，這種供水模式雖然降低占地面積，卻帶來供水壓力高、供水流量嚴(yán)重過剩等問題，不可避免造成大量能耗。

這種中央集中供水冷卻系統(tǒng)，其冷卻塔都有一個共同特征：冷卻塔的效能嚴(yán)重受季節(jié)天氣、環(huán)境溫度等條件變化的影響；夏季換熱效果差、冬季效果最好，其冷卻效果在這兩季節(jié)相差可達數(shù)倍。因此，需要冷卻同樣的生產(chǎn)工藝發(fā)熱量，由于夏季循環(huán)水進出管溫差小，所需流量大，而在冬季，因其溫差大，故需要的流量最小。但系統(tǒng)設(shè)計條件是按照全部負載最大發(fā)熱量在炎熱夏季的最大流量和最大壓力來滿足其工作需求，因此，在90%以上的時間里，其供水流量和供水壓力都將嚴(yán)重過剩。

對于大多數(shù)運行的工業(yè)循環(huán)水冷系統(tǒng)，以上兩種原因造成系統(tǒng)能源浪費率高達60%以上，有些系統(tǒng)甚至高達80%以上。

針對以上問題，現(xiàn)在雖然有了專利號為CN201310115024，名為《一種循環(huán)水溫控節(jié)能運行系統(tǒng)》的節(jié)能運行控制系統(tǒng)，但該發(fā)明提供的系統(tǒng)和運行方式過于復(fù)雜，可靠度低，且設(shè)備成本過高，實際節(jié)能效果有限等缺點，只適用于中小型冷卻系統(tǒng)的節(jié)能改造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種無動力相變冷卻系統(tǒng)，無須動力或僅需少量動力就能正常換熱，且該換熱系統(tǒng)具有自適應(yīng)性強、使用靈活，適合單體設(shè)備分散冷卻運用，可大面推廣運用，其節(jié)能效果可達到最大化。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種無動力相變冷卻系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器積液箱、蒸發(fā)管和蒸發(fā)器外殼，所述積液箱與蒸發(fā)管底部直接相連通，所述蒸發(fā)管是由若干內(nèi)徑為ф3mm～ф8mm的紫銅管或高壓不銹鋼管構(gòu)成一個矩形陣列，所述蒸發(fā)管出口匯集一起通過管道接在冷凝器的進口上，所述冷凝器外殼是包覆在矩陣式蒸發(fā)管的外在保護殼體，由一定強度支撐的鋼結(jié)構(gòu)組成，所述冷凝器外殼上設(shè)有工藝介質(zhì)受冷液的進液管道和出液管道，且所述進液管道位于出液管道的上方，使得需要冷卻的工藝介質(zhì)通過進液管道進入蒸發(fā)器與矩陣式蒸發(fā)管發(fā)生熱交換，且冷卻后的工藝介質(zhì)通過管道重新參與設(shè)備或工藝循環(huán)；

所述冷凝器由若干內(nèi)徑為ф3mm～ф8mm的紫銅管或高壓不銹鋼管構(gòu)成的矩形陣列管式熱交換器，該矩形陣列管式熱交換器的散熱管外壁直接敞開面向外界大氣，所有散熱管出口最后匯集在一起形成冷卻回液管道，所述冷卻回液管道的出口接蒸發(fā)器積液箱入口。

所述冷卻回液管道上設(shè)置有加料裝置，所述加料裝置包括加料開關(guān)閥、單向閥及加料漏斗組成，正常情況下，加料閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在維修或需要添加熱工質(zhì)時才開啟該裝置。

所述冷凝器的矩形陣列管式熱交換器上方設(shè)置有霧化噴淋管組，所述霧化噴淋管組通過出水管道連接在地井蓄水池內(nèi)，所述出水管道上設(shè)置有動力泵組系統(tǒng)，所述冷凝器的矩形陣列管式熱交換器下方設(shè)置有熱水收集盤，所述熱水收集盤通過回流管道連接在地井蓄水池內(nèi)。

所述管道上設(shè)置有安全閥，所述安全閥的最高額定工作壓力為1.5kg/cm²。