專利名稱：直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用在嚴寒和寒冷地區(qū)工業(yè)廠房內的制冷系統(tǒng)，該類工業(yè)廠房有全年供冷需求，并對冷凍水供水溫度有較高的精度要求。
背景技術：
應用在電子類工業(yè)廠房中的工藝性空調，與其它廠房中的舒適性空調相比，具有以下兩個特點:一是電子類工業(yè)廠房中空調全年為冷負荷，同時冷負荷較為穩(wěn)定，這是由于電子類工業(yè)廠房內的工藝設備的全年穩(wěn)定散熱造成的；二是電子類工業(yè)廠房內的溫濕度的精度要求高，同時要求高保障率，一旦制冷系統(tǒng)停機或冷凍水供水溫度無法滿足工藝要求，將造成巨大的損失，因此整個制冷系統(tǒng)必須有足夠的運行安全保障機制。基于上述要求，目前電子類工業(yè)廠房中均采用常規(guī)冷水機組全年運行的模式來保證工藝要求，能耗非常大，一般的冷凍水溫度要求為供水7V ±0.5°C、回水12°C。現(xiàn)也有人提出采用冷卻塔取冷系統(tǒng)為電子類工業(yè)廠房供冷(在嚴寒和寒冷地區(qū)，冬季冷卻塔取冷有開式冷卻塔取冷系統(tǒng)和閉式冷卻塔取冷系統(tǒng)兩種基本形式，開式冷卻塔取冷系統(tǒng)因為存在冷卻水易受污染和防凍兩個問題，本身安全性較差，所以實際應用效果一般，更無法適應工業(yè)建筑的使用要求。閉式冷卻塔取冷系統(tǒng)一般采用乙二醇溶液作為載冷劑，載冷劑不與室外空氣直接接觸，避免了污染問題，同時乙二醇本身是防凍液，從而克服了開式冷卻塔取冷系統(tǒng)的弊端)，雖然這樣能耗較小，但閉式冷卻塔取冷系統(tǒng)一般都應用在民用建筑中或非 電子類工業(yè)廠房中，若應用在電子類工業(yè)廠房中，主要會有以下三個方面的不足:一是取冷時間短，這是因為冷卻塔制備的載冷劑一般比外界溫度高:TC 5°C(外界溫度干工況時為干球溫度，濕工況時為淋水溫度)，載冷劑與冷凍水的換熱溫差一般為2°C左右，而工藝要求的冷凍水供水溫度為7°C，因此常規(guī)的冷卻塔供冷模式基本上要在外界溫度為2°C以下的情況才能使用，實際的取冷時間較短；二是無法保證供水溫度的穩(wěn)定性，這是因為電子類工業(yè)廠房對溫度精度要求較高，一般情況下，需要保證冷凍水供水溫度為7±0.5°C，常規(guī)冷卻塔取冷系統(tǒng)的冷凍水供水溫度強烈受到室外溫度波動的影響，無法滿足這種精度要求；三是安全性差，這是因為在常規(guī)的冷卻塔供冷模式中，冷機系統(tǒng)時停止運行的，在外界溫度升高至臨界點導致無法提供TC冷水和冷卻塔故障兩種情況下，冷機系統(tǒng)無法啟動繼續(xù)供冷(冷機自身的冷卻系統(tǒng)仍處于低溫狀態(tài)，達不到啟動溫度要求)，從而發(fā)生產事故。鑒于這三點，尤其是后兩點，在實際生產中，單獨采用冷卻塔取冷系統(tǒng)的模式不能采用?，F(xiàn)有一個名稱為冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)、授權公告號為CN202329393U的實用新型專利，它解決了傳統(tǒng)的冷水機組取冷的方式能耗太大的技術問題，并且適用于工業(yè)廠房、尤其是電子類工業(yè)廠房的供冷需求，但它的結構比較復雜，制造成本高，所以還需要進一步的改進
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，要解決傳統(tǒng)的冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)結構復雜、制造成本高的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，包括有冷凍水泵、冷凍水循環(huán)管路、末端設備、冷水機組和閉式冷卻塔，所述冷凍水泵設在冷凍水循環(huán)管路上，所述末端設備上的冷凍水進口和冷凍水出口與冷凍水循環(huán)管路連通，所述冷水機組中的蒸發(fā)器上的冷凍水進口和冷凍水出口也與冷凍水循環(huán)管路連通，其特征在于:所述閉式冷卻塔上也設有冷凍水進口和冷凍水出口，閉式冷卻塔通過冷凍水進口和冷凍水出口直接與冷凍水循環(huán)管路連通，并且閉式冷卻塔連接在末端設備的冷凍水出口與冷水機組上的冷凍水進口之間的冷凍水循環(huán)管路上。從蒸發(fā)器上的冷凍水出口流出的冷凍水的溫度為7°C ±0.5°C。從閉式冷卻塔的冷凍水出口流出的冷凍水的溫度為8 10°C。與現(xiàn)有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果:傳統(tǒng)技術認為閉式冷卻塔不能直接裝在冷凍水循環(huán)管路上(即不能直連到冷凍水循環(huán)管路上，必須通過換熱器)，而本實用新型克服了這個技術偏見，本實用新型取消了換熱器、乙二醇循環(huán)管路和乙二醇泵，將閉式冷卻塔直接裝在了冷凍水循環(huán)管路上，所以大大簡化了結構，降低了制造成本，并有效提聞了節(jié)能效果。本實用新型非常適合在寒冷和嚴寒地區(qū)推廣，因為這些地區(qū)的冬季以及一部分過渡季的室外溫度低于室內溫度，所以能夠有效利用自然冷量，可取得顯著的節(jié)能效果。本實用新型的能耗比單獨采用冷水機組制冷的能耗要低很多，假設單獨采用冷水機組制冷，同時全年負荷穩(wěn)定，忽略水泵等輔機功耗的增減，僅考慮制冷水機組進行相對粗略的分析，本實用新型在可利用自然冷量期間的節(jié)能率約為80%，全年的節(jié)能率約為30%。如果和單獨采用冷 卻塔取冷系統(tǒng)的方案相比，本實用新型利用自然冷量的時間得到大幅度延長。具體的取冷時 間對比可參見圖3，以北京市為例，其室外空氣溫度不同范圍的時數(shù)統(tǒng)計如表一，假設采用常規(guī)冷卻塔取冷系統(tǒng)，可以利用的是外界溫度< 2°C的時段，最長為2008+98=2106小時，即88天，而本實用新型可以利用的是外界溫度< 7°C的時段，最長為3054+294=3348小時，即140天，本實用新型比常規(guī)冷卻塔取冷系統(tǒng)利用自然冷量的時間多出1242小時，即52天。
權利要求1.一種直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，包括有冷凍水泵(2)、冷凍水循環(huán)管路(3 )、末端設備(4 )、冷水機組(5 )和閉式冷卻塔(I)，所述冷凍水泵(2 )設在冷凍水循環(huán)管路(3)上，所述末端設備(4)上的冷凍水進口和冷凍水出口與冷凍水循環(huán)管路(3)連通，所述冷水機組(5)中的蒸發(fā)器(5.1)上的冷凍水進口和冷凍水出口也與冷凍水循環(huán)管路(3)連通，其特征在于:所述閉式冷卻塔(I)上也設有冷凍水進口和冷凍水出口，閉式冷卻塔(I)通過冷凍水進口和冷凍水出口直接與冷凍水循環(huán)管路(3)連通，并且閉式冷卻塔(I)連接在末端設備的冷凍水出口與冷水機組上的冷凍水進口之間的冷凍水循環(huán)管路(3 )上。
2.根據(jù)權利要求1所述的直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，其特征在于:從蒸發(fā)器(5.1)上的冷凍水出口流出的冷凍水的溫度為7V ±0.5°C。
3.根據(jù)權利要求2所述的直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，其特征在于:從閉式冷卻塔(I)的冷 凍水出口流出的冷凍水的溫度為8 10°C。
專利摘要一種直接式冷卻塔冷水機組串級自然冷量利用系統(tǒng)，包括有冷凍水泵、冷凍水循環(huán)管路、末端設備、冷水機組和閉式冷卻塔，所述冷凍水泵設在冷凍水循環(huán)管路上，所述末端設備上的冷凍水進口和冷凍水出口與冷凍水循環(huán)管路連通，所述冷水機組中的蒸發(fā)器上的冷凍水進口和冷凍水出口也與冷凍水循環(huán)管路連通，所述閉式冷卻塔上也設有冷凍水進口和冷凍水出口，閉式冷卻塔通過冷凍水進口和冷凍水出口直接與冷凍水循環(huán)管路連通，并且閉式冷卻塔連接在末端設備的冷凍水出口與冷水機組上的冷凍水進口之間的冷凍水循環(huán)管路上。本系統(tǒng)取消了換熱器、乙二醇循環(huán)管路和乙二醇泵，將閉式冷卻塔直接裝在了冷凍水循環(huán)管路上，所以大大簡化了結構，降低了制造成本。
文檔編號F24F5/00GK203100027SQ20122074481
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者李本強, 張力, 毛曉輝 申請人:中國建筑標準設計研究院