CN110779230A - 一种大温差低温冷却循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大温差低温冷却循环***，包括一次循环回路和二次循环回路，一次循环回路和二次循环回路通过中间换热器传递热量；一次循环回路包括第一用冷设备、第二用冷设备、第一缓冲罐、一次回路循环泵、二次回路流量计；二次循环回路包括第二缓冲罐、二次回路循环泵、低温离心式冷水机组；低温离心式冷水机组还连接冷机冷却水出水管和冷机冷却水进水管，冷机冷却水出水管上设置有冷机冷却水出水阀，冷机冷却水进水管上设置有冷机冷却水进水阀。本发明提供的一种大温差低温冷却循环***，可有效解决低温离心式冷水机组无法直接提供15.5℃甚至更大的换热温差的难题，本***设计简单、操作方便、稳定可靠、易于安装及清洁维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却循环***，具体涉及一种大温差低温冷却循环***。
背景技术
目前国内外石化、制药、食品冷冻冷藏等行业普遍采用低温离心式冷水机组实现工艺流程低温冷却及环境控制，低温冷却循环***作为工艺流程中最为重要的环节，在***运行的高效、可靠方面起着至关重要的作用。在具有低温冷却循环***的相关领域中，通常被冷却单元或末端用冷设备采用串联综合利用冷源温度梯度的工艺流程方式，因此对整体低温冷却循环***提出了大温差的换热需求。现在常规的低温冷却循环***中，通常只能采用多台低温机组串联运行，从而通过制冷温度串联降低的方式实现整体***大温差制冷及换热，或者就是将被冷却单元或末端用冷设备在***中进行并联的方式避免大温差难题的出现。目前以上两种方案均存在整体***耗能非常高、不节能的现象，完全无法满足当下绿色节能的总体发展趋势，且该类耗能现象经常出现在诸如生物制药、化工工艺流程等领域的低温冷却循环***中，造成了严重的资源浪费。
发明内容
本发明提供了一种大温差低温冷却循环***，可有效解决在大温差低温冷却***实际运行及调节中，当低温离心式冷水机组保持5℃或更小温差的条件下，可实现第一用冷设备和第二用冷设备15.5℃甚至更大的换热温差，从而有效解决低温离心式冷水机组无法直接提供15.5℃甚至更大的换热温差的难题。该***设计简单、操作方便、稳定可靠、易于安装及清洁维护。
本发明采用如下技术方案：
一种大温差低温冷却循环***，包括一次循环回路和二次循环回路，所述一次循环回路和二次循环回路通过中间换热器传递热量；
所述一次循环回路包括第一用冷设备、第二用冷设备、第一缓冲罐、一次回路循环泵、二次回路流量计，所述第一用冷设备通过第一用冷设备出水管与第一缓冲罐连接，所述第一用冷设备出水管上设置有第一用冷设备出水阀，所述第一缓冲罐通过一次回路循环阀与一次回路循环泵连接，所述一次回路循环泵通过中间换热器一次回路进水管与中间换热器连接，所述中间换热器一次回路进水管上设置有中间换热器一次回路进水阀；所述第一用冷设备通过第二用冷设备出水管与第二用冷设备连接，所述第二用冷设备通过第二用冷设备进水管与二次回路流量计连接，所述二次回路流量计通过中间换热器一次回路出水阀与中间换热器连接，所述第二用冷设备进水管与第一缓冲罐还通过一次回路调节管连接，所述一次回路调节管上设置有一次回路调节阀；
所述二次循环回路包括第二缓冲罐、二次回路循环泵、低温离心式冷水机组，所述第二缓冲罐通过中间换热器二次回路出水管与中间换热器连接，所述中间换热器二次回路出水管上设置有中间换热器二次回路出水阀，所述第二缓冲罐通过二次回路循环阀与二次回路循环泵连接，所述二次回路循环泵通过冷机冷冻水进水管与低温离心式冷水机组连接，所述冷机冷冻水进水管上设置有冷机冷冻水进水阀，所述低温离心式冷水机组通过中间换热器二次回路进水管与中间换热器连接，所述中间换热器二次回路进水管上设置有中间换热器二次回路进水阀，所述中间换热器二次回路进水管与第二缓冲罐还通过二次回路调节管连接，所述二次回路调节管上设置有二次回路调节阀；
所述低温离心式冷水机组还连接冷机冷却水出水管和冷机冷却水进水管，所述冷机冷却水出水管上设置有冷机冷却水出水阀，所述冷机冷却水进水管上设置有冷机冷却水进水阀。
进一步地，所述中间换热器为大温差中间换热器，所述大温差中间换热器为板式强化换热型大温差中间换热器。
进一步地，所述一次回路循环泵的数量为两个，当任其一的一次回路循环泵为使用状态时，另一个一次回路循环泵为备用状态。
进一步地，所述二次回路循环泵的数量为三个，当任意两个二次回路循环泵为使用状态时，另外一个二次回路循环泵为备用状态。
进一步地，所述一次循环回路温度为-4.5℃～-20℃，所述二次循环回路温度为-17℃～-23℃。
进一步地，所述一次回路调节阀与二次回路调节阀为自动调节的调节阀。
进一步地，所述一次回路调节阀用于自动控制调节一次循环回路的流量和温度，所述二次回路调节阀用于自动控制调节二次循环回路的流量和温度。
进一步地，所述冷机冷却水进水管、冷机冷却水进水阀门、冷机冷却水出水阀及冷机冷却水出水管用于降低低温离心式冷水机组的热量。
本发明的有益效果为：
(1)采用本发明的大温差低温冷却循环***，可有效解决在大温差低温冷却***实际运行及调节中，当低温离心式冷水机组保持5℃或更小温差的条件下，可实现第一用冷设备和第二用冷设备15.5℃甚至更大的换热温差，从而有效解决低温离心式冷水机组无法直接提供15.5℃甚至更大的换热温差的难题。
(2)运行中通过二次回路调节阀和一次回路调节阀的自动调节，可实现***大范围的温度及流量调节功能，确保***流量和温度运行更加稳定可靠。
(3)同时***通过设置第一缓冲罐、第二缓冲罐，在***运行中具有一定的蓄冷作用，确保***经济节能运行。
(4)该***设计简单、操作方便、稳定可靠、易于安装及清洁维护。
附图说明
图1为本发明一种大温差低温冷却循环***的结构示意图。
附图中，冷机冷却水进水管1、冷机冷却水进水阀2、低温离心式冷水机组3、冷机冷却水出水阀4、冷机冷却水出水管5、冷机冷冻水进水阀6、冷机冷冻水进水管7、二次回路循环泵8、二次回路循环阀9、第二缓冲罐10、中间换热器二次回路出水管11、中间换热器二次回路出水阀12、中间换热器13、中间换热器二次回路进水管14、中间换热器二次回路进水阀15、二次回路调节管16、二次回路调节阀17、中间换热器一次回路进水阀18、中间换热器一次回路进水管19、一次回路循环泵20、一次回路循环阀21、第一缓冲罐22、第一用冷设备出水管23、第一用冷设备出水阀24、第一用冷设备25、第二用冷设备出水管26、第二用冷设备27、第二用冷设备进水管28、二次回路流量计29、中间换热器一次回路出水阀30、一次回路调节管31、一次回路调节阀32。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明结合了大温差低温冷却***实际运行及调节的特性，提出了一种大温差低温冷却循环***方案。
如图1所示，本发明提供了一种大温差低温冷却循环***，包括一次循环回路和二次循环回路，一次循环回路和二次循环回路通过中间换热器13传递热量，中间换热器3为板式强化换热型大温差中间换热器。
一次循环回路温度为-4.5℃～-20℃，一次循环回路包括第一用冷设备25、第二用冷设备27、第一缓冲罐22、一次回路循环泵20、二次回路流量计29；一次回路循环泵20的数量为两个，当任其一的一次回路循环泵20为使用状态时，另一个一次回路循环泵20为备用状态。第一用冷设备25通过第一用冷设备出水管23与第一缓冲罐22连接，第一用冷设备出水管23上设置有第一用冷设备出水阀24，第一缓冲罐22通过一次回路循环阀21与一次回路循环泵20连接，一次回路循环泵20通过中间换热器一次回路进水管19与中间换热器13连接，中间换热器一次回路进水管19上设置有中间换热器一次回路进水阀18；第一用冷设备25通过第二用冷设备出水管26与第二用冷设备27连接，第二用冷设备27通过第二用冷设备进水管28与二次回路流量计29连接，二次回路流量计29通过中间换热器一次回路出水阀30与中间换热器13连接，第二用冷设备进水管28与第一缓冲罐22还通过一次回路调节管31连接，一次回路调节管31上设置有一次回路调节阀32，一次回路调节阀32为自动调节的调节阀，一次回路调节阀32用于自动控制调节一次循环回路的流量和温度。
二次循环回路温度为-17℃～-23℃，二次循环回路包括第二缓冲罐10、二次回路循环泵8、低温离心式冷水机组3；二次回路循环泵8的数量为三个，当任意两个二次回路循环泵8为使用状态时，另外一个二次回路循环泵8为备用状态。第二缓冲罐10通过中间换热器二次回路出水管11与中间换热器13连接，中间换热器二次回路出水管11上设置有中间换热器二次回路出水阀12，第二缓冲罐10通过二次回路循环阀9与二次回路循环泵8连接，二次回路循环泵8通过冷机冷冻水进水管7与低温离心式冷水机组3连接，冷机冷冻水进水管7上设置有冷机冷冻水进水阀6，低温离心式冷水机组3通过中间换热器二次回路进水管14与中间换热器13连接，中间换热器二次回路进水管14上设置有中间换热器二次回路进水阀15，中间换热器二次回路进水管14与第二缓冲罐10还通过二次回路调节管16连接，二次回路调节管16上设置有二次回路调节阀17，二次回路调节阀17为自动调节的调节阀，二次回路调节阀17用于自动控制调节二次循环回路的流量和温度。
低温离心式冷水机组3还连接冷机冷却水出水管5和冷机冷却水进水管1，冷机冷却水出水管5上设置有冷机冷却水出水阀4，冷机冷却水进水管1上设置有冷机冷却水进水阀2；冷机冷却水进水管1、冷机冷却水进水阀门2、冷机冷却水出水阀4及冷机冷却水出水管5用于降低低温离心式冷水机组3的热量。
本发明中，一次循环回路与二次循环回路为两套独立的低温换热***。二次回路调节管16与二次回路调节阀17、一次回路调节管31与一次回路调节阀32在运行过程中，分别通过自动控制调节的方式实现两套***各自流量及温度调节功能。冷机冷却水进水管1、冷机冷却水进水阀门2、冷机冷却水出水阀4及冷机冷却水出水管5主要与冷却***连接从而带走低温离心式冷水机组3冷凝器热量，实现***总体降温冷却。
采用本发明的大温差低温冷却循环***，可有效解决在大温差低温冷却***实际运行及调节中，当低温离心式冷水机组保持5℃或更小温差的条件下，可实现第一用冷设备和第二用冷设备15.5℃甚至更大的换热温差，从而有效解决低温离心式冷水机组无法直接提供15.5℃甚至更大的换热温差的难题。运行中通过二次回路调节阀和一次回路调节阀的自动调节，可实现***大范围的温度及流量调节功能，确保***流量和温度运行更加稳定可靠。同时***通过设置第一缓冲罐、第二缓冲罐，在***运行中具有一定的蓄冷作用，确保***经济节能运行。该***设计简单、操作方便、稳定可靠、易于安装及清洁维护。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，包括一次循环回路和二次循环回路，所述一次循环回路和二次循环回路通过中间换热器(13)传递热量；
所述一次循环回路包括第一用冷设备(25)、第二用冷设备(27)、第一缓冲罐(22)、一次回路循环泵(20)、二次回路流量计(29)，所述第一用冷设备(25)通过第一用冷设备出水管(23)与第一缓冲罐(22)连接，所述第一用冷设备出水管(23)上设置有第一用冷设备出水阀(24)，所述第一缓冲罐(22)通过一次回路循环阀(21)与一次回路循环泵(20)连接，所述一次回路循环泵(20)通过中间换热器一次回路进水管(19)与中间换热器(13)连接，所述中间换热器一次回路进水管(19)上设置有中间换热器一次回路进水阀(18)；所述第一用冷设备(25)通过第二用冷设备出水管(26)与第二用冷设备(27)连接，所述第二用冷设备(27)通过第二用冷设备进水管(28)与二次回路流量计(29)连接，所述二次回路流量计(29)通过中间换热器一次回路出水阀(30)与中间换热器(13)连接，所述第二用冷设备进水管(28)与第一缓冲罐(22)还通过一次回路调节管(31)连接，所述一次回路调节管(31)上设置有一次回路调节阀(32)；
所述二次循环回路包括第二缓冲罐(10)、二次回路循环泵(8)、低温离心式冷水机组(3)，所述第二缓冲罐(10)通过中间换热器二次回路出水管(11)与中间换热器(13)连接，所述中间换热器二次回路出水管(11)上设置有中间换热器二次回路出水阀(12)，所述第二缓冲罐(10)通过二次回路循环阀(9)与二次回路循环泵(8)连接，所述二次回路循环泵(8)通过冷机冷冻水进水管(7)与低温离心式冷水机组(3)连接，所述冷机冷冻水进水管(7)上设置有冷机冷冻水进水阀(6)，所述低温离心式冷水机组(3)通过中间换热器二次回路进水管(14)与中间换热器(13)连接，所述中间换热器二次回路进水管(14)上设置有中间换热器二次回路进水阀(15)，所述中间换热器二次回路进水管(14)与第二缓冲罐(10)还通过二次回路调节管(16)连接，所述二次回路调节管(16)上设置有二次回路调节阀(17)；
所述低温离心式冷水机组(3)还连接冷机冷却水出水管(5)和冷机冷却水进水管(1)，所述冷机冷却水出水管(5)上设置有冷机冷却水出水阀(4)，所述冷机冷却水进水管(1)上设置有冷机冷却水进水阀(2)。
2.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述中间换热器(3)为大温差中间换热器，所述大温差中间换热器为板式强化换热型大温差中间换热器。
3.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述一次回路循环泵(20)的数量为两个，当任其一的一次回路循环泵(20)为使用状态时，另一个一次回路循环泵(20)为备用状态。
4.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述二次回路循环泵(8)的数量为三个，当任意两个二次回路循环泵(8)为使用状态时，另外一个二次回路循环泵(8)为备用状态。
5.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述一次循环回路温度为-4.5℃～-20℃，所述二次循环回路温度为-17℃～-23℃。
6.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述一次回路调节阀(32)与二次回路调节阀(17)为自动调节的调节阀。
7.根据权利要求6所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述一次回路调节阀(32)用于自动控制调节一次循环回路的流量和温度，所述二次回路调节阀(17)用于自动控制调节二次循环回路的流量和温度。
8.根据权利要求1所述的一种大温差低温冷却循环***，其特征在于，所述冷机冷却水进水管(1)、冷机冷却水进水阀门(2)、冷机冷却水出水阀(4)及冷机冷却水出水管(5)用于降低低温离心式冷水机组(3)的热量。
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