RU2242569C2

RU2242569C2 - Liquid cooling device

Info

Publication number: RU2242569C2
Application number: RU99122218/03A
Authority: RU
Original assignee: Вейнберг Вениамин Яковлевич
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2004-12-20

Abstract

FIELD: refrigeration equipment, particularly for cooling liquid, for instance water used in water recycling systems of processing equipment.

SUBSTANCE: device is made as closed loop for liquid circulation including at least one cooler, liquid inlet and outlet pipelines, at least one pumping unit and heat exchanger. Structural members of heat exchanger, for instance coil or bundle of parallel tubes having small diameters or plates, are installed directly in artesian well below water level.

EFFECT: reduced size and improved ecology.

8 dwg

Description

Устройство относится к приспособлениям для охлаждения жидкости, например воды, которая может использоваться в системах оборотного водоснабжения для различного производственного оборудования, например для ректификационных установок, компрессоров и т.д.The device relates to devices for cooling a liquid, for example water, which can be used in water recycling systems for various production equipment, for example, distillation plants, compressors, etc.

Известно устройство охлаждения жидкости, выполненное в виде замкнутого контура жидкости, образованного по меньшей мере одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере одним нагнетательным устройством, теплообменником (См. авторское свидетельство СССР №868011, 05.10.1981, кл. Е 03 В 1/00).A liquid cooling device is known, made in the form of a closed liquid circuit formed by at least one cooler, pipelines for supplying and discharging liquid, at least one discharge device, and a heat exchanger (See USSR author's certificate No. 868011, 05.10.1981, class E 03 in 1/00).

Недостатком известной системы является ее значительная механоемкость.A disadvantage of the known system is its significant mechanical intensity.

Целью предполагаемого изобретения является создание компактного и экологически чистого устройства охлаждения жидкости.The aim of the proposed invention is to provide a compact and environmentally friendly liquid cooling device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве охлаждения жидкости, выполненном в виде замкнутого контура жидкости, образованного по меньшей мере одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере одним нагнетательным устройством, теплообменником, конструктивные элементы теплообменника, например змеевик или пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра или пластин, установлены непосредственно в скважине артезианской воды ниже ее уровня.This goal is achieved in that in a liquid cooling device made in the form of a closed liquid circuit formed by at least one cooler, pipelines for supplying and discharging liquid, at least one discharge device, a heat exchanger, structural elements of a heat exchanger, for example a coil or a bag in parallel installed tubes of small diameter or plates installed directly in the well of artesian water below its level.

Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

Фиг.1 - Принципиальная схема системы оборотного водоснабжения.Figure 1 - Schematic diagram of a circulating water supply system.

Фиг.2 - Принципиальная схема устройства охлаждения жидкости.Figure 2 - Schematic diagram of a liquid cooling device.

Фиг.3 - Узел охлаждения жидкости.Figure 3 - Node cooling fluid.

Устройство охлаждения жидкости рассматривается заявителем в качестве применения его в системе оборотного водоснабжения для производства спирта в ректификационных установках, которая содержит, например, буферный бак 1, подпитывающий трубопровод 2, отводящий трубопровод 3, на котором установлен по меньшей мере один насос 4 и по меньшей мере один теплообменник 5, трубопровод 3 соединяет буферный бак 1 с напорным баком 6, к которому подведен подпитывающий трубопровод 7 и который отводящим трубопроводом 8 соединен с по меньшей мере одной ректификационной установкой 9. Выход этой установки трубопроводом 10 соединен с дефлегматорным баком 11, в котором выполнен переливной патрубок 12, соединенный с трубопроводом 14, соединяющим дефлегматорный бак 11 с буферным баком 1, через по меньшей мере один охладитель 15, например через градирню.The liquid cooling device is considered by the applicant as its use in the circulating water supply system for the production of alcohol in distillation plants, which contains, for example, a buffer tank 1, a feed pipe 2, a discharge pipe 3, on which at least one pump 4 and at least one heat exchanger 5, a pipe 3 connects the buffer tank 1 to a pressure tank 6, to which a feed pipe 7 is connected and which is connected to at least one rectifier by a discharge pipe 8 station 9. The outlet of this installation is connected by a pipe 10 to a reflux tank 11, in which an overflow pipe 12 is made, connected to a pipe 14 connecting the reflux tank 11 to the buffer tank 1, through at least one cooler 15, for example, through a cooling tower.

В теплообменнике 5 может быть выполнен по меньшей мере один патрубок 16, выполненный в виде змеевика или набора параллельно установленных патрубков, который связан с трубопроводом 17, на котором установлен по меньшей мере один насос 18. Трубопровод 17 через отвод 19 и вентиль 20 соединен с сектором 21, расположенным в скважине 22 с выполненным в ней решетчатым корпусом 23, имеющим форму цилиндра. Трубопровод 17 обводным патрубком 25 с установленным на нем вентилем 26 соединен с отводом 27 сектора 21, с установленным на его выходе вентилем 24. Отвод 27 трубопроводом 28 соединен с отводом 29, который соединен через вентиль 30 с сектором 31, расположенным в скважине 32, в которой выполнен решетчатый корпус 33. На выходе сектора 31 установлен вентиль 34, через который сектор 31 соединен с отводом 38, соединенным обводным патрубком 36 с установленным на нем вентилем 37 с трубопроводом 28. Отвод 38 соединен также с трубопроводом 39, соединяющим его с входом патрубка 16. Обводной патрубок 42 с установленным на нем вентилем 43 соединяет трубопровод 17 с трубопроводом 28.At least one pipe 16 can be made in the heat exchanger 5, made in the form of a coil or a set of pipes installed in parallel, which is connected to a pipe 17 on which at least one pump 18 is installed. The pipe 17 is connected through a branch 19 and a valve 20 to a sector 21, located in the well 22 with a lattice body 23 formed therein having a cylinder shape. The pipe 17 bypass pipe 25 with a valve 26 installed on it is connected to the outlet 27 of the sector 21, with the valve 24 installed at its outlet. The outlet 27 by the pipe 28 is connected to the outlet 29, which is connected through the valve 30 to the sector 31 located in the well 32, in which has a lattice case 33 made. At the outlet of sector 31, a valve 34 is installed, through which sector 31 is connected to an outlet 38 connected by-pass pipe 36 with a valve 37 mounted on it with a pipe 28. The outlet 38 is also connected to a pipe 39 connecting it to the input of the pat Single 16. The bypass pipe 42 mounted with a valve 43 connects conduit 17 to conduit 28.

Обводной патрубок 40 с установленным на нем вентилем 41 соединяет трубопровод 28 с трубопроводом 39.A bypass pipe 40 with a valve 41 mounted thereon connects the pipe 28 to the pipe 39.

Корпус 23 может быть выполнен в виде цилиндра 44 с отверстиями, внутри которого установлена фильтрующая сетка 45, которая может быть установлена на дне этого цилиндра или на дне скважины.The housing 23 can be made in the form of a cylinder 44 with holes, inside of which a filter mesh 45 is installed, which can be installed at the bottom of this cylinder or at the bottom of the well.

Дополнительные материалы:Additional materials:

Фиг.4 - Пример установки устройства охлаждения жидкости в систему оборотного водоснабжения.Figure 4 - An example of the installation of a liquid cooling device in a circulating water supply system.

Фиг.5 - Пример выполнения узла охлаждения.Figure 5 - An example of the implementation of the cooling unit.

Трубопровод 17 и трубопровод 39 могут быть напрямую подсоединены в разрыв трубопровода 3, а места их подсоединения могут быть связаны обводным патрубком 46, с установленным на нем вентилем 47. (Фиг.4)The pipe 17 and pipe 39 can be directly connected to the gap of the pipe 3, and their connection can be connected bypass pipe 46, mounted on the valve 47. (Figure 4)

В скважинах 22 и 32 может быть установлен дополнительный небольшой артезианский насос 48.An additional small artesian pump 48 may be installed in wells 22 and 32.

Последовательно в разрыве трубопровода 3 могут быть последовательно подключены несколько устройств охлаждения жидкости.In series in the rupture of the pipeline 3, several liquid cooling devices can be connected in series.

Глубинный артезианский насос 48 подключен к трубопроводу 49, через который он подключен к потребителю или к дренажному устройству.The deep artesian pump 48 is connected to a pipeline 49 through which it is connected to a consumer or to a drainage device.

Сектора 21 представляют собой трубопровод, подключенный к трубопроводам 17 и 39 через запорную арматуру, при этом сектора 21 и 31 могут содержать змеевик 50, выполненный, например, в виде гибкого бронерукава, или содержать пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра, например в виде трубок 51, или пластин 52, т.е. конструктивные элементы скоростных теплообменников устанавливаются непосредственно в скважине артезианской воды, как это указано на фиг. 6 и 7.Sectors 21 are pipelines connected to pipelines 17 and 39 through shutoff valves, while sectors 21 and 31 may comprise a coil 50 made, for example, in the form of a flexible armored hose, or contain a packet of parallel tubes of small diameter, for example, in the form of tubes 51 or plates 52, i.e. structural elements of high-speed heat exchangers are installed directly in the well of artesian water, as indicated in FIG. 6 and 7.

Устройство охлаждения жидкости работает следующим образом.The liquid cooling device operates as follows.

В примере жидкость, например вода, циркулирует по замкнутому кругу, по змеевику 16, по трубопроводу 17, отводу 19, сектору 21, например, выполненному в виде трубопровода со змеевиком, по трубопроводу 28, отводу 29, сектору 31, отводу 38, трубопроводу 39 и снова поступая на змеевик 16. Охлаждение жидкости, т.е. воды в данном случае, происходит в секторе 21 и секторе 31, погруженных в холодную артезианскую воду, которая движется под землей, как и наземная река, особенно это проявляется при близости последней. Последовательность циркуляции осуществляется в данном случае при открытых вентилях 20, 24, 30 и 34. Все остальные вентиля закрыты, т.е. сектора 21 и 31 подключены последовательно.In the example, a liquid, for example water, circulates in a closed circle, through a coil 16, through a pipe 17, a branch 19, a sector 21, for example, made in the form of a pipeline with a coil, through a pipe 28, a branch 29, a sector 31, a branch 38, a pipe 39 and again entering the coil 16. Cooling the liquid, i.e. water in this case, occurs in sector 21 and sector 31, immersed in cold artesian water, which moves underground, like a land river, especially when the latter is close. The circulation sequence is carried out in this case with open valves 20, 24, 30 and 34. All other valves are closed, i.e. sectors 21 and 31 are connected in series.

Изменяя последовательность открытия вентилей устройства охлаждения жидкости можно подключать к змеевику 16 по одному сектору 21 или 31, или подключать их параллельно или последовательно, как это описано в настоящем примере.By changing the sequence of opening the valves of the liquid cooling device, one sector 21 or 31 can be connected to the coil 16, or they can be connected in parallel or in series, as described in this example.

Разберем пример использования устройства охлаждения жидкости в системе оборотного водоснабжения ректификации спирта. В этом примере вода из буферного бака по трубопроводу 3 насосом 4 подается в устройство охлаждения жидкости напрямую по трубопроводам 17, 39, секторам 21 и 31, или через теплообменник 5, далее охлажденная вода подается на напорный бак 6, с которого она по трубопроводу 8 подается на теплообменники ректификационной установки 9, отдав в них свой холод и подогревшись, эта вода по трубопроводу 10 подается на дефлегматорный бак 11 и через переливной патрубок 12, через трубопровод 14 и охладитель 15 снова поступает в буферный бак 1, через подпитывающие трубопроводы 1 и 6 происходит подпитка баков 1 и 6. В примере условно ограничено количество охладителей и теплообменников.Let us examine an example of the use of a liquid cooling device in a system for circulating alcohol rectification water supply. In this example, water from the buffer tank through pipeline 3 is pumped by pump 4 to the liquid cooling device directly through pipelines 17, 39, sectors 21 and 31, or through a heat exchanger 5, then cooled water is supplied to the pressure tank 6, from which it is supplied through pipeline 8 to the heat exchangers of the distillation unit 9, having given their own cold therein and heated up, this water is supplied through a pipe 10 to a reflux condenser tank 11 and through an overflow pipe 12, through a pipe 14 and a cooler 15 again enters the buffer tank 1, through the feed pipe Water 1 and 6 is the recharge of tanks 1 and 6. In the example, the number of coolers and heat exchangers is conditionally limited.

В целях исключения застаивания артезианской воды она может откачиваться циклически или постоянной небольшим артезианским насосом 48 или несколькими мелкими насосами.In order to prevent stagnation of artesian water, it can be pumped out cyclically or continuously with a small artesian pump 48 or several small pumps.

Сектора 21 и 31 могут содержать элементы стандартных скоростных теплообменников, трубчатых, пластинчатых, шланговых и т.д.Sectors 21 and 31 may contain elements of standard high-speed heat exchangers, tubular, plate, hose, etc.

Дополнительно: Фиг.8 - Часть трубопровода устройства.Additionally: Fig - Part of the pipeline device.

На трубопроводе 17 может быть установлен автоматический клапан 53, функционально связанный с регулятором температуры 54 и через него с датчиком температуры, установленным на трубопроводе 3, т.е. с датчиком 55, установленным после охладителя жидкости.An automatic valve 53 may be installed on the pipe 17, functionally connected with the temperature controller 54 and through it with a temperature sensor installed on the pipe 3, i.e. with a sensor 55 installed after the fluid cooler.

Система автоматического регулирования позволяет, открывая или перекрывая поток жидкости, поддерживать заданную температуру охлажденной жидкости в трубопроводе 3.The automatic control system allows, by opening or blocking the fluid flow, to maintain the desired temperature of the chilled fluid in the pipeline 3.

Насосы 4 и 18 могут, в общем, называться нагнетательными устройствами.Pumps 4 and 18 may, in general, be called discharge devices.

Основным признаком заявленного устройства является размещение теплообменника непосредственно в артезианской скважине, но в отдельном случае эти сектора 21 и 31 могут располагаться в глубоком колодце.The main feature of the claimed device is the placement of the heat exchanger directly in the artesian well, but in a separate case, these sectors 21 and 31 can be located in a deep well.

На трубопроводе 17 перед насосом 18 может быть установлена накопительная емкость 56, к которой может быть подведен подпитывающий трубопровод 57 с автоматическим клапаном 58.On the pipe 17 in front of the pump 18, a storage tank 56 can be installed, to which a feed pipe 57 with an automatic valve 58 can be connected.

Claims

Устройство охлаждения жидкости, выполненное в виде замкнутого контура жидкости, образованного, по меньшей мере, одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере, одним нагнетательным устройством, теплообменником, отличающееся тем, что конструктивные элементы теплообменника, например змеевик или пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра или пластин, установлены непосредственно в скважине артезианской воды ниже ее уровня.A liquid cooling device made in the form of a closed liquid circuit formed by at least one cooler, pipelines for supplying and discharging liquid, at least one discharge device, a heat exchanger, characterized in that the structural elements of the heat exchanger, such as a coil or a packet in parallel installed tubes of small diameter or plates installed directly in the well of artesian water below its level.