本實(shí)用新型涉及循環(huán)水冷卻領(lǐng)域，具體而言，涉及一種節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

冷卻水系統(tǒng)主要由冷卻設(shè)備、水泵和管道組成。冷水流過(guò)需要降溫的生產(chǎn)設(shè)備(常稱換熱設(shè)備，如換熱器、冷凝器、反應(yīng)器)后，溫度上升，熱水通過(guò)冷卻設(shè)備則其溫度回降。然后可用泵送回生產(chǎn)設(shè)備再次使用，這種循環(huán)冷取水系統(tǒng)大大降低了用水量。在工業(yè)用水中，冷卻水占工業(yè)用水量的70％左右，因此，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)起了節(jié)約大量工業(yè)用水的作用。

從生產(chǎn)設(shè)備流出的水的溫度往往是需要送到冷卻塔中進(jìn)行冷卻，冷卻塔的高度一般在幾十米以上，這就需要功率較大的水泵將水送到冷卻塔上。整個(gè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)需要消耗較多的電力，這成為了生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)較大的成本支出。

因此提供一種節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)對(duì)于節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供了一種節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，其能夠通過(guò)自適應(yīng)地改變上塔水泵的流量來(lái)節(jié)省整個(gè)系統(tǒng)的能耗。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，用于工藝系統(tǒng)及設(shè)備的冷卻，包括涼水池、冷卻塔、三通管道、冷卻水管道和連通管道；所述工藝系統(tǒng)及設(shè)備、所述涼水池和所述冷卻塔通過(guò)所述三通管道相互連接；所述三通管道包括總管道、第一分管道和第二分管道，所述總管道與所述工藝系統(tǒng)及設(shè)備連通，所述第一分管道與所述冷卻塔連通，所述第二分管道與所述涼水池連通；

所述涼水池通過(guò)所述冷卻水管道與所述工藝系統(tǒng)及設(shè)備連通；所述涼水池通過(guò)所述連通管道與所述冷卻塔連通；

所述第一分管道上設(shè)置有上塔水泵和第一流量控制閥；所述第一流量控制閥設(shè)置在所述上塔水泵的上游。

所述冷卻水管道上設(shè)置有供水水泵和第二流量控制閥；所述第二流量控制閥設(shè)置在所述上塔水泵的上游。

作為優(yōu)選，所述節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)還包括控制器和溫度傳感器，所述控制器與所述溫度傳感器連接，所述溫度傳感器分別設(shè)置在所述冷卻水管道和所述總管道上；所述控制器與所述第一流量控制閥連接；所述控制器與所述第二流量控制閥連接。

作為優(yōu)選，所述上塔水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述供水水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均設(shè)置有第一永磁調(diào)速器或第一變頻器，所述第一永磁調(diào)速器或所述第一變頻器與所述控制器電連接。

作為優(yōu)選，所述冷卻塔的出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述風(fēng)扇和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上設(shè)置有第二變頻器或第二永磁調(diào)速器，所述第二變頻器或所述第二永磁調(diào)速器與所述控制器電連接。

作為優(yōu)選，所述第一分管道的出水口設(shè)置有灑水裝置。

作為優(yōu)選，所述灑水裝置包括灑水片、圓形外圈、旋轉(zhuǎn)軸、支撐桿和套筒；所述套筒設(shè)置在所述第一分管道的出水口中部，多個(gè)所述支撐桿沿第一分管道的徑向分布，并且其一端與所述第一分管道的內(nèi)壁連接，另一端與套筒連接；

所述旋轉(zhuǎn)軸垂直于所述圓形外圈，其一端位于圓形外圈的中部，所述灑水片的一端連接于所述旋轉(zhuǎn)軸，另一端連接于所述圓形外圈；所述灑水片與所述圓形外圈的軸線傾斜設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)軸安裝在所述套筒內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)軸的端部設(shè)置有擋塊。

作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述套筒通過(guò)軸承連接。

作為優(yōu)選，所述涼水池中設(shè)置有攪拌器。

作為優(yōu)選，所述冷卻水管道上設(shè)置有第二流量控制閥，所述第二流量控制閥設(shè)置在所述供水水泵的上游。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，使用時(shí)，根據(jù)涼水池的水溫調(diào)節(jié)第一流量控制閥的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入到上塔水泵的流量。這直接使得上塔水泵送入到水塔上的水量減少，減少了上塔水泵的做功，降低了上塔水泵的能耗。由于上塔水泵的能耗占整個(gè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)能耗的比重較大，故減少上塔水泵的能耗可以顯著地減少整個(gè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的能耗。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的原理圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一分管道和灑水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的灑水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的灑水裝置與第一分管道的裝配示意圖。

圖標(biāo)：100-節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；110-涼水池；112-攪拌器；120-冷卻塔；122-風(fēng)扇；1222-驅(qū)動(dòng)軸；1224-葉片；1226-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；1228-第二變頻器；125-灑水裝置；1252-灑水片；1253-支撐桿；1254-旋轉(zhuǎn)軸；1256-圓形外圈；1258-套筒；1259-擋塊；130-三通管道；132-總管道；134-第一分管道；1342-上塔水泵；1344-第一流量控制閥；136-第二分管道；140-冷卻水管道；142-供水水泵；144-第二流量控制閥；146-溫度傳感器；150-連通管道；160-工藝系統(tǒng)及設(shè)備；170-控制器；200-節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語(yǔ)為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的工藝系統(tǒng)及設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，術(shù)語(yǔ)“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì)水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例：

如圖1，本實(shí)施例提供了一種節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)100，該系統(tǒng)用于工藝系統(tǒng)及設(shè)備160的冷卻，包括涼水池110、冷卻塔120、三通管道130、冷卻水管道140、連通管道150和控制器170。工藝系統(tǒng)及設(shè)備160、涼水池110和冷卻塔120通過(guò)三通管道130相互連接；涼水池110通過(guò)冷卻水管道140與工藝系統(tǒng)及設(shè)備160連通。冷卻塔120中的冷水通過(guò)連通管道150排到?jīng)鏊?10中?？刂破?70實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)流入到上塔水泵1342的水流量以減少上塔水泵1342的能耗；控制器170還可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)供水水泵142的流量，從而減少供水水泵142的能耗；因此，該系統(tǒng)可以顯著減少能耗。

如圖1，三通管道130包括總管道132、第一分管道134和第二分管道136?？偣艿?32與工藝系統(tǒng)及設(shè)備160連通，第一分管道134與冷卻塔120連通，第二分管道136與涼水池110連通。第一分管道134上還設(shè)置有上塔水泵1342和第一流量控制閥1344。上塔水泵1342上設(shè)置有第一變頻器(圖中未示出)，永磁調(diào)速器與控制器170連接。第一流量控制閥1344與控制器170電連接，控制器170可以調(diào)節(jié)第一流量控制閥1344的開(kāi)度。

冷卻水對(duì)工藝系統(tǒng)及設(shè)備160進(jìn)行冷卻后，水溫升高，進(jìn)入總管道132?？偣艿?32上還設(shè)置有溫度傳感器146，溫度傳感器146與控制器170電連接。當(dāng)熱水流入到三個(gè)管道交匯處時(shí)，一部分水進(jìn)入到第一分管道134，在上塔水泵1342的作用下，第一分管道134的熱水進(jìn)入到冷卻塔120；另外一部分水進(jìn)入到第二分管道136后直接進(jìn)入涼水池110。

如圖1，涼水池110設(shè)置在地平面以下，通過(guò)連通管道150與冷卻塔120和涼水池110連通。涼水池110用于儲(chǔ)存來(lái)自第二分管道136的熱水和來(lái)自冷卻塔120的涼水。為了使熱水和涼水混合均勻，在涼水池110中還設(shè)置了攪拌器112。

冷卻水管道140將涼水池110中的冷卻水輸送到需要冷卻的工藝系統(tǒng)及設(shè)備160中。在冷卻水管道140上設(shè)置有供水水泵142和第二流量控制閥144，第二流量控制閥144設(shè)置在供水水泵142的上游。供水水泵142的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上設(shè)置有第一變頻器。第二流量控制閥144與控制器170電連接，控制器170可以調(diào)節(jié)第二流量控制閥144的開(kāi)度。

在冷卻水管道140上還設(shè)置有溫度傳感器146，溫度傳感器146與控制器170電連接。需要說(shuō)明的是，圖中所示的布置僅僅為示意，并不代表冷卻水管道140豎直布置。

控制器170可以采用PLC控制或者單片機(jī)控制，屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再對(duì)其做詳細(xì)描述?？刂破?70對(duì)上塔水泵1342和供水水泵142的控制是通過(guò)控制第一變頻器(圖中未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第一流量控制閥1344和第二流量控制閥144上可以設(shè)置電機(jī)，控制器170通過(guò)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)第一流量控制閥1344的和第二流量控制閥144開(kāi)度大小。

整個(gè)節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)100在工作時(shí)，溫度傳感器146對(duì)冷卻水管道140和總管道132的水溫進(jìn)行測(cè)試，將信號(hào)反饋給控制器170。當(dāng)水溫低于需要的溫度時(shí)，控制器170減小第一流量控制閥1344和第二流量控制閥144的開(kāi)度，并適當(dāng)降低上塔水泵1342和供水水泵142的轉(zhuǎn)速。此時(shí)，通過(guò)上塔水泵1342的水量減小，能耗降低；并且通過(guò)供水水泵142的水量減小，能耗降低。當(dāng)水溫高于需要的溫度時(shí)，執(zhí)行相反的操作，使得較多的水進(jìn)入到冷卻塔120進(jìn)行冷卻，從冷卻塔120排入到?jīng)鏊?10的涼水增多，從而降低了涼水池110的水溫。

由于冬季環(huán)境溫度較低，涼水池110本身的冷卻效果比較好，大部分的水被直接送入到低位的涼水池110中冷卻，只有少量的水進(jìn)入到冷卻塔120。從而可以大大降低上塔水泵1342的能耗，顯著降低了整個(gè)系統(tǒng)的能耗。另外，冬季工藝系統(tǒng)及設(shè)備160自身的散熱效果比較好，冷卻水的用量減少，即供水水泵142的流量減少，其能耗也減少。

隨著環(huán)境溫度的變化，涼水池110本身的冷卻效果也會(huì)發(fā)生變化，溫度傳感器146通過(guò)測(cè)定冷卻水管道140和總管道132的水溫，將信號(hào)傳遞給控制器170，從而可以對(duì)流入上塔水泵1342和供水水泵142的水量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)既可以對(duì)工藝系統(tǒng)及設(shè)備160進(jìn)行充分冷卻，又不至于浪費(fèi)能源。

如圖2，在冷卻塔120的出風(fēng)口處設(shè)置有風(fēng)扇122，風(fēng)扇122包括驅(qū)動(dòng)軸1222、葉片1224、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1226和第二變頻器1228；葉片1224為渦旋狀，連接于驅(qū)動(dòng)軸1222的一端；驅(qū)動(dòng)軸1222的另一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1226連接；第二變頻器1228設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)1226上并且與控制器170電連接。渦旋狀的葉片1224在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以更高效地將冷卻塔120中的熱空氣抽出。

由于冬季環(huán)境溫度比較低，冷卻塔120的冷卻效果比較好，這時(shí)，可以適當(dāng)降低風(fēng)扇122的轉(zhuǎn)速，從而節(jié)約能源。溫度傳感器146反饋給控制器170的溫度低于所需要的冷取水的溫度時(shí)，控制器170可通過(guò)改變第二變頻器1228的頻率來(lái)降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)1226的轉(zhuǎn)速，從而節(jié)約電能。

如圖3、圖4和圖5，第一分管道134的出水口還設(shè)置有灑水裝置125。灑水裝置125包括灑水片1252、圓形外圈1256、旋轉(zhuǎn)軸1254、支撐桿1253和套筒1258。套筒1258設(shè)置在出水口的中部，支撐桿1253沿第一分管道134的徑向分布，并且其一端與第一分管道134的內(nèi)壁連接，另一端與套筒1258連接；多個(gè)支撐桿1253在套筒1258的外圓周均勻分布。

旋轉(zhuǎn)軸1254垂直于圓形外圈1256，并且旋轉(zhuǎn)軸1254的一端位于圓形外圈1256的中部，灑水片1252的一端連接于旋轉(zhuǎn)軸1254，另一端連接于圓形外圈1256；灑水片1252與圓形外圈1256的軸線傾斜設(shè)置。旋轉(zhuǎn)軸1254安裝在套筒1258內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸1254的端部設(shè)置有擋塊1259。

由于灑水片1252于圓形外圈1256的軸線具有一定夾角，在水流從灑水片1252之間流出時(shí)，灑水片1252受到平行于第一分管道134管口的分力，在該分力的作用下，圓形外圈1256、灑水片1252和旋轉(zhuǎn)軸1254在套筒1258內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。水從灑水片1252之間灑出，并且灑水片1252的轉(zhuǎn)動(dòng)使得水流向四周散去，可以更好地進(jìn)行散熱。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例為較佳實(shí)施例，在某些實(shí)施例中，控制器170、攪拌器112、永磁調(diào)速器和溫度傳感器146并不是必須的；或者在某些實(shí)施例中，第一變頻器也可以由第一永磁調(diào)速器來(lái)代替，第二變頻器1228也可以由第二永磁調(diào)速器來(lái)代替；或者在某些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)軸1254上還設(shè)置有軸承，旋轉(zhuǎn)軸1254通過(guò)軸承與套筒1258連接。這些改變并不影響節(jié)能型循環(huán)水冷卻系統(tǒng)100的使用，并且也可以節(jié)約能源。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。