[实用新型]一种无动力相变冷却系统

说明书

本实用新型公开一种无动力相变冷却系统，由一次换热器和二次换热器串联组成闭合回路，该闭合回路内填充适宜的流体热工介质，热工介质在一次换热器中受热蒸发产生第一次相变，压力升高后顺势进入二次换热器，进而与外界大气、冷却水进行热交换，由此，热工介质冷凝成液态产生第二次相变，冷凝后的热工介质在压差和重力作用下回流到一次换热器底部，完成一次换热周期，该工作期内一般无须外界动力供给，但为提高该系统使用更广泛更可靠，该系统仍然备份了一套小功率外加强制水冷系统，以备极端工况时选用，进一步提高了该系统应用的灵活性。

技术领域

本实用新型一种无动力相变冷却系统，属于冷却系统技术领域，具体涉及一种节能型冷却装置。

背景技术

在钢铁、有色金属等重工业行业，其工艺用循环水冷却系统，大多采用恒流、恒压中央集中供水站运行方式，工艺和设备冷却用户往往远离中央供水站几百米甚至上千米，这种供水模式虽然降低占地面积，却带来供水压力高、供水流量严重过剩等问题，不可避免造成大量能耗。

这种中央集中供水冷却系统，其冷却塔都有一个共同特征：冷却塔的效能严重受季节天气、环境温度等条件变化的影响；夏季换热效果差、冬季效果最好，其冷却效果在这两季节相差可达数倍。因此，需要冷却同样的生产工艺发热量，由于夏季循环水进出管温差小，所需流量大，而在冬季，因其温差大，故需要的流量最小。但系统设计条件是按照全部负载最大发热量在炎热夏季的最大流量和最大压力来满足其工作需求，因此，在90%以上的时间里，其供水流量和供水压力都将严重过剩。

对于大多数运行的工业循环水冷系统，以上两种原因造成系统能源浪费率高达60%以上，有些系统甚至高达80%以上。

针对以上问题，现在虽然有了专利号为CN201310115024，名为《一种循环水温控节能运行系统》的节能运行控制系统，但该实用新型提供的系统和运行方式过于复杂，可靠度低，且设备成本过高，实际节能效果有限等缺点，只适用于中小型冷却系统的节能改造。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种无动力相变冷却系统，无须动力或仅需少量动力就能正常换热，且该换热系统具有自适应性强、使用灵活，适合单体设备分散冷却运用，可大面推广运用，其节能效果可达到最大化。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种无动力相变冷却系统，包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器包括蒸发器积液箱、蒸发管和蒸发器外壳，所述积液箱与蒸发管底部直接相连通，所述蒸发管是由若干内径为ф3mm～ф8mm的紫铜管或高压不锈钢管构成一个矩形阵列，所述蒸发管出口汇集一起通过管道接在冷凝器的进口上，所述蒸发器外壳是包覆在矩阵式蒸发管的外在保护壳体，由一定强度支撑的钢结构组成，所述蒸发器外壳上设有工艺介质受冷液的进液管道和出液管道，且所述进液管道位于出液管道的上方，使得需要冷却的工艺介质通过进液管道进入蒸发器与矩阵式蒸发管发生热交换，且冷却后的工艺介质通过出液管道重新参与设备或工艺循环；

所述冷凝器由若干内径为ф3mm～ф8mm的紫铜管或高压不锈钢管构成矩形阵列管式热交换器，该矩形阵列管式热交换器的散热管外壁直接敞开面向外界大气，所有散热管出口最后汇集在一起形成冷却回液管道，所述冷却回液管道的出口接蒸发器积液箱入口。

所述冷却回液管道上设置有加料装置，所述加料装置包括加料开关阀、单向阀及加料漏斗，正常情况下，加料阀处于关闭状态，仅在维修或需要添加热工质时才开启该装置。

所述冷凝器的矩形阵列管式热交换器上方设置有雾化喷淋管组，所述雾化喷淋管组通过出水管道连接在地井蓄水池内，所述出水管道上设置有动力泵组系统，所述冷凝器的矩形阵列管式热交换器下方设置有热水收集盘，所述热水收集盘通过回流管道连接在地井蓄水池内。

所述管道上设置有安全阀，所述安全阀的最高额定工作压力为1.5kg/cm²。