一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的製作方法
2023-12-03 15:46:26
一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，所述熱回收系統包括：冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備；其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率。本實用新型通過調節冷卻水泵頻率，使冷凝器的廢熱能夠得到更充分的利用；解決了水溫度達不到設定值的缺陷，節省了蒸汽用量；解決了冷卻水泵全年均全載運行的缺陷，節省了電費。
【專利說明】一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於半導體製造設備領域，特別是涉及一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統。
【背景技術】
[0002]隨著近年來的地球環境保護意識的提高，而尋求削減能量消耗量。節省能量法(節能法)的修改、IS050001等、從法律、標準的方面尋求節能的要求也逐漸變得嚴格。從這種背景出發，對工廠等規模比較大的生產設備的能量消耗進行削減的技術受到關注。
[0003]半導體行業屬於能量消耗量較大的行業之一，對半導體工業製造設備熱量的回收利用是業界關注的重點之一。現有的一種標準熱回收系統的結構如圖1所示，其包括:冷卻塔10、旁通閥30、冷卻水泵20及冷凝器40 ;其中，所述冷卻塔10的出水端與所述冷卻水泵20的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵20的出水端通過第二管道與所述冷凝器40連接，所述冷凝器40通過第三管道與所述冷卻塔10連接，所述旁通閥30連接於所述第一管道及第三管道之間。另外，還包括熱水供應系統，包括:供水設備(未予圖示)、溫水一次泵50、溫水二次泵60及熱交換器70 ;其中，所述供水設備通過管道同時與所述溫水一次泵50的進水端及溫水二次泵60的進水端連接，所述溫水一次泵50出水端通過管道與所述冷凝器40連接、所述冷凝器40通過管道與所述溫水二次泵60的進水端連接，所述溫水二次泵60的出水端通過管道與所述熱交換器70連接。所述標準熱回收系統在冷卻水泵和冷卻塔之間的管路上安裝旁通閥，通過調節旁通閥開度的大小，減少冷卻水進入冷卻塔的水量，使冷卻水能夠在冷凝器內短循環，利用冷卻水的廢熱，使所述熱水供應系統得到一定溫度的溫水。
[0004]上述的標準熱回收系統的工作原理為:
[0005]I)當旁通閥關閉時，所有冷卻水通過冷卻水泵，將冰機冷凝器的熱量全部帶到冷卻塔進行散熱；
[0006]2)當旁通閥開啟時，部分冷卻水就不會進入冷卻塔，而在冰機的冷凝器內短循環，從而提供熱回收的出水溫度；
[0007]3)當熱回收的出水溫度達不到設定值時，熱交換器會啟用，利用90°C的熱水熱交換出系統所需要的溫水。
[0008]上述的標準熱回收系統存在以下問題:
[0009]I)冷卻水泵一旦開啟運行，即為全載，全年所耗電能較大；
[0010]2)在冬天最冷時段，即使旁通閥全開，出水溫度仍然達不到設定值，還需要90攝氏度的熱水輔助加熱，大量耗用市政蒸汽。
實用新型內容
[0011]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，用於解決現有技術中熱回收系統耗能過高的問題。[0012]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種變頻冷卻水泵熱回收系統，包括:
[0013]冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備；
[0014]其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率。
[0015]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統的一種優選方案，所述冷卻設備為冷卻塔。
[0016]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統的一種優選方案，所述旁通閥為氣動旁通閥。
[0017]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統的一種優選方案，所述冷熱源設備為冰機冷凝器。
[0018]本實用新型還提供一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，包括:
[0019]熱回收系統，包括:冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備；
[0020]其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率；
[0021]熱水供應系統，包括:供水設備、溫水一次泵、溫水二次泵及熱交換器；
[0022]其中，所述供水設備通過管道同時與所述溫水一次泵的進水端及溫水二次泵的進水端連接，所述溫水一次泵出水端通過管道與所述冷熱源設備連接、所述冷熱源設備通過管道與所述溫水二次泵的進水端連接，所述溫水二次泵的出水端通過管道與所述熱交換器連接。
[0023]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的一種優選方案，所述冷卻設備為冷卻塔。
[0024]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的一種優選方案，所述旁通閥為氣動旁通閥。
[0025]作為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的一種優選方案，所述冷熱源設備為冰機冷凝器。
[0026]如上所述，本實用新型提供一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，所述熱回收系統包括:冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備；其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率。本實用新型具有以下有益效果:1)通過調節冷卻水泵頻率，降低冷卻水泵的揚程，使冷卻水能夠更加充分的在冷凝器內短循環，使冷凝器的廢熱能夠得到更充分的利用；2)解決了原有標準設計中，出水溫度達不到設定值的缺陷，節省了蒸汽用量；3)在全年的不同季節，冷卻水泵運行不同頻率，解決了原有標準設計中，全年均全載運行的缺陷，節省了電費。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1顯示為現有技術中的一種熱回收系統及熱水供應系統的結構示意圖。
[0028]圖2顯示為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統的結構示意圖。
[0029]圖3顯示為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的結構示意圖。
[0030]圖4顯示為本實用新型的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統的工作原理示意圖
[0031]元件標號說明
[0032]10 冷卻設備
[0033]30 旁通閥
[0034]20 冷卻水泵
[0035]40 冷熱源設備
[0036]80 變頻器
[0037]50 溫水一次泵
[0038]60 溫水二次泵
[0039]70 熱交換器
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖2?圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
[0042]實施例1
[0043]如圖2所示，本實施例提供一種變頻冷卻水泵20熱回收系統，包括:
[0044]冷卻設備10、旁通閥30、冷卻水泵20、變頻器80、以及冷熱源設備40 ；
[0045]其中，所述冷卻設備10的出水端與所述冷卻水泵20的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵20的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備40連接，所述冷熱源設備40通過第三管道與所述冷卻設備10連接，所述旁通閥30連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器80連接於所述冷卻水泵20，用於控制所述冷卻水泵20的泵水頻率。
[0046]需要說明的是，所述冷凝器的另一側接入供水端，以將熱回收系統回收的熱量對該供水端內的水進行升溫，獲得熱回收後的出水。
[0047]作為示例，所述冷熱源設備40為冰機冷凝器。作為示例，所述冷熱源設備40為冰機冷凝器。氣態的冷媒被壓縮機做功壓力變高，這樣在較高的壓力下，冷媒就可以用常溫的水來冷卻。經過壓縮機的氣態的冷媒在冷凝器裡面被冷卻塔來的水冷卻變成液態，液態冷媒再經過節流裝置降低壓力，使它的沸點降低，這樣在蒸發器裡面液態冷媒吸收冷凍水回水裡的熱量氣化，回水被冷卻再供出去。這就是一個循環。這個循環周而復始的進行，在上述過程中，所述冰機冷凝器內會產生較大的熱量，為了不造成能源浪費，這些熱量需要被回收利用。
[0048]作為示例，所述冷卻設備10為冷卻塔。具體地，冷卻塔是一種用水作為循環冷卻齊U，從一系統中吸收熱量排放至大氣中的冷卻設備10，其原理是通過蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或製冷空調中產生的餘熱來降低水溫的散熱裝置，以保證系統的正常運行。
[0049]作為示例，所述旁通閥30為氣動旁通閥30。當旁通閥30開啟時，部分冷卻水就不會進入冷卻塔，而在冰機的冷凝器內短循環，從而提供熱回收的出水溫度。
[0050]在具體的實施過程中，通過控制所述旁通閥30和通過變頻器80控制所述冷卻水泵20的運行頻率，降低冷卻水泵20的揚程，使冷卻水能夠更加充分的在冰機冷凝器內短循環，保證了冰機冷凝器的廢熱能夠得到更充分的利用。另外，在本實施例中，可以通過修改原系統的邏輯控制程序，使所述熱回收系統改為為由旁通閥30和冷卻水泵20變頻器80共同控制，實現自動化。
[0051]實施示例2
[0052]如圖3所示，本實施例還提供一種變頻冷卻水泵20熱回收系統及熱水供應系統，包括:
[0053]熱回收系統，包括:冷卻設備10、旁通閥30、冷卻水泵20、變頻器80、以及冷熱源設備40 ；
[0054]其中，所述冷卻設備10的出水端與所述冷卻水泵20的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵20的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備40連接，所述冷熱源設備40通過第三管道與所述冷卻設備10連接，所述旁通閥30連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器80連接於所述冷卻水泵20，用於控制所述冷卻水泵20的泵水頻率；
[0055]熱水供應系統，包括:供水設備、溫水一次泵50、溫水二次泵60及熱交換器70 ；
[0056]其中，所述供水設備通過管道同時與所述溫水一次泵50的進水端及溫水二次泵60的進水端連接，所述溫水一次泵50出水端通過管道與所述冷熱源設備40連接、所述冷熱源設備40通過管道與所述溫水二次泵60的進水端連接，所述溫水二次泵60的出水端通過管道與所述熱交換器70連接。
[0057]作為示例，所述冷熱源設備40為冰機冷凝器。作為示例，所述冷熱源設備40為冰機冷凝器。氣態的冷媒被壓縮機做功壓力變高，這樣在較高的壓力下，冷媒就可以用常溫的水來冷卻。經過壓縮機的氣態的冷媒在冷凝器裡面被冷卻塔來的水冷卻變成液態，液態冷媒再經過節流裝置降低壓力，使它的沸點降低，這樣在蒸發器裡面液態冷媒吸收冷凍水回水裡的熱量氣化，回水被冷卻再供出去。這就是一個循環。這個循環周而復始的進行，在上述過程中，所述冰機冷凝器內會產生較大的熱量，為了不造成能源浪費，這些熱量需要被回收利用。
[0058]作為示例，所述冷卻設備10為冷卻塔。具體地，冷卻塔是一種用水作為循環冷卻齊U，從一系統中吸收熱量排放至大氣中的冷卻設備10，其原理是通過蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或製冷空調中產生的餘熱來降低水溫的散熱裝置，以保證系統的正常運行。
[0059]作為示例,所述旁通閥30為氣動旁通閥30。當旁通閥30開啟時,部分冷卻水就不會進入冷卻塔，而在冰機的冷凝器內短循環，從而提供熱回收的出水溫度。
[0060]圖4顯示為本實施例的變頻冷卻水泵20熱回收系統及熱水供應系統的運作過程示意圖，其具體運作過程如下:
[0061]I)將熱回收系統的旁通閥30開到最大100%後，監測熱回收出水溫度是否達到設定值，若能超過設定值，則減少所述旁通閥30的通量，若為設定值，則保持所述旁通閥30的通量，若沒達到設定值，則通過變頻器80調節所述冷卻水泵20的頻率；
[0062]2)在調節所述冷卻水泵20後繼續監測所述熱回收出水溫度是否達到設定值，若達到設定值，則保持所述冷卻水泵20的頻率，若沒達到設定值，則繼續調節所述冷卻水泵20的頻率，使熱回收出水溫度最終達到設定值；
[0063]3)若上述過程，所述熱回收出水溫度還不能達到設定值，則啟動所述熱交換器70，以使熱回收出水溫度最終達到設定值。
[0064]經過上述過程，可以使熱回收系統的熱量回收和利用率大大提高，可以使所述熱交換器70不需要工作或在小功率下工作，大大節省了蒸汽用量。另外，在全年的不同季節，冷卻水泵20運行不同頻率，解決了原有標準設計中，全年均全載運行的缺陷，節省了電費。
[0065]如上所述，本實用新型提供一種變頻冷卻水泵20熱回收系統及熱水供應系統，所述熱回收系統包括:冷卻設備10、旁通閥30、冷卻水泵20、變頻器80、以及冷熱源設備40 ；其中，所述冷卻設備10的出水端與所述冷卻水泵20的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵20的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備40連接，所述冷熱源設備40通過第三管道與所述冷卻設備10連接，所述旁通閥30連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器80連接於所述冷卻水泵20，用於控制所述冷卻水泵20的泵水頻率。本實用新型具有以下有益效果:1)通過調節冷卻水泵20頻率，降低冷卻水泵20的揚程，使冷卻水能夠更加充分的在冷凝器內短循環，使冷凝器的廢熱能夠得到更充分的利用；2)解決了原有標準設計中，出水溫度達不到設定值的缺陷，節省了蒸汽用量；3)在全年的不同季節，冷卻水泵20運行不同頻率，解決了原有標準設計中，全年均全載運行的缺陷，節省了電費。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0066]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種變頻冷卻水泵熱回收系統，其特徵在於，包括: 冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備； 其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率。
2.根據權利要求1所述的變頻冷卻水泵熱回收系統，其特徵在於:所述冷卻設備為冷卻塔。
3.根據權利要求1所述的變頻冷卻水泵熱回收系統，其特徵在於:所述旁通閥為氣動旁通閥。
4.根據權利要求1所述的變頻冷卻水泵熱回收系統，其特徵在於:所述冷熱源設備為冰機冷凝器。
5.一種變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，其特徵在於，包括: 熱回收系統，包括:冷卻設備、旁通閥、冷卻水泵、變頻器、以及冷熱源設備； 其中，所述冷卻設備的出水端與所述冷卻水泵的進水端通過第一管道連接，所述冷卻水泵的出水端通過第二管道與所述冷熱源設備連接，所述冷熱源設備通過第三管道與所述冷卻設備連接，所述旁通閥連接於所述第一管道及第三管道之間，所述變頻器連接於所述冷卻水泵，用於控制所述冷卻水泵的泵水頻率； 熱水供應系統，包括:供水設備、溫水一次泵、溫水二次泵及熱交換器； 其中，所述供水設備通過管道同時與所述溫水一次泵的進水端及溫水二次泵的進水端連接，所述溫水一次泵出水端通過管道與所述冷熱源設備連接、所述冷熱源設備通過管道與所述溫水二次泵的進水端連接，所述溫水二次泵的出水端通過管道與所述熱交換器連接。
6.根據權利要求5所述的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，其特徵在於:所述冷卻設備為冷卻塔。
7.根據權利要求5所述的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，其特徵在於:所述旁通閥為氣動旁通閥。
8.根據權利要求5所述的變頻冷卻水泵熱回收系統及熱水供應系統，其特徵在於:所述冷熱源設備為冰機冷凝器。
【文檔編號】F24D19/10GK203823862SQ201420237947
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】李燕, 王琳, 阮珏旻, 王巍, 吳開春, 張利強 申請人:中芯國際集成電路製造(北京)有限公司