一种工艺冷却水辅助降温装置的制作方法

本实用新型涉及一种工艺冷却水辅助降温装置，属于节能减排的技术领域。

背景技术：

半导体工艺设备等精密设备，不仅要求环境洁净、恒温恒湿，而且对工艺冷却水的温控制精度要求也很高。工艺冷却水通常为循环水，供水温度通常设在20℃左右，回水温度根据热负载的变化通常会升高2-5℃，所增加的热量通过换热器交换出去。换热器由一系列波纹形状的板片叠装而成，各板片之间形成薄矩形通道，板片两侧的通道分别通入液体，通过板片进行热量交换。

在工艺冷却水系统中，换热器的工艺冷却水称为二次冷却水，带走工艺冷却水热量的循环水称为一次冷却水，一次冷却水与二次冷却水分别循环运行。一次冷却水通常为14℃左右的循环水，并根据二次水的出水温度自动调节其流量以实现二次水的恒温出水。

现有技术中通常采用水冷冷水机或风冷冷水机组作为制冷机组实现一次冷却水的降温。

风冷式冷水机组是由压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体并送入冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入壳管蒸发器，吸收蒸发器内的冷冻水的热量使水温度下降；蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，其压缩机产生的热量，由散热器直接散到空气中，从而实现制冷目的。

水冷式冷水机组主要由半封闭式螺杆压缩机、壳管式冷凝器、干燥过滤器、热力膨胀阀、壳管式蒸发器、以及电器控制部分等组成，工作原理是压缩机将蒸发器内低温低压制冷剂吸入气缸，经过压缩机做功，制冷剂蒸气被压缩成为高温高压气体，经排气管道进入冷凝器内。高温高压的制冷剂气体在冷凝器内与冷却水进行热交换，把热量传递给冷却水带走，而制冷剂气体则凝结为高压液体。从冷凝器出来的高压液体经热力膨胀阀节流降压后进入蒸发器。在蒸发器内，低压液体制冷剂吸收冷冻水的热量而汽化，使冷冻水降温冷却，成为所需要的低温用水。汽化后的制冷剂气体重新被压缩机吸入进行压缩，排入冷凝器，这样周而复始，不断循环，从而实现对冷冻水的冷却，压缩机产生的热量由冷却塔散出。

压缩机是风冷、水冷式冷水机的核心部件，也是制冷剂压缩的动力之源。它的作用是将输入的电能转化为机械能，吸入、压缩和输送制冷剂蒸气，驱动循环进行；压缩机组的耗能 大，维护成本高，冷水机组必须常年运行，以提供所需的冷水供应。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种工艺冷却水辅助降温装置。

本实用新型的技术方案为：

一种工艺冷却水辅助降温装置，包括并联连通的散热器和旁路管道；散热器的一侧设置有散热风扇；散热器的两端设置有散热器阀门；旁路管道上设置有旁路管道阀门；旁路管道的两端设置在散热器阀门的外侧。通过启闭散热器阀门和旁路管道阀门实现旁路管道和散热器之间的切换。

优选的，所述散热器为盘管散热器。所述盘管散热器为铜质盘管或铝质盘管。盘管散热器内的水流量与散热器入水管的流量匹配，换热面积与一次冷却水换热量相匹配，换热面积＝换热量/传热系数×(盘管的平均温度-冷却水的平均温度)。

优选的，所述散热风扇连接有风扇控制器，所述风扇控制器连接有温度探测器。风扇控制器根据温度探测器反馈的流经散热器的一次冷却水温度，实时调控散热风扇风速，实现流经散热器的一次冷却水温度恒定。

进一步优选的，所述风扇控制器为KSD温控器。KSD温控器是由双金属开发的封闭式温控器，具有动作迅速、控温精确、控制电流大、使用寿命长的特点。

优选的，所述旁路管道与散热器进水管的管径相匹配。以满足水流的流量要求。

优选的，所述散热器阀门为常开电磁阀；所述旁路管道阀门为常闭电磁阀。电磁阀实现阀门的自动控制；另外散热器阀门和旁路管道阀门的启闭状态相反，可通过同一个电信号进行控制，同步性高，提高设备的整体性和稳定性。

本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置的工作方法包括步骤如下，在冬季或室外温度低于16℃时，开启散热器阀门，一次冷却水首先流经散热器，与外部空气形成接触传热而被冷却；经散热器冷却后的一次冷却水再进入制冷机组进一步降温至14℃后供出；当散热器的出水温度低于14℃时，关闭制冷机组，只靠散热器来维持一次冷却水的水温，水温控制通过调节散热风扇的转速来实现。当室外温度比一次冷却水温度高时，将一次冷却水切换至旁路管道，一次冷却水经旁路管道直接进入制冷机组。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置，在冬季及室外温度较低的时段通过室外空气做冷媒为工艺冷却水系统的一次冷却水进行预降温处理风扇作动力进行冷却，降低了制冷机组的负荷量，具有冷却效率高，维护成本低，维护周期短，节能效果明显；

2、本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置，通过温度探测器、散热风扇实现闭环控制，实现对一次冷却水的实时调控，自动化程度高，水温恒定。

附图说明

图1为本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置的应用示意图；

其中，1、散热器；2、散热风扇；3、风扇控制器；4、温度探测器；5、散热器出水管；6、散热器阀门；7、散热器进水管；8、旁路管道阀门；9、二次冷却水水泵；10、本实用新型所述工艺冷却水辅助降温装置；11、一、二次冷却水换热器；12、制冷机组；13、一次冷却水管路；14、一次冷却水水泵；15、二次水自动控温装置；16、高位补水箱；17、二次工艺冷却水负载。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1

如图1-2所示。

一种工艺冷却水辅助降温装置，包括并联连通的散热器1和旁路管道；散热器1的一侧设置有散热风扇2；散热器1的两端设置有散热器阀门6；旁路管道上设置有旁路管道阀门8；旁路管道的两端设置在散热器阀门6的外侧。通过启闭散热器阀门6和旁路管道阀门8实现旁路管道和散热器1之间的切换。

实施例2

如实施例1所述的工艺冷却水辅助降温装置，其区别在于，所述散热器1为盘管散热器。所述盘管散热器为铜质盘管或铝质盘管。盘管散热器内的水流量与散热器入水管7的流量匹配，换热面积与一次冷却水换热量相匹配，换热面积＝换热量/传热系数×(盘管的平均温度-冷却水的平均温度)。

实施例3

如实施例1所述的工艺冷却水辅助降温装置，其区别在于，所述散热风扇2连接有风扇控制器3，所述风扇控制器3连接有温度探测器4。风扇控制器3根据温度探测器3反馈的流经散热器1的一次冷却水温度，实时调控散热风扇2风速，实现流经散热器1的一次冷却水温度恒定。

实施例4

如实施例3所述的工艺冷却水辅助降温装置，其区别在于，所述风扇控制器3为KSD温 控器。KSD温控器是由双金属开发的封闭式温控器，具有动作迅速、控温精确、控制电流大、使用寿命长的特点。

实施例5

如实施例1所述的工艺冷却水辅助降温装置，其区别在于，所述旁路管道与散热器进水管7的管径相匹配。以满足水流的流量要求。

实施例6

如实施例1所述的工艺冷却水辅助降温装置，其区别在于，所述散热器阀门6为常开电磁阀；所述旁路管道阀门8为常闭电磁阀。电磁阀实现阀门的自动控制；另外散热器阀门6和旁路管道阀门8的启闭状态相反，可通过同一个电信号进行控制，同步性高，提高设备的整体性和稳定性。