一种冷却水系统用节能控制系统的制作方法

本发明涉及的一种冷却水系统用节能控制系统，特别是涉及应用于控制系统领域的一种冷却水系统用节能控制系统。

背景技术：

1、冷却水系统是重要的排热系统，广泛应用于冶金、建筑空调、工业生产、数据中心制冷运行等领域由于冷却水系统缺乏合理的节能优化方法，导致能耗巨大。冷却水系统通常是在最不利条件下设计的，而通常在非设计条件下运行的。因此，冷却水系统具有巨大的节能潜力。

2、在冷却水系统设计中，设备模型和表示设备之间关系的参数是冷却水系统优化模型的基础。其中，冷却塔是冷却水系统传热的关键设备，其运行参数与水冷主机、水泵等运行参数相互制约。其中冷却塔的优化虽然只是整个冷却系统优化的一部分，但鉴于回水温度对于冷机能效水平的影响，对冷却塔优化产生的效益也是不言而喻的。

3、在冷却塔的实际运行过程中，绝大多数都是在部分负荷条件下运行的，这种情况下冷却塔有多种运行方式。降低冷却塔出水温度对冷水机组性能提高有益，却增加了冷却塔风机和水泵的电能消耗。冷却塔的冷却能力受室外空气温度的影响。当室外温度低于出水温，一般处理方式是加快风机转速或者开启喷淋系统辅助换热，提高制冷量。但是这种方式，导致冷却塔风机以及喷淋系统的能耗将增加。为了平衡两者的得失，就需要界定一个冷却塔最佳回水温度。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是制冷量以及能耗难以平衡。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种冷却水系统用节能控制系统，包括控制中心以及与控制中心信号连接的冷却塔、水冷主机，冷却塔包括塔体，塔体外端固定连接有进风网壳，塔体内部从下到上依次设置有集水盘、盘管、填料、喷淋系统以及收水器，进风网壳位于集水盘和盘管之间，塔体顶部安装有由电机驱动的风机，集水盘内安装有液面传感器，盘管的排水口处安装有温度传感器，水冷主机与盘管的进水口以及出水口之间分别安装有热水管和冷水管，热水管上并联有两个不同时开启的热水泵，冷水管上并联有两个不同时开启的冷水泵，喷淋系统、风机、热水泵、冷水泵、液面传感器以及温度传感器均与控制中心信号连接；

3、集水盘底部和喷淋系统之间连接有无泵上水组件，无泵上水组件包括固定贯穿塔体并与集水盘底部相通的回水管、盛放有循环水的储水罐以及安装在储水罐与喷淋系统之间的倒u形管，倒u形管远离喷淋系统的一端贯穿储水罐并延伸至循环水液面以下，倒u形管的两端均安装有保水电磁阀，其中一个保水电磁阀位于循环水液面以下，且两个保水电磁阀均与控制中心信号连接，回水管远离塔体的一端与储水罐底部固定并相通。

4、在上述冷却水系统用节能控制系统中，采用变频的风机的设置，可以智能控制风机的转速，从而平衡耗电量以及制冷量，达到提高制冷量的同时，使机组维持较低的耗电量，并且在无泵上水组件的设置下，可实现塔体内循环水的无泵的外加动力作用下自动向塔体顶部回水，相较于现有技术，节省了上塔泵，进一步降低能耗，使运行成本降低。

5、作为本申请的进一步改进，风机为变频式风机以及水动力涡流风扇中的一种。

6、作为本申请的进一步改进，储水罐内循环水液面高于喷淋系统，且储水罐内同样安装有液面传感器，储水罐外端还固定连接有补水管，补水管上安装有补水电磁阀，液面传感器位于补水管下方、喷淋系统上方，补水电磁阀与控制中心信号连接。

7、作为本申请的进一步改进，回水管以及倒u形管上均选择性安装有循环水泵，两个循环水泵均与控制中心信号连接。

8、一种冷却水系统用节能控制系统，其控制方法包括以下步骤：

9、首先在温度传感器内设置多个温度阈值，分别为k1、k2、k3和k4；

10、s1、通过温度传感器温度传感器检测盘管的出水温度t，并对比温度传感器的实时温度与温度阈值进行比较：

11、s11、当t＜k1时，控制中心控制风机关闭；

12、s12、当k1≤t＜k2时，控制中心控制风机开启，进行抽风工作；

13、s13、当k2≤t＜k4时，控制中心控制风机转速增加；

14、s14、当t≥k4时，控制风机转速加快，同时控制喷淋系统开启，此时集水盘内水在无泵的作用下流入喷淋系统内，使喷淋系统开始喷淋工作，直至t降低至k3以下时，此时控制中心控制喷淋系统关闭停止工作；

15、s21、通过液面传感器监测集水盘以及储水罐内的液面高度，当集水盘内液面过高时，通过循环水泵将集水盘内积水快速泵入储水罐内储存；

16、s22、当储水罐内液面过低时，控制中心控制补水电磁阀开启，使外界水能向储水罐内补充，使储水罐内液面回升，使储水罐液面与喷淋系统之间存在高度差，使储水罐内存储的循环水能在无泵的外加动力情况下，沿着倒u形管流入到喷淋系统内进行喷淋，达到节能的效果。

17、作为本申请的进一步改进，在步骤s14中，控制中心在控制喷淋系统关闭之前，先控制上的两个保水电磁阀关闭，使倒u形管内维持充满水的状态；控制中心在控制喷淋系统开启时，同时控制两个保水电磁阀开启。

18、作为本申请的又一种改进，盘管包括多个上下叠放的蛇形管，多个蛇形管首尾之间均连接有连蛇弯管，连蛇弯管弹性材料制成。

19、作为本申请的又一种改进的补充，蛇形管的个数为奇数个，且从上到下，第偶数个的蛇形管两端与塔体对应的内壁之间均安装有两个电动推杆，电动推杆与控制中心信号连接，当出水温度t≥k2时，控制中心控制一侧的多个电动推杆伸长，同时控制另一侧的多个电动推杆同步缩短，使上下相邻的两个蛇形管相互错位。

20、作为本申请的又一种改进的补充，蛇形管的平直段包括两个定位段以及固定镶嵌在两个定位段之间的自适应段，自适应段外表面粘贴有多个均匀分布的磁条，两个定位段之间设有控径片，控径片贯穿自适应段，且控径片的两端与定位段之间均固定连接两个相互对称的定位杆。

21、作为本申请的又一种改进的补充，控径片为表面包裹有绝缘层的电磁材料制成，磁条为铁磁性结构，且磁条的长度小于自适应段的长度，磁条的两端均为球面结构。

22、综上，本方案可以智能控制并调整风机的转速，从而平衡耗电量以及制冷量，达到提高制冷量的同时，使机组维持较低的耗电量，并且在无泵上水组件的设置下，可实现塔体内循环水的无泵的外加动力作用下自动向塔体顶部回水，相较于现有技术，节省了上塔泵，进一步降低能耗，使运行成本降低，另外，在出水温度较高时，加快风机转速的同时，可同步控制多个蛇形管相互错位，使蛇形管相互之间不易遮挡，使上行的空气以及下行的循环水均能与蛇形管接触，同时蛇形管的截面还可发生适应性变化，从而大幅度加快蛇形管内水的降温速度，使在同等出水温度的要求下，可有效缩短风机加速转动的时长以及喷淋系统的工作时长，进一步提高本系统的节能效果。

技术特征：

1.一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：包括控制中心以及与控制中心信号连接的冷却塔、水冷主机，所述冷却塔包括塔体（1），所述塔体（1）外端固定连接有进风网壳（2），所述塔体（1）内部从下到上依次设置有集水盘、盘管（3）、填料（4）、喷淋系统（5）以及收水器（6），所述进风网壳（2）位于集水盘和盘管（3）之间，所述塔体（1）顶部安装有由电机驱动的风机（7），所述集水盘内安装有液面传感器（101），所述盘管（3）的排水口处安装有温度传感器（301），所述水冷主机与盘管（3）的进水口以及出水口之间分别安装有热水管和冷水管，所述热水管上并联有两个不同时开启的热水泵，所述冷水管上并联有两个不同时开启的冷水泵，所述喷淋系统（5）、风机（7）、热水泵、冷水泵、液面传感器（101）以及温度传感器（301）均与控制中心信号连接；

2.根据权利要求1所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述风机（7）为变频式风机以及水动力涡流风扇中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述储水罐（8）内循环水液面高于喷淋系统（5），且储水罐（8）内同样安装有液面传感器（101），所述储水罐（8）外端还固定连接有补水管（82），所述补水管（82）上安装有补水电磁阀（801），所述液面传感器（101）位于补水管（82）下方、喷淋系统（5）上方，所述补水电磁阀（801）与控制中心信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述回水管（81）以及倒u形管（9）上均选择性安装有循环水泵，两个所述循环水泵均与控制中心信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：其控制方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：在步骤s14中，控制中心在控制喷淋系统（5）关闭之前，先控制（91）上的两个保水电磁阀（901）关闭，使倒u形管（9）内维持充满水的状态；控制中心在控制喷淋系统（5）开启时，同时控制两个保水电磁阀（901）开启。

7.根据权利要求5所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述盘管（3）包括多个上下叠放的蛇形管（31），多个蛇形管（31）首尾之间均连接有连蛇弯管（32），所述连蛇弯管（32）弹性材料制成。

8.根据权利要求7所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述蛇形管（31）的个数为奇数个，且从上到下，第偶数个的蛇形管（31）两端与塔体（1）对应的内壁之间均安装有两个电动推杆（302），所述电动推杆（302）与控制中心信号连接，当所述出水温度t≥k2时，控制中心控制一侧的多个电动推杆（302）伸长，同时控制另一侧的多个电动推杆（302）同步缩短，使上下相邻的两个蛇形管（31）相互错位。

9.根据权利要求8所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述蛇形管（31）的平直段包括两个定位段（311）以及固定镶嵌在两个定位段（311）之间的自适应段（312），所述自适应段（312）外表面粘贴有多个均匀分布的磁条（313），两个所述定位段（311）之间设有控径片（33），所述控径片（33）贯穿自适应段（312），且控径片（33）的两端与定位段（311）之间均固定连接两个相互对称的定位杆（303）。

10.根据权利要求9所述的一种冷却水系统用节能控制系统，其特征在于：所述控径片（33）为表面包裹有绝缘层的电磁材料制成，所述磁条（313）为铁磁性结构，且磁条（313）的长度小于自适应段（312）的长度，磁条（313）的两端均为球面结构。

技术总结本发明涉及应用于控制系统领域的一种冷却水系统用节能控制系统，可以智能控制并调整风机的转速以及喷淋系统的启闭，达到提高制冷量的同时，使机组维持较低的耗电量，并且在无泵上水组件的设置下，实现对能耗以及制冷量的平衡，另外配合无泵上水组件的设置，可实现塔体内循环水的无泵的外加动力作用下向塔体顶部回水，相较于现有技术，节省了上塔泵，进一步降低能耗，使运行成本降低，另外，配合多个可相互错位的蛇形管的设置，在出水温度较高时，其错位后能充分与上行的空气以及下行的循环水接触，从而大幅度加快换热速度，使风机以及喷淋系统能在更短的工作时长下，使冷却介质降低至目标出水温度，进一步提高本系统的节能效果。技术研发人员：栗翱,葛安平,曹雷受保护的技术使用者：秦皇岛天沐冶金机械设备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9