專利名稱：一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)，具體涉及一種利用水循環(huán)冷卻機組的系統(tǒng)設備，適用于冶金、化工等行業(yè)。
背景技術：
工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備廣泛運用于冶金、化工等行業(yè)，利用水作為載冷劑或冷卻劑來實現(xiàn)熱量的傳遞，以確保機組(換冷設備)的正常工作。最基本的冷卻系統(tǒng)設備包括冷卻塔、冷卻泵、水池及冷換設備，由冷卻泵將冷卻水抽入冷卻系統(tǒng)管路中，流經(jīng)冷換設備，完成熱交換，吸收機組設備的熱量，流出的高溫水進入室外的冷卻塔散熱降溫，由冷卻泵抽取，再次進入冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，如此不斷帶走末端冷換設備所散發(fā)的熱量。
為保證機組的正常工作，冷卻設備必須隨機組長時間的開啟工作，甚至全年365天無間斷的運行，而驅(qū)動整個冷卻設備所需消耗大量的電能，目前國內(nèi)大多數(shù)的冷卻系統(tǒng)設備是采用傳統(tǒng)的定流量控制方式，即循環(huán)水系統(tǒng)流量是基本恒定的，一旦開啟便工作在滿負荷的狀態(tài)中，該狀態(tài)所需能耗是按照天氣最熱、負荷最大的工況設計的，再乘以10～20％的安全系數(shù)；然而，事實上由冷卻設備構成的冷卻系統(tǒng)是一個非線性時變的系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)室外環(huán)境的變換機組所需的冷卻量是不同的，例如季節(jié)交替、氣候變換、晝夜輪回，因此絕大部分時間是不需要冷卻設備提供滿負荷狀態(tài)下的冷卻量。
目前國內(nèi)的工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)，大多采用節(jié)流調(diào)節(jié)方式，由操作人員根據(jù)情況，通過操作閥門或旁通實現(xiàn)冷卻水水流量的調(diào)節(jié)，而對拖動系統(tǒng)采取定速控制。這種調(diào)節(jié)方式控制粗糙，使得末端需冷設備運行不穩(wěn)定，不能保證需冷設備在經(jīng)濟運行方式下運行。另外，當在低負荷運行時，定速控制造成閥門兩端壓差很大，大量的能量消耗在閥門上，并且泵的運行效率也很低，長期運行導致能耗十分嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種能夠自動控制運轉能耗的工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，以根據(jù)現(xiàn)場情況自動調(diào)節(jié)，避免對能源的浪費，降低運營成本。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，包括傳感器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，所述執(zhí)行系統(tǒng)主要由閥門、補水系統(tǒng)及拖動系統(tǒng)的控制器構成，所述傳感器包括分別位于工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的冷卻塔的進水口、補水管路的進水口、冷卻泵的出水口處的溫度、流量傳感器，位于室外的溫度傳感器，所述控制系統(tǒng)包括信息采集處理器、能耗計算裝置、執(zhí)行設備監(jiān)控器、巡更系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器，各傳感器的傳感信號輸出端分別與信息采集處理器的輸入接口連接，控制系統(tǒng)的各部分間通過總線連接，所述執(zhí)行設備監(jiān)控器的輸出接口分別連接至執(zhí)行系統(tǒng)的各個控制器。
工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備是以水作為冷卻劑，進入到末端冷換設備中進行熱量的傳遞，吸收設備放出的熱量，變熱后的水經(jīng)室外的冷卻塔散熱降溫再回至循環(huán)系統(tǒng)中，以實現(xiàn)冷卻的，在其過程中冷卻劑受室內(nèi)及室外環(huán)境(包括溫度、濕度、壓力)的影響，特別是室外的溫度變換，水在冷卻塔中散熱性能發(fā)生著變化，從而影響冷卻設備的能源負荷量；在冷卻塔中，水的散熱方式為蒸發(fā)散熱和傳導散熱，春、夏、秋3季中，水與空氣的溫差較小，以蒸發(fā)散熱為主，傳導散熱為輔；在寒冷的冬季，則主要靠傳導散熱實現(xiàn)。因而，上述技術方案中，要控制裝置中設置了位于冷卻塔的進水口、補水管路的進水口、冷卻泵的出水口上的溫度、流量傳感器，以及室外的溫度傳感器，實時檢測冷卻劑在管路各位置處的溫度、流量參數(shù)，同時測試冷卻塔所在位置的環(huán)境溫度，將這些傳感器采集到的數(shù)據(jù)信號經(jīng)信息采集處理器收集處理后，傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控制服務器中，由能耗計算裝置進行運算后通過執(zhí)行設備監(jiān)控器控制執(zhí)行系統(tǒng)的工作，以對冷卻設備的運行能耗進行調(diào)整，達到所供即所需的節(jié)能目的。同時，上述數(shù)據(jù)會被存入數(shù)據(jù)庫服務器中，以便進行歷史數(shù)據(jù)分析。
所述“控制系統(tǒng)”中，各監(jiān)控器、計算裝置、服務器等既可以分別采用獨立的計算機，也可以由一臺計算機來實現(xiàn)，或者用幾臺計算機組合實現(xiàn)，計算機(包括單片機系統(tǒng))之間通過總線連接，可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件(如SQL Server2000)將各類數(shù)據(jù)整合、分析，輸出各種報表與數(shù)據(jù)曲線以及故障記錄，以便于更好的了解及控制整個設備運行的情況。
上述技術方案中，所述傳感器中還包括至少設置在一室內(nèi)末端冷換設備的進水口處的溫、濕度傳感器和壓力傳感器，各傳感器的信號輸出端與信息采集處理器的輸入接口連接。針對單個或多個對冷卻效果有特殊要求的末端冷換設備的進水口處設置傳感器，實際檢測該處影響負荷的各類參數(shù)(溫度、濕度、壓力)，計算出準確的負荷量，可以在保證設備正常工作要求的前提下實現(xiàn)節(jié)能的效果。
進一步的技術方案，現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器通過網(wǎng)絡接口與局域網(wǎng)連接?；赥CP/IP協(xié)議，一方面可利用局域網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)遠程的監(jiān)控終端相連接，另一方面可利互聯(lián)網(wǎng)與外網(wǎng)客戶終端相連接，以實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控及傳輸。
上述技術方案中，所述現(xiàn)場監(jiān)控服務器可以設有監(jiān)控觸摸終端，便于管理人員的操作。
在實際系統(tǒng)中，還可以設置冗余系統(tǒng)，以保證設備的正常運行。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點1.由于本實用新型在冷卻設備的冷卻塔的進水口、補水管路的進水口、冷卻泵的出水口分別設有溫度、流量傳感器，室外設有溫度傳感器，利用各處傳感器測得的信號輸入控制系統(tǒng)進行運算，以運算得出的實時負荷量調(diào)節(jié)冷卻設備的能耗，從而達到自動調(diào)整設備運轉能耗，避免能源浪費，減小企業(yè)運轉成本；2.在單個或多個末端冷換設備處設置溫、濕度傳感器及壓力傳感器，實測該冷換設備所需要的能耗，通過控制系統(tǒng)針對該處的冷卻量進行調(diào)節(jié)，可以滿足該冷換設備的特殊要求；3.本實用新型的控制器可以與網(wǎng)絡連接，因而可以實現(xiàn)遠程控制，并可以通過由控制軟件、監(jiān)視軟件和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成功能強大的軟件控制系統(tǒng)，在程序運行中，根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存貯的歷史數(shù)據(jù)，進行分析、修正運行控制參數(shù)，達到最優(yōu)控制效果以及能量節(jié)省。


附圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1所示，一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，包括傳感器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，所述執(zhí)行系統(tǒng)主要由閥門、補水系統(tǒng)及拖動系統(tǒng)的控制器構成，所述傳感器包括分別位于工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的冷卻塔的進水口、補水管路的進水口、冷卻泵的出水口處的溫度、流量傳感器，位于室外的溫度傳感器，至少設置在一室內(nèi)末端冷換設備的進水口處的溫、濕度傳感器和壓力傳感器，各傳感器的傳感信號輸出端分別與信息采集處理器的輸入接口連接；所述控制系統(tǒng)包括信息采集處理器、能耗計算裝置、執(zhí)行設備監(jiān)控器、巡更系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器，控制系統(tǒng)的各部分間通過總線連接，所述執(zhí)行設備監(jiān)控器的輸出接口分別連接至執(zhí)行系統(tǒng)的各個控制器。所述現(xiàn)場監(jiān)控服務器設有監(jiān)控觸摸終端，現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器通過網(wǎng)絡接口與局域網(wǎng)連接；基于TCP/IP協(xié)議，利用局域網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)遠程的監(jiān)控終端相連接，同時通過互聯(lián)網(wǎng)與外網(wǎng)客戶終端相連接，以實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控及傳輸。
本實施例中，傳感器、控制系統(tǒng)及監(jiān)控終端構建成一拓撲結構(1)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和發(fā)布層讓用戶更容易地通過網(wǎng)絡交流數(shù)據(jù)，在此基礎上，運用了目前流行的B/S數(shù)據(jù)庫模式，即Bowser(瀏覽器)/Server(服務器)；(2)信息和控制層基于中型PLC的開發(fā)模式，監(jiān)控觸摸終端運行嵌入式操作系統(tǒng)；在網(wǎng)絡通訊模塊方面，采用PROFIBUS的通訊協(xié)議，根據(jù)通信要求確定現(xiàn)場服務器和遠程客戶端建立光纖TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡；(3)原始信息采集層利用4-20MA信號傳輸、熱電阻、RS-485總線、TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡連接等。
權利要求1.一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，包括傳感器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，所述執(zhí)行系統(tǒng)主要由閥門、補水系統(tǒng)及拖動系統(tǒng)的控制器構成，其特征在于所述傳感器包括分別位于工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的冷卻塔的進水口、補水管路的進水口、冷卻泵的出水口處的溫度、流量傳感器，位于室外的溫度傳感器，所述控制系統(tǒng)包括信息采集處理器、能耗計算裝置、執(zhí)行設備監(jiān)控器、巡更系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器，各傳感器的傳感信號輸出端分別與信息采集處理器的輸入接口連接，控制系統(tǒng)的各部分間通過總線連接，所述執(zhí)行設備監(jiān)控器的輸出接口分別連接至執(zhí)行系統(tǒng)的各個控制器。
2.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，其特征在于所述傳感器中還包括至少設置在一室內(nèi)末端冷換設備的進水口處的溫、濕度傳感器和壓力傳感器，各傳感器的信號輸出端與信息采集處理器的輸入接口連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，其特征在于現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器通過網(wǎng)絡接口與局域網(wǎng)連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，其特征在于所述現(xiàn)場監(jiān)控服務器設有監(jiān)控觸摸終端。
專利摘要本實用新型公開了一種工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備的節(jié)能控制裝置，包括傳感器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括分別位于冷卻塔進水口、補水管路進水口、冷卻泵出水口處的溫度、流量傳感器，位于室外的溫度傳感器，所述控制系統(tǒng)包括信息采集處理器、能耗計算裝置、執(zhí)行設備監(jiān)控器、巡更系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)控服務器及數(shù)據(jù)庫服務器，各傳感器的傳感信號輸出端分別與信息采集處理器的輸入接口連接，控制系統(tǒng)的各部分間通過總線連接，所述執(zhí)行設備監(jiān)控器的輸出接口分別連接至執(zhí)行系統(tǒng)的各個控制器。本實用新型實現(xiàn)了設備能耗的自動化調(diào)節(jié)，以達到所供即所需的節(jié)能目的，避免能源浪費，減少企業(yè)運轉費用。
文檔編號F25D29/00GK2901199SQ20062007263
公開日2007年5月16日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權日2006年4月18日
發(fā)明者張健, 蘭大志 申請人:蘇州勝利科技有限公司