水冷式空壓機節(jié)能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水冷式空壓機節(jié)能裝置，該裝置通過裝置在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的溫度傳感器將水冷式空壓機的冷卻水出水溫度轉(zhuǎn)換為電阻信號進(jìn)入智能控制器，由智能控制器做PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，依靠智能控制器的輸出信號控制循環(huán)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)水冷式空壓機冷卻水恒溫調(diào)節(jié)。本實用新型的水冷式空壓機在啟動時，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)自動啟動，空壓機在運行時，循環(huán)冷卻水泵根據(jù)空壓機排水溫度自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，循環(huán)冷卻水備用泵根據(jù)溫度自動投切，冷卻塔散熱風(fēng)機根據(jù)排水溫度自動投切，循環(huán)冷卻水泵與循環(huán)冷卻水備用泵實現(xiàn)定時自動輪換運行，可大大降低水冷式空壓機電能消耗，減少設(shè)備磨損，以實現(xiàn)節(jié)能減排、延長設(shè)備使用壽命。
【專利說明】水冷式空壓機節(jié)能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水冷式空壓機節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前水冷式空壓機的冷卻方式主要依靠采用冷卻塔、冷卻水泵循環(huán)的方式通過冷卻器將壓縮后的高溫空氣進(jìn)行冷卻降溫，通常都設(shè)有一臺帶有散熱風(fēng)機的冷卻塔及兩臺循環(huán)冷卻水泵。常用的運行方式是空壓機啟動前，先開啟冷卻水循環(huán)泵，隨后啟動空壓機。不管是炎熱的夏季還是寒冷的冬季，只要空壓機啟動運行，冷卻水泵就一直以最大轉(zhuǎn)速及最大流量運行，不能實現(xiàn)按需供應(yīng)，電力消耗較大。同時，因循環(huán)水泵長期高速運轉(zhuǎn)，水泵及電機軸承磨損較大，水泵壽命較短。且夏季環(huán)境溫度高時，冷卻水溫度高，備用水泵不能自動投入，易造成空壓機排氣溫度高而保護(hù)停機，對正常生產(chǎn)造成較大影響。另外，循環(huán)水泵不能定時輪換運行，備用水泵長期不使用易發(fā)生銹蝕、電機受潮易損壞。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種可以根據(jù)空壓機排水溫度自動調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)冷卻水按需供應(yīng)的水冷式空壓機節(jié)能裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]本實用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]水冷式空壓機節(jié)能裝置，包括水冷式空壓機、裝置有散熱風(fēng)機的冷卻塔和控制裝置；所示水冷式空壓機的冷卻水出口經(jīng)溫度傳感器與冷卻塔的進(jìn)水口連接，冷卻塔的出水口經(jīng)循環(huán)冷卻水泵與水冷式空壓機的冷卻水進(jìn)口連接，其中，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中設(shè)有與循環(huán)冷卻水泵并聯(lián)的循環(huán)冷卻備用泵；所述循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵均由控制裝置控制運行；所述控制裝置包括用于控制循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵運作的變頻調(diào)速器、用于控制變頻調(diào)速器工作模式切換的轉(zhuǎn)換開關(guān)和用于對輸入信號做PID閉環(huán)調(diào)節(jié)的智能控制器；所述智能控制器電的輸入端與用于將水冷式空壓機的冷卻水出水溫度轉(zhuǎn)換為電阻信號的溫度傳感器連接，智能控制器電的輸出端與變頻調(diào)速器的輸入端連接；所述變頻調(diào)速器包括信號處理單元及信號控制單元，變頻調(diào)速器的輸出端分別與循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵連接；所述溫度傳感器將水冷式空壓機的冷卻水出水溫度轉(zhuǎn)換為電阻信號進(jìn)入智能控制器，由智能控制器做PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，依靠智能控制器的輸出信號控制循環(huán)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)水冷式空壓機冷卻水恒溫調(diào)節(jié)。
[0006]進(jìn)一步，所述控制裝置還包括斷路器QFO、QFl、QF2和QF3，接觸器KMl、KM2、KM3、KM4和KM5以及熱繼電器FR1、FR2和FR3，其中，斷路器QFO與變頻調(diào)速器串聯(lián)，變頻調(diào)速器的輸出端分別接用于控制循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵通斷的接觸器KMl和接觸器KM3，斷路器QFl與循環(huán)冷卻水泵串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻水泵電源通斷的接觸器KM2串聯(lián)在斷路器QFl和循環(huán)冷卻水泵之間，斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻備用泵電源通斷的接觸器KM4串聯(lián)在斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵之間，斷路器QF3與散熱風(fēng)機串聯(lián)，用于控制散熱風(fēng)機電源通斷的接觸器KM5串聯(lián)在斷路器QF3與散熱風(fēng)機之間；所述斷路器QFO、QF1、QF2和QF3并聯(lián)，所述接觸器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5并聯(lián)；所述熱繼電器FRl與循環(huán)冷卻水泵串聯(lián)；所述熱繼電器FR2與循環(huán)冷卻備用泵串聯(lián)；所述熱繼電器FR3與散熱風(fēng)機串聯(lián)。
[0007]有益效果
[0008]本實用新型的水冷式空壓機在啟動時，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)自動啟動，空壓機在運行時，循環(huán)冷卻水泵根據(jù)空壓機排水溫度自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，循環(huán)冷卻水備用泵根據(jù)溫度自動投切，冷卻塔散熱風(fēng)機根據(jù)排水溫度自動投切，循環(huán)冷卻水泵與循環(huán)冷卻水備用泵實現(xiàn)定時自動輪換運行，可大大降低水冷式空壓機電能消耗，減少設(shè)備磨損，以實現(xiàn)節(jié)能減排、延長設(shè)備使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2是本實用新型的主回路電路圖；
[0011]圖3是本實用新型的控制線路電路圖一；
[0012]圖4是本實用新型的控制線路電路圖二。
【具體實施方式】
[0013]為了使本實用新型的實現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0014]如圖1-4所示，水冷式空壓機節(jié)能裝置，包括水冷式空壓機1、裝置有散熱風(fēng)機5的冷卻塔2和控制裝置7 ;所示水冷式空壓機I的冷卻水出口經(jīng)溫度傳感器6與冷卻塔2的進(jìn)水口連接，冷卻塔2的出水口經(jīng)循環(huán)冷卻水泵3與水冷式空壓機I的冷卻水進(jìn)口連接，其中，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中設(shè)有與循環(huán)冷卻水泵3并聯(lián)的循環(huán)冷卻備用泵4 ;所述循環(huán)冷卻水泵3和循環(huán)冷卻備用泵4均由控制裝置控制運行；所述控制裝置7包括斷路器QF0、QF1、QF2和QF3，接觸器KMl、KM2、KM3、KM4和KM5，熱繼電器FRl、FR2和FR3，變頻調(diào)速器8以及智能控制器9，其中，斷路器QH)與變頻調(diào)速器8串聯(lián)，變頻調(diào)試器8的輸出端分別接用于控制循環(huán)冷卻水泵3和循環(huán)冷卻備用泵4通斷的接觸器KMl和接觸器KM3，斷路器QFl與循環(huán)冷卻水泵3串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻水泵3電源通斷的接觸器KM2串聯(lián)在斷路器QFl和循環(huán)冷卻水泵3之間，斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵4串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻備用泵4電源通斷的接觸器KM4串聯(lián)在斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵4之間，斷路器QF3與散熱風(fēng)機5串聯(lián)，用于控制散熱風(fēng)機5電源通斷的接觸器KM5串聯(lián)在斷路器QF3與散熱風(fēng)機5之間；所述斷路器QFO、QF1、QF2和QF3并聯(lián)，所述接觸器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5并聯(lián)；所述熱繼電器FRl與循環(huán)冷卻水泵3串聯(lián)；所述熱繼電器FR2與循環(huán)冷卻備用泵4串聯(lián)；所述熱繼電器FR3與散熱風(fēng)機5串聯(lián)；所述溫度傳感器6與能控制器9電路連接。
[0015]系統(tǒng)接電后，合上控制裝置7中的斷路器QF0、QF1和QF2，將控制裝置7面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK切換到自動狀態(tài)；如圖2所示，接觸器KMl閉合，循環(huán)冷卻水泵3自動投入運行；安裝于水冷式空壓機I冷卻水出口管道上的溫度傳感器6將出口水溫度信號轉(zhuǎn)換成電阻信號輸入到智能控制器9，智能控制器9通過設(shè)定值與反饋值比較，當(dāng)出水溫度小于設(shè)定值時，智能控制器9輸出最小4mA控制信號使變頻調(diào)速器8以下限頻率25Hz拖動循環(huán)冷卻水泵3運行，保持最小冷卻水供應(yīng)量。
[0016]當(dāng)冷卻水出水溫度高于智能控制器9設(shè)定值時，智能控制器9作PID運算，輸出信號根據(jù)溫度反饋值閉環(huán)調(diào)節(jié)，加大變頻器轉(zhuǎn)速，提高冷卻水供應(yīng)量，使空壓機排水溫度始終保持在設(shè)定值范圍內(nèi)。
[0017]當(dāng)回水溫度因水冷式空壓機I負(fù)荷偏大或環(huán)境因素造成循環(huán)冷卻水溫度超過設(shè)定值，而變頻調(diào)速器8的輸出頻率達(dá)到50Hz上限時，通過一定時間的延時后，如圖2所示，接觸器KMl自動斷開，KM2自動吸合，循環(huán)冷卻水泵3由變頻改為工頻運行，同時KM3自動吸合，循環(huán)冷卻水備用泵4投入變頻運行中。
[0018]在循環(huán)冷卻水泵3和循環(huán)冷卻水備用泵4都在運行的情況下，若冷卻水回水溫度低于設(shè)定值且變頻調(diào)速器8輸出頻率到達(dá)下限值時，如圖2所示，接觸器KM2自動斷開，系統(tǒng)僅由循環(huán)冷卻水備用泵4根據(jù)回水溫度做PID調(diào)節(jié)，實現(xiàn)冷卻水按需供應(yīng)，從而達(dá)到節(jié)能減排的目地。
[0019]在智能控制器9的控制下，系統(tǒng)每隔24小時自動將循環(huán)冷卻水泵3與循環(huán)冷卻水備用泵4定時切換，確保兩臺冷卻水泵磨損均勻，防止水泵長時間不運行而導(dǎo)致的電機受潮及泵體葉輪銹蝕。
[0020]若循環(huán)冷卻水泵3與循環(huán)冷卻水備用泵4都投入運行后，冷卻水回水溫度仍然超高，當(dāng)高于智能控制器9設(shè)定的上限值時，冷卻塔散熱風(fēng)機5自動投入運行，實現(xiàn)冷卻塔強制散熱，降低冷卻水溫度。
[0021]若溫度傳感器6或變頻調(diào)速器8或智能控制器9出現(xiàn)故障，可將控制裝置7的轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK切換到手動，手動選擇啟停冷卻水泵及散熱風(fēng)機。
[0022]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.水冷式空壓機節(jié)能裝置，包括水冷式空壓機、裝置有散熱風(fēng)機的冷卻塔和控制裝置；所示水冷式空壓機的冷卻水出口經(jīng)溫度傳感器與冷卻塔的進(jìn)水口連接，冷卻塔的出水口經(jīng)循環(huán)冷卻水泵與水冷式空壓機的冷卻水進(jìn)口連接，其中，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中設(shè)有與循環(huán)冷卻水泵并聯(lián)的循環(huán)冷卻備用泵；其特征是，所述循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵均由控制裝置控制運行；所述控制裝置包括用于控制循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵運作的變頻調(diào)速器、用于控制變頻調(diào)速器工作模式切換的轉(zhuǎn)換開關(guān)和用于對輸入信號做PID閉環(huán)調(diào)節(jié)的智能控制器；所述智能控制器電的輸入端與用于將水冷式空壓機的冷卻水出水溫度轉(zhuǎn)換為電阻信號的溫度傳感器連接，智能控制器電的輸出端與變頻調(diào)速器的輸入端連接；所述變頻調(diào)速器包括信號處理單元及信號控制單元，變頻調(diào)速器的輸出端分別與循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式空壓機節(jié)能裝置，其特征是，所述控制裝置還包括斷路器 QF0、QF1、QF2 和 QF3，接觸器 KM1、KM2、KM3、KM4 和 KM5 以及熱繼電器 FR1、FR2 和 FR3，其中，斷路器QFO與變頻調(diào)速器串聯(lián)，變頻調(diào)試器的輸出端分別接用于控制循環(huán)冷卻水泵和循環(huán)冷卻備用泵通斷的接觸器KMl和接觸器KM3，斷路器QFl與循環(huán)冷卻水泵串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻水泵電源通斷的接觸器KM2串聯(lián)在斷路器QFl和循環(huán)冷卻水泵之間，斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵串聯(lián)，用于控制循環(huán)冷卻備用泵電源通斷的接觸器KM4串聯(lián)在斷路器QF2與循環(huán)冷卻備用泵之間，斷路器QF3與散熱風(fēng)機串聯(lián)，用于控制散熱風(fēng)機電源通斷的接觸器KM5串聯(lián)在斷路器QF3與散熱風(fēng)機之間；所述斷路器QFO、QFU QF2和QF3并聯(lián)，所述接觸器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5并聯(lián)；所述熱繼電器FRl與循環(huán)冷卻水泵串聯(lián)；所述熱繼電器FR2與循環(huán)冷卻備用泵串聯(lián)；所述熱繼電器FR3與散熱風(fēng)機串聯(lián)。
【文檔編號】F04B39/06GK203742946SQ201420132139
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】趙光輝 申請人:襄陽西頓自動化儀表有限公司