CN102996481B - 一种冷却装置及一种冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却装置，用于空压机冷却，包括：至少一台风机；检测空压机的排气温度的温度传感器；与所述温度传感器相连，将所述排气温度与预设排气温度进行比对，输出比对后的信号的控制器；分别与所述至少一台风机和所述控制器相连，根据所述比对后的信号，控制所述至少一台风机输出与所述比对后的信号对应的冷却风量的变频器。使用时，首先设定一个冷却温度，温度传感器测得空压机的排气温度，当控制器判断该温度低于该冷却温度时，变频器降低风机的电源频率，那么相应的风机的功率也会降低，降低冷却风量，从而降低了能耗，节省了能源，同时有效延长了空压机内的润滑油的寿命。本发明还公开了一种冷却方法。

Description

一种冷却装置及一种冷却方法

技术领域

本发明涉及空压机冷却技术领域，特别涉及一种冷却装置及一种冷却方法。

背景技术

空气压缩机简称为空压机，英文名称为aircompressor，是气源装置中的主体，它是将原动机通常是电动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空压机使用时自身会产生热量，一般会相应的设置冷却风扇进行冷却，冷却风扇也可称为风机，以防止空压机过热影响使用，目前有的只设置一台冷却风扇，开启后工频运行，冷却风扇全速运转，即使不需要这么大的冷却风量，也不能进行调节，浪费能源，有的则是设置两台或者两台以上的冷却风扇，一般是设置两台，其中一台冷却风扇长期全速运行，第二台冷却风扇则是在冷却风量不够时开启，也是全速运行，当两台冷却风扇全速运行提供的冷却风量过大时，同样不能够进行调节，浪费能源，同时冷却风量调节范围较小。

因此，如何提供一种冷却装置，以降低能耗，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却装置，以降低能耗；本发明的另一目的是提供一种冷却方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：

一种冷却装置，用于空压机冷却，包括：至少一台风机；检测空压机的排气温度的温度传感器；与所述温度传感器相连，将所述排气温度与预设排气温度进行比对，输出比对后的信号的控制器；分别与所述至少一台风机和所述控制器相连，根据所述比对后的信号，控制所述至少一台风机输出与所述比对后的信号对应的冷却风量的变频器。

优选的，上述变频器的功率与所述至少一台风机中功率最大的风机的功率相同，所述变频器控制所述至少一台风机中的一台风机变频运行。

优选的，上述至少一台风机包括第一风机和第二风机；所述装置还包括：第一继电器，第二继电器，第三继电器，第四继电器，与所述第一继电器配合使用的第一常闭开关，与所述第二继电器配合使用的第二常闭开关，与所述第三继电器配合使用的第三常闭开关，与所述第一继电器配合使用的第一常开开关，与所述第三继电器配合使用的第三常开开关和与所述第四继电器配合使用的第四常闭开关，其中，所述第一继电器与所述第二继电器互锁，所述第一继电器与所述第三继电器互锁，所述第二继电器与所述第四继电器互锁，所述第三继电器与所述第四继电器互锁；所述第一风机通过第一继电器与所述变频器相连，所述第一继电器的控制回路与所述第二常闭开关和所述第三常闭开关串连，实现所述第一风机的变频运行；所述第一风机通过第二继电器与标准三相电源相连，所述第二继电器的控制回路与所述第一常闭开关和所述第三常开开关串联，实现所述第一风机的工频运行；所述第二风机通过第三继电器与所述变频器相连，所述第三继电器的控制回路与所述第四常闭开关和所述第一常闭开关串联，实现所述第二风机的变频运行；所述第二风机通过第四继电器与标准三相电源相连，所述第四继电器的控制回路与所述第三常闭开关和所述第一常开开关串联，实现所述第二风机的工频运行。

优选的，上述的冷却装置还包括用于延时启动的延时继电器。

本发明还提供一种冷却方法，用于空压机冷却，包括：步骤1）设定冷却温度；

步骤2）开启变频器、变频器控制的第一台风机和测量空压机排气温度的温度传感器；

步骤3）所述变频器设定初始输出频率，所述初始输出频率小于工频，所述第一台风机的输入电源频率为所述初始输出频率；

步骤4）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值小于所述冷却温度，则变频器降低所述第一台风机的输入电源频率或维持所述第一台风机的输入电源频率的最低值不变。

优选的，上述步骤4）还包括：如果实时温度值大于所述冷却温度，则变频器提高所述第一台风机的输入电源频率。

优选的，上述冷却方法还包括步骤5）当第一台风机的输入电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于所述冷却温度，变频器变频启动自身控制的第二台风机，所述第二台风机的输入电源频率为所述初始输出频率；

还包括步骤6）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值大于所述冷却温度，则变频器提高所述第二台风机的输入电源频率。

优选的，上述步骤5）还包括：当变频器开启自身控制的第二台风机时，将所述第一台风机切入工频运行。

优选的，上述第二台风机的功率不小于所述第一台风机的功率，

所述步骤6）还包括如果实时温度值小于所述冷却温度，则处于最大设定电源频率的所述第一台风机停止工作，然后控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值小于所述冷却温度，则变频器降低所述第二台风机的输入电源频率，如果实时温度值大于冷却温度，则所述变频器提高所述第二台风机的输入电源频率。

优选的，上述冷却方法还包括步骤7）当第二台风机的输入电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于所述冷却温度，变频器开启自身控制的第三台风机，所述第三台风机的输入电源频率为所述初始输出频率的最低值；

还包括步骤8）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值大于所述冷却温度，则变频器提高所述第三台风机的输入电源频率。

本发明提供的冷却装置，用于空压机冷却，包括变频器、控制所述变频器的控制器、向所述控制器传递温度信号的温度传感器和所述变频器控制的风机。使用时，首先设定一个冷却温度，温度传感器测得空压机的排气温度，当控制器判断该温度低于该冷却温度时，变频器降低风机的输入电源频率，那么相应的风机的功率也会降低，降低冷却风量，从而降低了能耗，节省了能源，同时，当控制器判断该温度高于该冷却温度时，变频器提高风机的输入电源频率，那么相应的风机的功率也会提高，提高冷却风量，将空压机的温度降低到冷却温度，扩大了风机的冷却风量的调节范围，并且，只要风机的功率合适，那么无需添加并开启第二台风机，降低了生产制作成本，同时能够相应的节省出一部分空间，有利于实现空压机的小型化制作。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的冷却装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的冷却方法的电路结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的冷却方法的电路功能结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种冷却装置，以降低能耗；本发明的另一核心是提供一种冷却方法。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的冷却装置的结构示意图。本发明实施例提供的冷却装置，用于空压机冷却，包括至少一台风机；检测空压机的排气温度的温度传感器；与温度传感器相连，将排气温度与预设排气温度进行比对，输出比对后的信号的控制器；分别与至少一台风机和控制器相连，根据比对后的信号，控制至少一台风机输出与比对后的信号对应的冷却风量的变频器。

使用时，首先设定一个冷却温度，温度传感器测得空压机的温度，当控制器判断该温度低于该冷却温度时，变频器降低风机的电源频率，那么相应的风机的功率也会降低，降低冷却风量，从而降低了能耗，节省了能源，同时，当控制器判断该温度高于该冷却温度时，变频器提高风机的输入电源频率，提高冷却风量，将空压机的温度降低到冷却温度，扩大了风机的冷却风量的调节范围，并且，只要风机的功率合适，那么无需添加并开启第二台风机，降低了生产制作成本，同时能够相应的节省出一部分空间，有利于实现空压机的小型化制作。

而当该温度高于该冷却温度时，变频器提高风机的电源频率，使得风机的功率提高，这样，风机的实际风量与实际需求的冷却风量是相匹配的，不会出现浪费现象，同样能够得到降低能耗的目的。

风机在使用时，电源频率越高，其功率越大，反之，电源频率越低，其功率越小，通过变频器可以实现对风机的电源频率的调节，从而也就实现了对风机功率的调节，很好的控制风机的冷却风量。

同时，对于继电器、与继电器配合使用的常开开关和与继电器配合使用的常闭开关，配合使用是这样的，当继电器得电时，那么与该继电器配合使用的常开开关会闭合，而与该继电器配合使用的常闭开关会开启，当继电器不得电时，那么与该继电器配合使用的常开开关会复位开启或者一直开启，而与该继电器配合使用的常闭开关会复位闭合或者一直闭合。

具体的，本发明实施例提供的冷却装置具有多个风机，以便增大冷却风量的调节范围，增强冷却效果。

具体的，变频器的功率与至少一台风机中功率最大的风机的功率相同即可，变频器控制至少一台风机中的一台风机变频运行。在使用的过程中，先变频开启第一台风机，当第一台风机不能满足使用时，变频开启第二台风机，第一台风机切入工频运行，那么无论在任何时刻，变频器只控制一台风机，因此，变频器的功率与多个风机中功率最大的风机的功率相同即可，无需购置功率更大的变频器，节省了制作成本，变频器的价格一般随着其功率的提高而增加，如果变频器控制两台或者两台以上的话，那么变频器的功率需要为这些风机的总功率，那么相应的变频器的价格也就更贵。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的冷却方法的电路结构示意图。具体的，至少一台风机包括第一风机和第二风机；本发明实施例提供的冷却装置还包括：第一继电器KT2，第二继电器KT3，第三继电器KT5，第四继电器KT6，与第一继电器KT2配合使用的第一常闭开关K2，与第二继电器KT3配合使用的第二常闭开关K3，与第三继电器KT5配合使用的第三常闭开关K5，与第一继电器KT2配合使用的第一常开开关K21，与第三继电器KT5配合使用的第三常开开关K51和与第四继电器KT6配合使用的第四常闭开关K6，其中，所述第一继电器KT2与所述第二继电器KT3互锁，所述第一继电器KT2与所述第三继电器KT5互锁，所述第二继电器KT3与所述第四继电器KT6互锁，所述第三继电器KT5与所述第四继电器KT6互锁；

第一风机通过第一继电器KT2，与变频器相连，第一继电器KT2的控制回路与第二常闭开关K3和第三常闭开关K5串联，当第二常闭开关K3和第三常闭开关K5接通导电时，那么第一继电器KT2的控制回路得电，第一继电器KT2闭合，从而将第一风机与变频器导通，变频器能够对第一风机进行变频控制。

第一风机通过第二继电器KT3，与标准三相电源相连，第二继电器KT3的控制回路与第一常闭开关K2和第三常开开关K51串联，当第一常闭开关K2和第三常开开关K51接通导电时，那么第二继电器KT3的控制回路得电，第二继电器KT3闭合，从而使得第一风机工频运行导通，实现对第一风机的工频运行控制。

第二风机通过第三继电器KT5，与变频器相连，第三继电器KT5的控制回路与第四常闭开关K6和第一常闭开关K2串联，当第四常闭开关K6和第一常闭开关K2接通导电时，那么第三继电器KT5的控制回路得电，第三继电器KT5闭合，从而将第二风机与变频器导通，变频器能够对第二风机进行变频控制。

第二风机通过第四继电器KT6，与标准三相电源相连，第四继电器KT6的控制回路与第三常闭开关K5和第一常开开关K21串联，当第三常闭开关K5和第一常开开关K21接通导电时，那么第四继电器KT6的控制回路得电，第四继电器KT6闭合，从而使得第二风机工频运行导通，实现对第二风机的工频运行控制。

从图2中我们可以看到，在使用第一风机时，常开开关K4闭合，常开开关K7断开，第二常闭开关K3和第三常闭开关K5的电路为通路，那么第一继电器KT2得电，第一继电器KT2得电实现第一风机的变频运行，然后在使用第二风机时，常开开关K7闭合，常开开关K4断开，第一常闭开关K2和第四常闭开关K6的电路为通路，那么第三继电器KT5得电，实现第二风机变频运行，此时常开开关K4闭合，于此同时，第三继电器KT5得电，那么第三常闭开关K5打开，第三常开开关K51闭合，于是第二继电器KT3得电，实现第一风机的工频运行，此时，第一风机工频运行，第二风机变频运行，这样的话，变频器只需控制风机中的一台风机变频运行即可，那么变频器的功率与风机中功率最大的风机的功率相同即可，无需是多台风机的功率的总和，降低了生产成本。

其中，常开开关K4和常开开关K7属于变频器自身变频启动相关风机的动作，本处进行了具体的介绍。

具体的，上述的冷却装置还包括用于延时启动的延时继电器KT1。便于整个冷却装置的延时开启。

本发明实施例还一种冷却方法，用于空压机冷却，包括：步骤1）设定冷却温度；步骤2）开启变频器、变频器控制的第一台风机和测量空压机排气温度的温度传感器；步骤3）所述变频器设定初始输出频率，所述初始输出频率小于工频，所述第一台风机的输入电源频率为所述初始输出频率；步骤4）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，如果实时温度值小于所述冷却温度，则变频器降低所述第一台风机的输入电源频率或维持所述第一台风机的输入电源频率的最低值不变。

整个过程中，温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与冷却温度的大小，如果实时温度值小于冷却温度，则变频器降低第一台风机的输入电源频率或维持第一台风机的输入电源频率的最低值不变，其中，当第一台风机提供的冷却风量过大时，会导致实时温度值小于冷却温度，那么变频器降低第一台风机输入电源频率，也就是降低了第一台风机的功率，降低了第一台风机的冷却风量，实现了能耗的降低，节省了能源。当然，变频器也可以维持第一台风机的输入电源频率的最低值不变，由于第一台风机的输入电源频率为初始输出频率，而初始输出频率小于工频，那么相对于现有技术中工频运行的风机来讲，也是能够降低能耗、节约能源的。

具体的，初始输出频率的最低值为30赫兹，一般情况下，风机在30赫兹的情况下运行，能够节省大概40%及其以上的电量，更加的节能降耗。

具体的，步骤4）还包括：如果实时温度值大于冷却温度，则变频器提高第一台风机的输入电源频率，那么相应的第一台风机的功率也会提高，提高冷却风量，将空压机的温度降低到冷却温度，扩大了第一台风机的冷却风量的调节范围，并且，只要第一台风机的功率合适，那么无需添加并开启第二台风机，降低了生产制作成本，同时能够相应的节省出一部分空间，有利于实现空压机的小型化制作。

具体的，上述冷却方法还包括步骤5）当第一台风机的电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于冷却温度，变频器开启自身第二台风机，此时，第二台风机的输入电源频率为初始输出频率；还包括步骤6）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与冷却温度的大小，如果实时温度值大于冷却温度，则变频器提高第二台风机的输入电源频率。当第一台风机的冷却风量不够时，开启第二台风机，以便满足空压机对冷却风量的需求，同时第二台风机也是受到变频器的控制的，也就是说，第二台风机在使用时也是能够降低能耗的。

其中，最大设定电源频率的最高值为工频，具体的最大设定电源频率可以人工进行设定，一般情况下，为了完全利用风机的功率，最大设定电源频率会设定为工频。

具体的，步骤5）还包括：当变频器变频启动自身控制的第二台风机后，第一台风机切入工频运行。那么无论在任何时刻，变频器只控制一台风机，因此，变频器的功率与这些风机中功率最大的风机的功率相同即可，无需购置功率更大的变频器，节省了制作成本，变频器的价格一般随着其功率的提高而增加，如果变频器控制两台或者两台以上的话，那么变频器的功率需要为这些风机的总功率，那么相应的变频器的价格也就更贵。

具体的，第二台风机的功率不小于第一台风机的功率，步骤6）还包括如果实时温度值小于冷却温度，则处于最大设定电源频率的第一台风机停止工作，然后控制器判断实时温度值与冷却温度的大小，如果实时温度值小于冷却温度，则变频器降低第二台风机的输入电源频率，如果实时温度值大于冷却温度，则变频器提高第二台风机的电源频率。

此处主要是考虑到如果第一台风机工频运行且第二台风机初始输出频率运行时，提供的冷却风量可能大于空压机的需求，而第二台风机的功率不小于于第一台风机的功率，那么只开启第二台风机也能满足空压机的需求时，就无需开启第一台风机，降低了第一台风机的使用频率和时间，延长了第一台风机的使用寿命，并且每台风机在使用时均有一定的功率损失，只有第二台风机工作的话，能够避免第一台风机的功率损失，这样也能够降低一定能耗，节省能源。同时，当实时温度值大于冷却温度时，则变频器提高第二台风机的输入电源频率，当第二台风机的功率大于第一台风机的功率时，第二台风机相对于第一台风机能够满足更大范围的功率需求，

具体的，上述冷却方法还包括步骤7）当第二台风机的输入电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于冷却温度，变频器变频启动自身控制的第三台风机，第三台风机的输入电源频率为初始输出频率的最低值；还包括步骤8）温度传感器持续输出实时温度值，控制器判断实时温度值与冷却温度的大小，如果实时温度值大于冷却温度，则变频器提高第三台风机的输入电源频率。当第一台风机和第二台风机均在最大设定电源频率下运行时的冷却风量不够时，开启第三台风机，以便满足空压机对冷却风量的需求，同时第三台风机也是受到变频器的控制的，也就是说，第三台风机在使用时也是能够降低能耗的，当然，以此类推，也可以设置第四台风机、第五台风机等等。

请参考图2和图3，图2为本发明实施例所提供的冷却方法的电路结构示意图；图3为本发明实施例所提供的冷却方法的电路功能结构示意图。本发明实施例提供的电路能够很好的实现本发明实施例提供的冷却方法。

其中，M1为第一台电机，M2为第二台电机，第一继电器KT2与第二继电器KT3互锁，第一继电器KT2与第三继电器KT5互锁，第二继电器KT3与第四继电器KT6互锁，第三继电器KT5与第四继电器KT6互锁，当常开开关K4闭合，常开开关K7断开时，M1处于变频状态下运行，当M1提供的冷却风量不足时，常开开关K4断开，常开开关K7闭合，M2处于变频状态下运行，之后，常开开关K4闭合，M1工频运转；常开开关K4闭合控制M1工频或者变频运转，常开开关K7闭合控制M2工频或者变频运转。

其中，变频器上具有端子10、端子16、端子17、端子22、端子24和端子27，当端子10与端子16连接时，变频器可正常控制M1工作，当端子10与端子17连接时，变频器可正常控制M2工作，当端子22与端子24连接时，M1根据实际情况可在工频或者变频状态下运行，当端子25与端子27连接时，M2根据实际情况可在工频或者变频状态下运行。

常开开关K4和常开开关K7属于变频器自身变频启动相关风机的动作，本处进行了具体的介绍。

以上对本发明所提供的冷却装置和冷却方法进行了详细介绍。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种冷却装置，用于空压机冷却，其特征在于，包括：

至少一台风机；

检测空压机的排气温度的温度传感器；

与所述温度传感器相连，将所述排气温度与预设排气温度进行比对，输出比对后的信号的控制器；

分别与所述至少一台风机和所述控制器相连，根据所述比对后的信号，控制所述至少一台风机输出与所述比对后的信号对应的冷却风量的变频器，

所述变频器的功率与所述至少一台风机中功率最大的风机的功率相同，所述变频器控制所述至少一台风机中的一台风机变频运行，

所述至少一台风机包括第一风机和第二风机；

所述装置还包括：第一继电器，第二继电器，第三继电器，第四继电器，与所述第一继电器配合使用的第一常闭开关，与所述第二继电器配合使用的第二常闭开关，与所述第三继电器配合使用的第三常闭开关，与所述第一继电器配合使用的第一常开开关，与所述第三继电器配合使用的第三常开开关和与所述第四继电器配合使用的第四常闭开关，其中，所述第一继电器与所述第二继电器互锁，所述第一继电器与所述第三继电器互锁，所述第二继电器与所述第四继电器互锁，所述第三继电器与所述第四继电器互锁；

所述第一风机通过第一继电器与所述变频器相连，所述第一继电器的控制回路与所述第二常闭开关和所述第三常闭开关串连，实现所述第一风机的变频运行；

所述第一风机通过第二继电器与标准三相电源相连，所述第二继电器的控制回路与所述第一常闭开关和所述第三常开开关串联，实现所述第一风机的工频运行；

所述第二风机通过第三继电器与所述变频器相连，所述第三继电器的控制回路与所述第四常闭开关和所述第一常闭开关串联，实现所述第二风机的变频运行；

所述第二风机通过第四继电器与标准三相电源相连，所述第四继电器的控制回路与所述第三常闭开关和所述第一常开开关串联，实现所述第二风机的工频运行。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括用于延时启动的延时继电器。

3.一种冷却方法，用于空压机冷却，其特征在于，包括：

步骤1)设定冷却温度；

步骤2)开启变频器、变频器控制的第一台风机和测量空压机排气温度的温度传感器；

步骤3)所述变频器设定初始输出频率，所述初始输出频率小于工频，所述第一台风机的输入电源频率为所述初始输出频率；

步骤4)温度传感器持续输出实时温度值，所述控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值小于所述冷却温度，则所述变频器降低所述第一台风机的输入电源频率或维持所述第一台风机的输入电源频率的最低值不变。

4.根据权利要求3所述冷却方法，其特征在于，所述步骤4)还包括：如果实时温度值大于所述冷却温度，则所述变频器提高所述第一台风机的输入电源频率。

5.根据权利要求4所述冷却方法，其特征在于，还包括步骤5)当所述第一台风机的输入电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于所述冷却温度，所述变频器变频启动自身控制的第二台风机，所述第二台风机的输入电源频率为所述初始输出频率；

还包括步骤6)温度传感器持续输出实时温度值，所述控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值大于所述冷却温度，则所述变频器提高所述第二台风机的输入电源频率。

6.根据权利要求5所述的冷却方法，其特征在于，所述步骤5)还包括：当所述变频器开启自身控制的第二台风机时，将所述第一台风机切入工频运行。

7.根据权利要求5所述冷却方法，其特征在于，所述第二台风机的功率不小于所述第一台风机的功率，

所述步骤6)还包括如果实时温度值小于所述冷却温度，则处于最大设定电源频率的所述第一台风机停止工作，然后所述控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值小于所述冷却温度，则所述变频器降低所述第二台风机的输入电源频率，如果实时温度值大于冷却温度，则所述变频器提高所述第二台风机的输入电源频率。

8.根据权利要求5所述冷却方法，其特征在于，还包括步骤7)当第二台风机的输入电源频率提高到最大设定电源频率时，如果实时温度值仍大于所述冷却温度，所述变频器开启自身控制的第三台风机，所述第三台风机的输入电源频率为所述初始输出频率的最低值；

还包括步骤8)温度传感器持续输出实时温度值，所述控制器判断实时温度值与所述冷却温度的大小，

如果实时温度值大于所述冷却温度，则所述变频器提高所述第三台风机的输入电源频率。