CN104578716A - 一种高压变频器智能冷却控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压变频智能冷却控制系统，包括现场总线控制系统和分别与之连接的空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统；所述循环水冷却系统包括监控系统（9）、阀（7）和依次连接的循环水箱（1）、循环水泵（2）、热交换器（3）、减压装置（4）、冷却塔（5）；所述监控系统（9）包括外置检测仪表、控制系统，外置检测仪表分布在热交换器（3）两端和冷却塔（5）的出水端；所述控制系统包括动态水力平衡调节装置（91）、温度调节装置（92）、负荷跟踪控制装置（93）、电导率调节装置（94）。发明中现场总线控制系统对空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统的独立控制，可依实际情况优选冷却方式，智能、高效、节能、稳定。

Description

一种高压变频器智能冷却控制系统

技术领域

本发明涉及冷却控制系统，具体是指一种高压变频器智能冷却控制系统。

背景技术

一般高压变频器安装环境的温度要求是 -5℃至40℃，工作状态保证高压变频器的柜体内部温度低于65℃，而高压变频器工作时发热量大，导致设备及环境温度升高，影响设备正常运行，故障率上升、使用寿命下降。现有冷却系统在降温效率、能耗控制以及环境制约等方面各有优劣：空调冷却系统，可急速高效制冷并除湿，但受空间制约较大，外界温度较高时工作效率较低、耗能大；风冷却系统结构简单、成本低廉，但降温效率较低、维护成本高、稳定性对周围环境依赖度大；本体水冷却系统散热效果好，但对系统工艺要求高、安装复杂，漏水隐患较大。

所以需要提供一种智能化的冷却控制系统，既能在各种环境中满足降温需求又能最大程度降低能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能在各种环境中满足降温需求又能最大程度降低能耗的一种高压变频器智能冷却控制系统，将空调冷却系统、风冷却系统和循环水冷却系统进行组合优化设计，智能、高效、节能、稳定。

本发明通过下述技术方案实现：包括现场总线控制系统和分别与现场总线控制系统连接的空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统和；所述循环水冷却系统包括监控系统和依次连接的循环水箱、循环水泵、热交换器、减压装置、冷却塔；所述循环水冷却系统还包括阀；所述监控系统包括外置检测仪表、控制系统；所述外置检测仪表分布在热交换器的两端和冷却塔的出水端；所述控制系统包括动态水力平衡调节装置、温度调节装置、负荷跟踪控制装置、电导率调节装置。

现场总线控制系统分别与空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统连接，现场总线控制系统对空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统进行单独控制，因此空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统可单独运行也可组合运行。

在循环水冷却系统中，冷水依次流经循环水箱、循环水泵、热交换器、减压装置、冷却塔、循环水箱，即冷水由循环水箱经循环泵加压进入热交换器中，吸收高压变频器散发的热量后升温，热水通过减压装置恢复常压状态，再进入冷却塔降温，冷水回流进循环水箱形成循环。

进一步地，所述冷却塔和循环水箱之间设置三通阀，三通阀与循环水箱分两路连接，主路与循环水箱直接连接，旁路设置加药装置；所述加药装置包括在线分析调节系统、计量泵、酸碱调节装置、杀菌装置、缓蚀装置、除垢装置；所述在线分析调节系统分别与冷却塔出水端的外置检测仪表、三通阀、阀C、阀D和计量泵连接。

加药装置设置在旁路与电导率调节装置连接，若循环水冷却系统中循环水的状态良好，监控系统对三通阀发送开启主路指令，循环水可由主路进入循环水箱，平稳运行，提高工作效率；若循环水状态异常，加药装置的在线分析调节系统控制三通阀、阀C、阀D开启，通过对循环水状态的分析，控制计量泵向循环水中添加相应调节剂。加药装置还可定时添加杀菌剂、缓蚀剂、除垢剂，对循环水进行杀菌消毒、除垢、缓蚀等净化处理。

进一步地，所述循环水冷却系统还包括离子吸附装置，设置在循环水泵和热交换器之间。

进一步地，所述外置检测仪表包括流量计、温度计、压力计和电导率计；所述动态水力平衡调节装置分别与流量计A、流量计B、阀A、三通阀、阀E、阀F连接；所述温度调节装置分别与温度计A、温度计B、温度计C、阀A、阀E连接；所述负荷跟踪控制装置分别与压力计A、压力计B、循环水泵、减压装置连接；所述电导率调节装置分别与电导率计、加药装置、离子吸附装置连接。

监控系统与外置检测仪表、阀及相关设备连接，通过对外置检测仪表参数的实时采集分析，及时对循环冷水的水质进行检测和调整，以保证循环水冷系统的工作状态。动态水力平衡调节装置采集并分析流量计的参数后，通过对阀A、三通阀、阀E、阀F状态的控制，达到对冷水流量均衡分布的目的；温度调节装置采集并分析温度计的参数后，通过对阀A、阀E状态的控制，达到对循环水温度的调节；所述负荷跟踪控制装置采集并分析压力计的参数后，通过对循环水泵、减压装置的控制，达到对循环冷水压力的控制；所述电导率调节装置采集并分析电导率计的参数后，通过对加药装置、离子吸附装置的控制，调节循环水的酸碱度，保持循环水呈中性，杀灭细菌，并在循环水中添加缓蚀剂、除垢剂同时对热解产生的离子进行吸附，从而净化水质。

进一步地，所述热交换器紧贴变频器外壳的内壁，包括冷却水管和换热翅片，冷却水管螺旋形排布，穿过换热翅片。冷却水管不与高压变频器中的核心部件接触，即使漏水也不会影响到设备的正常运行。高压变频器中的热量可以通过换热翅片传递到冷却水管中的冷水，冷水升温变成热水，热量随着水循环被带出。

进一步地，所述循环水箱、热交换器、减压装置、冷却塔、加药装置均设置排污口；所述冷却塔还连接阀E；所述三通阀还连接阀F。循环水冷却系统可将污水排出，也可添加纯净的冷水，实现智能化调节。

进一步地，所述空调冷却系统包括空调和外置机；所述制冷空调设置在变频器四周，均匀分布。空调冷却可达到急速高效制冷，还可除湿。

进一步地，所述风冷却系统包括空冷装置、柜顶风机、轴流风机和通风管；所述轴流风机与循环水冷却系统中的冷却塔连接。风冷却系统结构简单，成本较低。

本发明通过现场总线控制系统对空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统的独立控制，可根据实际情况令某一冷却系统单独运行，也可任意组合使用，降低冷却系统对环境的依赖度，保证整个冷却控制系统的平稳运行，满足高压变频器冷却降温的要求，同时最大程度的降低能耗，减少成本，延长使用寿命。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明现场总线控制系统对空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统的独立控制，可根据实际情况优选冷却方式，实现整个冷却控制系统的智能、高效、节能、稳定。

（2）本发明增设加药装置和离子吸附装置，净化循环水，确保循环水的最佳状态，从而保证循环水冷却系统的工作效率，节约资源、延长系统使用寿命。

（3）本发明中热交换器的冷却水管远离高压变频器的功能元件，避免冷却水管破裂后漏水的隐患。

附图说明

图1为本发明中循环水冷却系统工作原理图。

图2为循环水冷却系统中监控装置连接示意图。

图3为循环水冷却系统中热交换器的结构示意图。

图4为本发明中风冷却系统的工作原理图。

图5为本冷却控制系统的结构示意图。

其中：1—循环水箱；2—循环水泵；3—热交换器；31—冷却水管；32—换热翅片；4—减压装置；5—冷却塔；6—加药装置；7—阀；701—阀A；702—三通阀；703—阀C；704—阀D；705—阀E；706—阀F；707—阀G；8—离子吸附装置；9—监控装置；91—动态水力平衡调节装置；92—温度调节装置；93—负荷跟踪控制装置；94—电导率调节装置；10—空冷装置；11—柜顶风机；12—轴流风机；13—通风管；14—空调。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例中的一种高压变频器智能冷却控制系统，如图1所示，所述循环水冷却系统包括监控系统9和依次连接的循环水箱1、循环水泵2、热交换器3、减压装置4、冷却塔5；所述循环水冷却系统还包括阀7；所述监控系统9包括外置检测仪表、控制系统和阀；所述外置检测仪表设置在热交换器3的两端和冷却塔5的出水端；所述控制系统包括动态水力平衡调节装置91、温度调节装置92、负荷跟踪控制装置93、电导率调节装置94。所述冷却塔5和循环水箱1之间还设置三通阀702，三通阀702与循环水箱1分两路连接，主路与循环水箱1直接连接，旁路设置加药装置6；所述加药装置6包括在线分析调节系统、计量泵、酸碱调节装置、杀菌装置、缓蚀装置、除垢装置；所述在线分析调节系统分别与冷却塔5出水端的外置检测仪表、三通阀702、阀C703、阀D704和计量泵连接。所述循环水冷却系统还包括离子吸附装置8，设置在循环水泵2和热交换器3之间。

本实施例中，冷水依次流经循环水箱1、循环水泵2、热交换器3、减压装置4、冷却塔5、循环水箱1，即PH=7温度低于30℃的纯净冷水由循环水箱1经循环泵2加压至0.15MPa-0.40MPa进入热交换器3中，吸收高压变频器散发的热量后升温，进入减压装置4恢复常压状态，再进入冷却塔5降温至30℃以下，回流进循环水箱1形成循环，保证高压变频器柜内温度不高于45℃。

监控系统9与外置检测仪表连接，对外置检测仪表参数进行实时采集分析，循环水冷却系统中循环水的状态良好，监控系统对三通阀发送开启主路指令，循环水可由主路进入循环水箱1，循环水工作效率较高。

按照设定程序，需对循环水进行定时杀菌时，三通阀702主路关闭，旁路开启，阀C703、阀D704开启，循环水进过加药装置6时，计量泵向水体投入相应的杀菌剂，再流入循环水箱1中。

实施例2：

本实施例中监控装置中动态水力平衡调节装置91采集并分析流量计的参数后，发现热交换器进口处流量小于出口处流量，将阀A701调大，若循环水箱中水位不足，还需打开阀F706，让水源补充进来。本实施例的其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上增加风冷却系统，风机将空冷装置中25℃的冷风吹入高压变频器，冷空气吸收热量后变为的热风，高压变频器柜内温度不高于55℃，一方面热风使得散热翅片32温度升高，穿过散热翅片32的冷却水管31吸收热风的热量变为热水，经过冷却塔5后冷却水降至30℃以下，再静置降温至25℃左右；另一方面热风通过柜顶风机进入风道，轴流风机12将热风吹到冷却塔5，冷水自上而下，热风自下而上实现热交换。本实施例的其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上增加空调降温装置。运行空调降温装置后，高压变频器及环境温度迅速下降至20℃，循环水的水温也相应降低，提高热交换效率；降低风冷却系统中空冷装置的功率，降低能耗。

本实施例的其他部分与实施例3相同，不再赘述。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：包括现场总线控制系统和分别与现场总线控制系统连接的空调冷却系统、风冷却系统、循环水冷却系统；所述循环水冷却系统包括监控系统（9）和依次连接的循环水箱（1）、循环水泵（2）、热交换器（3）、减压装置（4）、冷却塔（5）；所述循环水冷却系统还包括阀（7）；所述监控系统（9）包括外置检测仪表、控制系统；所述外置检测仪表分布在热交换器（3）的两端和冷却塔（5）的出水端；所述控制系统包括动态水力平衡调节装置（91）、温度调节装置（92）、负荷跟踪控制装置（93）、电导率调节装置（94）。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述冷却塔（5）和循环水箱（1）之间设置三通阀（702），三通阀（702）与循环水箱（1）分两路连接，主路与循环水箱（1）直接连接，旁路设置加药装置（6）；所述加药装置（6）包括在线分析调节系统、计量泵、酸碱调节装置、杀菌装置、缓蚀装置、除垢装置；所述在线分析调节系统分别与冷却塔（5）出水端的外置检测仪表、三通阀（702）、阀C（703）、阀D（704）和计量泵连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述循环水冷却系统还包括离子吸附装置（8），设置在循环水泵（2）和热交换器（3）之间。

4.根据权利要求1-3所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述外置检测仪表包括流量计、温度计、压力计和电导率计；所述动态水力平衡调节装置（91）分别与流量计A（911）、流量计B（912）、阀A（701）、三通阀（702）、阀E（705）、阀F（706）连接；所述温度调节装置（92）分别与温度计A（921）、温度计B（922）、温度计C（923）、阀A（701）、阀E（705）连接；所述负荷跟踪控制装置（93）分别与压力计A（931）、压力计B（932）、循环水泵（2）、减压装置（4）连接；所述电导率调节装置（94）分别与电导率计（941）、加药装置（6）、离子吸附装置（8）连接。

5.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述热交换器（3）紧贴变频器外壳的内壁，包括冷却水管（31）和换热翅片（32），冷却水管（31）螺旋形排布，穿过换热翅片（32）。

6.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述循环水箱（1）、热交换器（3）、减压装置（4）、冷却塔（5）、加药装置（6）均设置排污口；所述冷却塔（5）还连接阀E（705）；所述三通阀（702）还连接阀F（706）；所述循环水箱（1）还连接阀G（707）。

7.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述空调冷却系统包括空调（14）和外置机；所述制冷空调设置在变频器四周，均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种高压变频器智能冷却控制系统，其特征在于：所述风冷却系统包括空冷装置（10）、柜顶风机（11）、轴流风机（12）和通风管（13）；所述轴流风机（12）与循环水冷却系统中的冷却塔（5）连接。