CN104613703A - 冷却水循环系统及控制方法 - Google Patents

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殷晶晶
吕晖
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
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Abstract

本发明公开一种冷却水循环系统及控制方法，涉及工业冷却循环技术领域，能够解决中小型项目中的冷却水循环系统中能耗过高的问题。所述冷却水循环系统包括：储水容器，所述储水容器为透水砖砌容器，设置于地下水中，用于储存冷却水并使所述冷却水与所述地下水进行热交换；供水管路，用于连接所述储水容器和水泵系统；水泵系统，用于通过所述供水管路将所述储水容器中的冷却水输送至需冷却设备处；回水管路，与所述储水容器连接，用于将经过所述需冷却设备的冷却水输送回所述储水容器中。本发明提供的冷却水循环系统及控制方法用于中小型工业项目中的冷却水循环系统。

Description

冷却水循环系统及控制方法
技术领域
本发明涉及工业冷却循环技术领域，尤其涉及一种冷却水循环系统及控制方法。
背景技术
水作为一种相对廉价的资源，被广泛运用在工业冷却项目中作为冷却的媒介。工业用水中70％左右为冷却循环水，而冷却水是工艺生产试验的关键因素，也是产品质量的保障因素，在工业项目中起到至关重要的作用。因此，在水资源日益匮乏的今天，冷却水的节能对企业而言具有十分重要的经济意义和社会意义。目前一些大型的工业项目，例如火电厂和钢铁厂等都大量采用冷却水循环系统，并且这些大型项目的水节能也得到了很大的重视，具备了比较完善的节能方法。
现有技术中至少存在如下问题：中小型项目中的冷却水循环系统中通常会采用冷却塔或者冷冻机来冷却水，而冷却塔的风机运行需要用电，并且冷却塔蒸发降温会挥发水，而冷冻机的运行也需要大量的电，对于中小型项目而言上述两种方式的能耗过高。
发明内容
本发明的实施例提供一种冷却水循环系统及控制方法，能够解决中小型项目中的冷却水循环系统中能耗过高的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种冷却水循环系统，包括：
储水容器，所述储水容器为透水砖砌容器，设置于地下水中，用于储存冷却水并使所述冷却水与所述地下水进行热交换；
供水管路，用于连接所述储水容器和水泵系统；
水泵系统，用于通过所述供水管路将所述储水容器中的冷却水输送至需冷却设备处；
回水管路，与所述储水容器连接，用于将经过所述需冷却设备的冷却水输送回所述储水容器中。
其中，所述水泵系统包括与供水管路依次连接的闸阀、软接头、压力传感器、水泵和止回阀。
优选的，所述水泵系统包括与所述供水管路并行连接的两个水泵，每个所述水泵均配置有所述闸阀、所述软接头、所述压力传感器和所述止回阀，与所述供水管路组成两条输送冷却水的管路。
优选的，所述冷却水循环系统还包括：
过滤装置，所述过滤装置设置于所述水泵系统和所述需冷却设备之间的管路上，用于对所述水泵系统输送至需冷却设备的冷却水进行过滤。
进一步的，所述冷却水循环系统还包括：
浸入式温度计，设置在所述储水容器内，用于测量所述储水容器内冷却水的温度；
流量计，设置在所述水泵系统和所述需冷却设备之间的管路内，用于测量冷却水的流量；
管道式温度计，设置在所述回水管路内，用于测量与所述需冷却设备换热后的冷却水的温度。
进一步的，所述冷却水循环系统还包括：
液位计，设置于所述储水容器内，用于测量所述储水容器内的水位；
注水系统，与所述储水容器连接，用于当所述储水容器内水位低于预定值时通过电磁阀的控制向所述储水容器内注水。
优选的，所述供水管路位于所述储水容器内的一端设置有过滤网。
一种冷却水循环系统控制方法，包括：
根据用户指令启动水泵；
采集水流数据，所述水流数据包括供水水温、回水水温、水压和水流量；
根据所述水流数据实时调节所述水泵的运行频率。
进一步的，所述方法还包括：
采集储水容器中的水位数据；
根据所述水位数据控制注水系统与所述储水容器之间的电磁阀的开关，以在储水容器中水温低于预定值时，向所述储水容器注水。
进一步的，所述方法还包括：
当水泵发生故障时，停用所述水泵并启动备用水泵。
本发明实施例提供的冷却水循环系统及控制方法，使用透水砖砌容器储存冷却水，并将透水砖砌容器置于地下水中，通过容器本身的特性实现冷却水与地下水之间的热交换过程。与现有技术中需要为冷却水设置风机或冻机相比，无需特意为冷却水提供额外的冷却系统，节省了能耗，并且降低了系统成本。此外，本系统可通过电子控制实现自动运行，节省人力成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的冷却水循环系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的冷却水循环系统的整体结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的控制系统的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的冷却水循环控制方法的流程图。
附图标记：储水容器-1，供水管路2，水泵系统-3，闸阀-31，软接头-32，压力传感器-33，水泵-34，止回阀-35，回水管路-4，需冷却设备-5，蝶阀-6，过滤装置-7，浸入式温度计-8，流量计-9，管道式温度计-10，液位计-11，注水系统-12，电磁阀-13，过滤网-14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例冷却水循环系统及控制方法进行详细描述。
实施例一
本发明实施例提供一种冷却水循环系统，应用于中小型工业项目的冷却水循环系统中，参见图1所示，包括：
储水容器1，储水容器1为透水砖砌容器，设置于地下水中，用于储存冷却水并使冷却水与地下水进行热交换；
供水管路2，用于连接储水容器1和水泵系统3；
水泵系统3，用于通过供水管路2将储水容器1中的冷却水输送至需冷却设备5处；
回水管路4，与储水容器1连接，用于将经过需冷却设备5的冷却水输送回储水容器1中。
本实施例提供的冷却水循环系统使用透水砖制成的储水容器1，并将储水容器1置于地下水中，使得储水容器1中的冷却用水与地下水进行热交换，从而实现冷却循环系统中热量与外界的交换，与现有技术中需要为冷却水设置风机或冻机相比，无需特意为冷却水提供额外的冷却系统，节省了能耗，并且降低了系统成本。此外，本系统可通过电子控制实现自动运行，节省人力成本。
可选的，储水容器1还可由导热较好的金属制成，从而可以将储水容器1直接埋于地下土壤中，使储水容器1内的水与土壤进行换热。
其中，参见图2所示，水泵系统3包括与供水管路依次连接的闸阀31、软接头32、压力传感器33、水泵34和止回阀35。进一步的，在水泵系统3与储水容器1之间的供水管路2上还设置有蝶阀6。
优选的，水泵系统3包括与供水管路2并行连接的两个水泵34，每个水泵34均配置有对应的闸阀31、软接头32、压力传感器33和止回阀35，与供水管路2组成两条输送冷却水的管路。当两个水泵34均均无故障时，可记录每个水泵34的工作时间，从而合理地在两个水泵34之间分配工作时间，使两个水泵34轮换交替工作，避免一直使用同一水泵34而导致水泵34的寿命损耗较快。当其中一个水泵34发生故障时，可以立即启用另外一个水泵34，能够提高水泵系统3的稳定性，保证水泵系统3的正常运行。
优选的，参见图2所示，冷却水循环系统还包括：过滤装置7，过滤装置7设置于水泵系统3和需冷却设备5之间的管路上，用于对水泵系统3输送至需冷却设备5的冷却水进行过滤。例如，储水容器1中的冷却水经过水泵管路后进入过滤装置7，过滤装置7对水进行精细过滤，过滤装置7的过滤净化条件由需冷却设备5所要求水质进行设计。冷却水经过过滤装置7的进一步净化过滤后，达到需冷却设备5所要求的水质，然后对需冷却设备5进行降温。
优选的，参见图2所示，冷却水循环系统还包括：
浸入式温度计8，设置在储水容器1内，用于测量储水容器1内冷却水的温度；流量计9，设置在水泵系统3和需冷却设备5之间的管路内，用于测量冷却水的流量；管道式温度计10，设置在回水管路4内，用于测量与需冷却设备5换热后的冷却水的温度。通过对温度流量数据的采集，计算温差及流量，从而可以得到交换的冷量，按冷量的逐步变化及时调整水泵34的变频器频率，使水泵34变频运行，避免水泵34一直按工频运行而浪费电能，以达到节能的目的。
优选的，参见图2所示，冷却水循环系统还包括：
液位计11，设置于储水容器1内，用于测量储水容器1内的水位；注水系统12，与储水容器1连接，用于当储水容器1内水位低于预定值时通过电磁阀13的控制向储水容器1内注水。为避免地下水位下降造成储水容器1中水量不足，在储水容器1中设置液位计11，当水位下降到警戒状态(可以人为设定预定值)时，自动打开电磁阀13，及时对储水容器1补水，当水位达到预定水位时，关闭电磁阀13。
优选的，参见图2所示，为了对冷却水中的杂质进行初步过滤，保证管路畅通，供水管路2位于所述储水容器1内的一端设置有过滤网14。
进一步的，如图3所示，本发明提供的冷却水循环系统可通过直接数字控制器(DDC，Direct Digital Control)接入数字量输入(DI，Digital Input)：水井高/低液位、水泵状态、水泵故障和水泵变频器故障；模拟量输入(AI，Analogy Input)：水泵变频器频率反馈、冷却水流量、供水温度、回水温度、泵前压力和泵后压力；输出控制数字量(DO，Digital Out)：电磁阀启停、水泵启停和水泵变频器启停；输出控制模拟量(AO，Analogy Out)：变频器控制。直接数字控制器接入管理平台(控制电脑)，由管理平台对系统进行监视及控制管理，并对系统故障等状态进行本地语音报警及远程短信报警通知。
需要说明的是，控制电路也可由可编程控制器(PLC，Programmable LogicController)电路或单片机电路来控制，但无论那种控制方式都只是控制的方式不同而已，其本质都是冷却循环的自控系统，其均应包含在本发明的保护范围内。
实施例二
本发明实施例提供一种冷却水循环系统控制方法，应用于中小型工业项目的冷却水循环系统中，参见图4所示，包括：
201、根据用户指令启动水泵。
202、采集水流数据，水流数据包括供水水温、回水水温、水压和水流量。
203、根据水流数据实时调节水泵的运行频率。
进一步的，方法还包括：
采集储水容器中的水位数据；
根据水位数据控制注水系统与储水容器之间的电磁阀的开关，以在储水容器中水温低于预定值时，向储水容器注水。
进一步的，方法还包括：
当水泵发生故障时，停用水泵并启动备用水泵。
本发明实施例提供的冷却水循环系统控制方法，根据用户指令启动水泵；采集水流数据，水流数据包括供水水温、回水水温、水压和水流量；根据水流数据实时调节水泵的运行频率。并且可根据水位数据控制注水系统与储水容器之间的电磁阀的开关，以在储水容器中水温低于预定值时，向储水容器注水。能够根据系统数据自动调节水泵的运行频率和水位等，实现系统的自动控制，节省人力成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冷却水循环系统，其特征在于，包括：
储水容器，所述储水容器为透水砖砌容器，设置于地下水中，用于储存冷却水并使所述冷却水与所述地下水进行热交换；
供水管路，用于连接所述储水容器和水泵系统；
水泵系统，用于通过所述供水管路将所述储水容器中的冷却水输送至需冷却设备处；
回水管路，与所述储水容器连接，用于将经过所述需冷却设备的冷却水输送回所述储水容器中。
2.根据权利要求1所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述水泵系统包括与供水管路依次连接的闸阀、软接头、压力传感器、水泵和止回阀。
3.根据权利要求2所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述水泵系统包括与所述供水管路并行连接的两个水泵，每个所述水泵均配置有所述闸阀、所述软接头、所述压力传感器和所述止回阀，与所述供水管路组成两条输送冷却水的管路。
4.根据权利要求1所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述冷却水循环系统还包括：
过滤装置，所述过滤装置设置于所述水泵系统和所述需冷却设备之间的管路上，用于对所述水泵系统输送至需冷却设备的冷却水进行过滤。
5.根据权利要求1所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述冷却水循环系统还包括：
浸入式温度计，设置在所述储水容器内，用于测量所述储水容器内冷却水的温度；
流量计，设置在所述水泵系统和所述需冷却设备之间的管路内，用于测量冷却水的流量；
管道式温度计，设置在所述回水管路内，用于测量与所述需冷却设备换热后的冷却水的温度。
6.根据权利要求1所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述冷却水循环系统还包括：
液位计，设置于所述储水容器内，用于测量所述储水容器内的水位；
注水系统，与所述储水容器连接，用于当所述储水容器内水位低于预定值时通过电磁阀的控制向所述储水容器内注水。
7.根据权利要求1-6任一项所述的冷却水循环系统，其特征在于，所述供水管路位于所述储水容器内的一端设置有过滤网。
8.一种冷却水循环系统控制方法，其特征在于，包括：
根据用户指令启动水泵；
采集水流数据，所述水流数据包括供水水温、回水水温、水压和水流量；
根据所述水流数据实时调节所述水泵的运行频率。
9.根据权利要求8所述的冷却水循环系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集储水容器中的水位数据；
根据所述水位数据控制注水系统与所述储水容器之间的电磁阀的开关，以在储水容器中水温低于预定值时，向所述储水容器注水。
10.根据权利要求8所述的冷却水循环系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当水泵发生故障时，停用所述水泵并启动备用水泵。
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