CN105157177A - 根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据制冷机组和冷却塔的性能，确定冷却塔的最低出水温度和冷却塔的最大效率；2)测量并获得室外空气状态；3)计算当前状态的冷却塔效率；4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀；5)每隔时间T，T通常在5分钟到3小时之间取值，重复步骤1)-4)，使冷却塔的出水温度跟随室外空气状态变化而改变，以保持冷却塔的最低出水温度值，提高制冷机的实际运行能效。具有显著提高制冷机组的运行效率和节能的特点。

Description

根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法
技术领域
本发明涉及一种根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法。属于建筑暖通空调技术领域。
背景技术
冷却塔是水冷式中央空调系统必不可少的部件。冷却塔的出水温度对中央空调制冷机的运行效率具有较大影响，在出水温度不低于制冷机安全运行的最低温度的前提下，冷却塔出水温度越低，制冷机的能效比越高，反之，冷却塔出水温度越高，制冷机的能效比越低。
目前，绝大多数中央空调系统的冷却塔工作在固定工况下，例如一种普遍的工况是回水温度为37度，出水温度为32度。即使冷却塔出水温度能变化，也不能根据室外空气状态而改变，不能接近冷却塔在一定的室外空气状态能达到的最低出水温度值。结果是导致冷却塔未能利用全年变化的室外空气状态的有利条件，使制冷机的实际运行能效比低，造成能源浪费。
例如专利号为“ZL201120294045.6”的冷却水温度控制系统，通过时间控制和温度控制的方法，由于未考虑室外空气状态和冷却塔的性能，其节能效果较差；专利号为“ZL200820229623.6”的冷却水温度控制装置，以使冷却水温度保持相对稳定为其主要目的，应用在建筑暖通空调技术领域，会造成能源浪费。
发明内容
本发明的目的，是为了解决现有冷却塔出水温度不能根据室外空气状态而充分改变、存在制冷机的实际运行能效比低、造成能源浪费的问题，提供一种根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法。具有提高制冷机的实际运行能效、节约能源及经济运行的特点。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据制冷机组和冷却塔的性能，确定冷却塔的最低出水温度和冷却塔的最大效率；
2)测量并获得室外空气状态，包括室外干球温度、相对湿度和室外湿球温度，以及冷却塔的进水温度和出水温度；
3)计算当前状态的冷却塔效率；
4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀；
5)每隔时间T，T通常在5分钟到3小时之间取值，重复步骤1)-4)，使冷却塔的出水温度跟随室外空气状态变化而改变，以保持冷却塔的最低出水温度值，提高制冷机的实际运行能效。
本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，步骤1)根据制冷机组和冷却塔的性能，可以选择确定冷却塔的最低出水温度tmin为18℃，冷却塔的最大效率ηmax为80％。
进一步地，步骤2)测量并获得室外空气状态，包括室外干球温度、相对湿度和室外湿球温度ts，以及冷却塔的进水温度tin和出水温度tout。
进一步地，步骤3)计算当前状态的冷却塔效率，是指利用室外湿球温度ts、冷却塔的进水温度tin和出水温度tout计算冷却塔的效率，表达式为η＝(tin-tout)/(tin-ts)。
进一步地，步骤4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀，具体是指：
A.当tout＞tmin且η＝ηmax时，冷却塔运行在合理、节能的状态，维持系统的运行参数；
B.当tout＞tmin且η＜ηmax时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，加大冷却塔的风机转速，直至η＝ηmax；
C.当tout≤tmin时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，减小冷却塔的风机转速，直至tout＝tmin；如果冷却塔的风机转速到达最小仍不能满足要求，则停止风机；如果停止风机仍不能满足要求，则打开冷却塔的旁通阀，通过混合使tout＝tmin。
本发明具有如下突出的优点和有益效果：
1、本发明通过改进冷却塔出水温度的控制方法，使冷却塔出水温度接近满足制冷机组安全性要求、在一定室外空气状态下可实现的最低值，比现有的普遍的固定冷却塔出水温度的控制方法，能显著提高制冷机组的运行效率，从而达到节能的目的。
2、本发明可以使冷却塔出水温度根据室外空气状态动态变化，接近理论上冷却塔在一定室外空气状态下的最低出水温度值，从而提高制冷机的实际运行能效，达到节能经济运行的目的。
附图说明
图1为本发明实现冷却塔出水温度控制的装置结构示意图。
图2为本发明控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明发明的具体实施方式。
具体实施例1：
参照图1，本发明涉及的控制装置包括测量室外空气状态的湿球温度传感器1、冷却塔进水温度温度传感器2和出水温度温度传感器3、控制器4、控制冷却塔风机电机的变频器5及保证信号传输的通讯电路。湿球温度传感器1测量室外空气的湿球温度，冷却塔进水温度温度传感器2测量冷却塔进水温度，冷却塔出水温度温度传感器3测量冷却塔出水温度。
上述各个传感器得到的信号通过通讯电路传输到控制器4。接着，控制器计算得出冷却塔风机的需要风量和运行频率，通过通讯电路将代表运行频率值的信号传输到控制冷却塔风机电机的变频器5，控制冷却塔风机转速。
如图2所示，本发明的一个实施例的控制方法流程包括以下步骤：
1)根据制冷机组和冷却塔的性能，选择确定冷却塔的最低出水温度tmin(例如18度)和冷却塔的最大效率ηmax(例如80％)；
2)测量并获得室外空气状态(包括室外干球温度、相对湿度和室外湿球温度ts等参数)以及冷却塔的进水温度tin和出水温度tout；
3)计算当前状态的冷却塔效率η＝(tin-tout)/(tin-ts)；
4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀；具体为：
A.当tout＞tmin且η＝ηmax时，冷却塔运行在合理、节能的状态，维持系统的运行参数；
B.当tout＞tmin且η＜ηmax时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，加大冷却塔的风机转速，直至η＝ηmax；
C.当tout≤tmin时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，减小冷却塔的风机转速，直至tout＝tmin；如果冷却塔的风机转速到达最小仍不能满足要求，则停止风机；如果停止风机仍不能满足要求，则打开冷却塔的旁通阀，通过混合使tout＝tmin；
每隔时间T，T可以为10分钟，20分钟，30分钟，40分钟，50分钟，60分钟，70分钟，80分钟，或90分钟，重复步骤1)-4)，使冷却塔的出水温度跟随室外空气状态变化而改变，以保持冷却塔的最低出水温度值，提高制冷机的实际运行能效。
当然，T也可以为100分钟，110分钟，120分钟，130分钟，140分钟，150分钟，160分钟，170分钟，或180分钟，重复步骤1)-4)，使冷却塔的出水温度跟随室外空气状态变化而改变，以保持冷却塔的最低出水温度值，提高制冷机的实际运行能效。
本发明是根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，考虑室外空气状态和冷却塔的性能，使冷却塔出水温度根据室外空气状态动态变化，接近理论上冷却塔在一定室外空气状态下的最低出水温度值，从而提高制冷机的实际运行能效。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效转换均属于本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据制冷机组和冷却塔的性能，确定冷却塔的最低出水温度和冷却塔的最大效率；
2)测量并获得室外空气状态，包括室外干球温度、相对湿度和室外湿球温度，以及冷却塔的进水温度和出水温度；
3)计算当前状态的冷却塔效率；
4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀；
5)每隔时间T，T通常在5分钟到3小时之间取值，重复步骤1)-4)，使冷却塔的出水温度跟随室外空气状态变化而改变，以保持冷却塔的最低出水温度值，提高制冷机的实际运行能效。
2.根据权利要求1所述的根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于：步骤1)根据制冷机组和冷却塔的性能，选择确定冷却塔的最低出水温度tmin为18℃，冷却塔的最大效率ηmax为80％。
3.根据权利要求1所述的根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于：步骤2)测量并获得室外空气状态，包括室外干球温度、相对湿度和室外湿球温度ts，以及冷却塔的进水温度tin和出水温度tout。
4.根据权利要求1所述的根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于：步骤3)计算当前状态的冷却塔效率，是指利用室外湿球温度ts、冷却塔的进水温度tin和出水温度tout计算冷却塔的效率，表达式为η=(tin-tout)/(tin-ts)。
5.根据权利要求1所述的根据室外空气状态控制冷却塔出水温度的方法，其特征在于：步骤4)根据实际冷却塔效率和室外空气状态，相应调节冷却塔风机电机的开关和变频器及冷却塔的旁通阀，具体是指：
A.当tout＞tmin且η=ηmax时，冷却塔运行在合理、节能的状态，维持系统的运行参数；
B.当tout＞tmin且η＜ηmax时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，加大冷却塔的风机转速，直至η=ηmax；
C.当tout≤tmin时，通过调节冷却塔风机电机的变频器，减小冷却塔的风机转速，直至tout=tmin；如果冷却塔的风机转速到达最小仍不能满足要求，则停止风机；如果停止风机仍不能满足要求，则打开冷却塔的旁通阀，通过混合使tout=tmin。
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