CN110092499A - 一种智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法，该设备包括进水管、出水管、排污管、微电脑控制器、上位机、投药泵、排污电动阀、过滤器、药液箱和数据处理器；投药泵、排污电动阀、过滤器和数据处理器分别与微电脑控制器电连接，微电脑控制器与上位机相连接；药液箱通过设置有投药泵的管道与出水管相连接；进水管和出水管通过过滤器相连接，排污管与出水管相连接；出水管内设置有若干分别与微电脑控制器电连接的水质检测装置。本发明能实现对水质的智能化实时监测及调控，能够根据水质监测结果对水进行自动控制加药，药剂浓度以及加药量精确，运维方便简单，节省了人力成本，用户可以通过客户端实时了解水质情况。

Description

一种智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法

技术领域

本发明属于水处理设备技术领域，具体涉及一种智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法。

背景技术

制冷设备循环水系统一般包括冷冻水和冷却水两个水循环系统，冷冻水系统经过制冷设备的主机蒸发器制冷降温后到各需要冷却的未端包括房间、工艺设备、冻库、公共区域等；冷却水以及热泵的热水主要是吸收冷凝器的热量，空调、制冷机和冷库的冷却水一般都经过冷却塔自我蒸发降温然后再回到冷凝器吸热循环使用。

冷冻水和冷却水循环系统的管路都存在腐蚀、结垢和微生物菌藻滋生等问题，产生军团菌潜藏、管道生锈穿孔、换热管结垢等问题，需要持续对水质进行在线处理以避免以上问题。

目前国际上公认成熟且有效的方法，主要是在冷冻水和冷却水循环系统的管路中加入防腐蚀剂、防结垢剂、菌藻杀灭或抑制剂，但由于水质在循环使用过程中存在矿物质变化、药剂衰减、水质外排和菌藻杀灭或抑制剂时效短等问题，因此需要持续确保防腐蚀剂、防结垢剂和菌藻杀灭或抑制剂的药剂浓度，并且把握好添加时机。

传统的方法，冷却水系统的水质处理操作一般是人工定期检测、换水、补充药剂等，或者自动化在线通过荧光剂或测试总磷来检测药剂浓度，根据药剂浓度补充防腐蚀防结垢的药剂，也有一些根据补水量与浓缩倍数之间的关系所以根据数字水表与加药泵联动来补充防腐蚀防结垢药剂的，并且都采用人工周期性投加菌藻杀灭或抑制剂，也有用时间继电器开关控制菌藻杀灭或抑制剂的。冷冻水处理的操作方法一般都是周期性(一般是1次/月)检测水中的关键保护剂成分的含量(比如钼酸盐、亚硝酸盐、总磷含量等)，并且周期性投加菌藻杀灭或抑制剂(一般是1次/月)，也有个别厂家使用荧光粉或者用开关柜连接pH探头来监测和补充防腐蚀剂防结垢剂的，用时间继电器控制菌藻类杀灭或抑制剂。

传统的水质处理方法，进行人工加药时需要持续检测药剂浓度，操作量大、误差大、管理难度高，根据补水量除以浓缩倍数作为加药量，忽略了冷却塔风吹损失导致的药剂浓度严重衰减问题，所以加药浓度误差极大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种智能控制制冷设备水循环处理设备，包括进水管、出水管、排污管、微电脑控制器、上位机、投药泵、排污电动阀、过滤器、药液箱和数据处理器；投药泵、排污电动阀、过滤器和数据处理器分别与微电脑控制器电连接，微电脑控制器与上位机相连接；药液箱通过设置有投药泵的管道与出水管相连接；进水管和出水管通过过滤器相连接，排污管与出水管相连接，排污电动阀设置在排污管上；出水管内设置有若干分别与微电脑控制器电连接的水质检测装置。

进一步地，所述若干水质检测装置包括电导率探头、腐蚀率探头和Ph电极。

进一步地，出水管内设置有分别与微电脑控制器电连接的逆止阀和注射阀。

进一步地，所述设备还包括箱壳，进水管、出水管、排污管、微电脑控制器、上位机、投药泵、排污电动阀、过滤器、药液箱和数据处理器均设置在箱壳内。

进一步地，箱壳内还设置有与微电脑控制器电连接的警报灯。

一种所述智能控制制冷设备水循环处理设备的控制方法，其特征在于，包括：

微电脑控制器将水质数据发送给数据处理器进行处理，数据处理器将处理后的数据发送给微电脑控制器，微电脑控制器将处理后的数据通过上位机发送到云服务器，同时，微电脑控制器将处理后的数据与预先设定的水质判定标准阈值进行比较，根据比较结果进行水质判断，然后根据比较结果控制加药的种类和加药量的大小，实现水质处理控制操作。

进一步地，在所述方法中：

达到补药触发条件的水表累积数＝-ln(加药时的剩余浓度)*[平均浓缩倍数*蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)+飘水率]*保有水量/[飘水率+蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)]；

每次补充的药量＝保有水量*(1-控制浓度下限值)*0.1；

加药时间＝-ln(剩余浓度比)×保有水量/[循环量×(飘水率+排污率)]；

加药时对应的新增总补水量＝-ln(剩余浓度比)×(浓缩倍数×排污率+飘水率)×保有水量/(飘水率+排污率)；

排污率＝n×平均温差/(浓缩倍数-1)；n的取值范围为[0.0014,0.0016]；

排污量＝补水量×[0.0016×平均温差/(浓缩倍数×0.0016×平均温差+(浓缩倍数-1)×飘水率)]。

进一步地，在所述方法中，包括：步骤A)上位机向云服务器上报数据使用时间序列数据库；

步骤B)时间顺序数据库经过报警逻辑如有异常，将数据放入Redis数据库汇总；

步骤C)Readis报警数据在过期时间内为完全处理完成的同时对外推送报警，同时删除内存自带过期时间功能；

步骤A)-步骤C)异步永久存储于关系数据库中，经过业务汇总形成报表。

本发明提供的智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法，实现了对水质的智能化实时监测及调控，能够根据水质监测结果对水进行自动控制加药，药剂浓度以及加药量精确，运维方便简单，节省了人力成本，用户可以通过客户端实时了解水质情况，可以很好地满足实际应用的需要。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的智能控制制冷设备水循环处理设备的结构示意图；

图2为本公开一个实施例的制冷循环水系统的结构示意图，箭头所示方向代表水的流动方向；

图3为本公开一个实施例的制冷循环水系统的数据库与上位机之间的信息交互关系示意图；

图4为本公开一个实施例的制冷循环水系统的电路结构框图；

图中，1-制冷主机，2-蒸发器，3-冷凝器，4-第一智能加药机，5-末端设备，6-第二智能加药机，7-膨胀水箱，8-智能水表，9-冷却塔，10-远程摄像头，11-第一管道，12-第二管道，13-第三管道，14-第四管道，15-箱壳，16-微电脑控制器，17-警报灯，18-电导率探头，19-投药泵，20-逆止阀，21-注射阀，22-第一腐蚀率探头，23-第二腐蚀率探头，24-排污电动阀，25-过滤器，26-药液箱，27-Ph电极，28-数据处理器，29-电源连接端，30-进水管，31-出水管，32-排污管，33-上位机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种智能控制制冷设备水循环处理设备及其控制方法，包括箱壳15、进水管30、出水管31、排污管32、设置在箱壳15内的微电脑控制器16、上位机33、警报灯17、电导率探头18、投药泵19、逆止阀20、注射阀21、第一腐蚀率探头22、第二腐蚀率探头23、排污电动阀24、过滤器25、药液箱26、Ph电极27和数据处理器28以及设置在箱壳15上的电源连接端29，电源连接端分别与微电脑控制器16和上位机33相连接。警报灯17、电导率探头18、投药泵19、逆止阀20、注射阀21、第一腐蚀率探头22、第二腐蚀率探头23、排污电动阀24、过滤器25、Ph电极27和数据处理器28分别与微电脑控制器16电连接，受到微电脑控制器16的控制。微电脑控制器16与上位机33相连接。微电脑控制器16可以采用单片机、ARM系列处理器等产品。客户端可以为智能手机、iPad等。进水管30的一端和出水管31的一端通过过滤器25相连接，进水管30的另一端和出水管31的另一端分别伸出箱壳15外。排污管32的一端连接到出水管31上，排污电动阀24设置在排污管32上。上位机33可以为iPad或笔记本电脑等。

药液箱26可以为一个或多个，本实施例为两个，每个药液箱26对应连接一个投药泵19，不同的药液箱26根据需要放置不同的药液。

为便于描述，将该智能控制制冷设备水循环处理设备简称为智能加药机。

如图2-图4所示，一种制冷循环水系统，包括云服务器、制冷主机1、客户端、两个智能加药机(分别为第一智能加药机4和第二智能加药机6)、膨胀水箱7、冷却塔9、智能水表8和若干末端设备5，制冷主机1包括蒸发器2和冷凝器3。

制冷循环水系统分为冷冻水循环系统和冷却水循环系统。

冷冻水循环系统包括蒸发器2、第一智能加药机4、膨胀水箱7和若干末端设备5，蒸发器2上分别连接有作为进水管的第一管道11以及作为出水管的第二管道12，膨胀水箱7和蒸发器2通过第一管道11相连接，第一智能加药机4和若干末端设备5分别通过管道与第一管道11和第二管道12相连接，膨胀水箱7的进水管上设置有智能水表8。末端设备5可以为风机、风柜或冷库等。

冷却水循环系统包括冷凝器3、第二智能加药机6和冷却塔9，冷凝器3上分别连接有作为进水管的第三管道13以及作为出水管的第四管道14，冷却塔9分别通过第三管道13以及第四管道14与冷凝器3相连接。第二智能加药机6通过管道分别与第三管道13和第四管道14相连接。冷却塔9上还连接有一根进水管，冷却塔9的进水管上设置有智能水表8。上位机33与云服务器无线连接。客户端与云服务器无线连接。智能水表8与微电脑控制器16无线连接，并将数据发送给微电脑控制器16。

在冷却塔9附近设置有远程摄像头10，远程摄像头10与云服务器电连接，远程摄像头10用于监控冷却塔9的状况，将拍摄的视频发送到云服务器。

进水管30的一端与第一管道11相连接，进水管30的另一端与过滤器25相连接，出水管31的一端与过滤器25相连接，出水管31的另一端与第二管道12相连接。过滤器25与微电脑控制器16电连接。排污管32的一端连接到出水管31上，另一端伸出箱壳15外，排污电动阀24设置在排污管32上。第一腐蚀率探头22、第二腐蚀率探头23、Ph电极27、电导率探头18、逆止阀20和注射阀21均设置在出水管31内。药液箱26通过管道与出水管31相连接，投药泵19设置在连接在药液箱26与出水管31之间的管道上。药液箱26包括水处理药剂箱和杀菌剂箱。

进水管30从第一管道11内引流一部分水用于取样检测，进水管30内的水流入过滤器25过滤掉固体杂质后进入出水管31内，第一腐蚀率探头22、第二腐蚀率探头23、Ph电极27和电导率探头18将检测到的水质数据发送给微电脑控制器16，微电脑控制器16将这些水质数据发送给数据处理器28进行处理，数据处理器28将处理后的数据发送给微电脑控制器16，微电脑控制器16将处理后的数据通过无线通信模块发送到云服务器，同时，微电脑控制器16将处理后的数据与预先设定的水质判定标准阈值进行比较，根据比较结果进行水质判断，然后根据比较结果控制投药泵19的开闭或开闭程度大小以及控制投药的种类和投药量的大小，实现水质处理控制操作，调节水质。用户可以通过客户端访问云服务器，实时获取水质信息，同时也可以通过客户端发送指令给云服务器，云服务器再将指令发送给微电脑控制器16，微电脑控制器16根据指令进行控制。微电脑控制器16可以在水质极差的情况下控制警报灯17亮起进行告警，并可以通过控制打开排污电动阀24来通过排污管排水。

一种智能控制制冷设备水循环处理设备的控制方法，包括：

微电脑控制器将水质数据发送给数据处理器进行处理，数据处理器将处理后的数据发送给微电脑控制器，微电脑控制器将处理后的数据通过上位机发送到云服务器，同时，微电脑控制器将处理后的数据与预先设定的水质判定标准阈值进行比较，根据比较结果进行水质判断，然后根据比较结果控制加药的种类和加药量的大小，实现水质处理控制操作。

在所述控制方法中：

达到补药触发条件的水表累积数＝-ln(加药时的剩余浓度)*[平均浓缩倍数*蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)+飘水率]*保有水量/[飘水率+蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)]；

每次补充的药量＝保有水量*(1-控制浓度下限值)*0.1；

加药时间＝-ln(剩余浓度比)×保有水量/[循环量×(飘水率+排污率)]；

加药时对应的新增总补水量＝-ln(剩余浓度比)×(浓缩倍数×排污率+飘水率)×保有水量/(飘水率+排污率)；

排污率＝n×平均温差/(浓缩倍数-1)；n的取值范围为[0.0014,0.0016]；

排污量＝补水量×[0.0016×平均温差/(浓缩倍数×0.0016×平均温差+(浓缩倍数-1)×飘水率)]。

在所述控制方法中，包括：步骤A)上位机向云服务器上报数据使用时间序列数据库；

步骤B)时间顺序数据库经过报警逻辑如有异常，将数据放入Redis数据库汇总；

步骤C)Readis报警数据在过期时间内为完全处理完成的同时对外推送报警，同时删除内存自带过期时间功能；

步骤A)-步骤C)异步永久存储于关系数据库中，经过业务汇总形成报表。

本发明提供的智能控制制冷水循环处理设备及其控制方法，实现了对水质的智能化实时监测及调控，能够根据水质监测结果对水进行自动控制加药，药剂浓度以及加药量精确，运维方便简单，节省了人力成本，用户可以通过客户端实时了解水质情况，可以很好地满足实际应用的需要。

需要理解的是，在本发明的描述中，如果存在“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语，则该类术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，如果存在“安装”、“设置”、“相连”、“连接”、“固定”等术语，则除非另有明确的规定和限定，该类术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能控制制冷设备水循环处理设备，其特征在于，包括进水管、出水管、排污管、微电脑控制器、上位机、投药泵、排污电动阀、过滤器、药液箱和数据处理器；投药泵、排污电动阀、过滤器和数据处理器分别与微电脑控制器电连接，微电脑控制器与上位机相连接；药液箱通过设置有投药泵的管道与出水管相连接；进水管和出水管通过过滤器相连接，排污管与出水管相连接，排污电动阀设置在排污管上；出水管内设置有若干分别与微电脑控制器电连接的水质检测装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述若干水质检测装置包括电导率探头、腐蚀率探头和Ph电极等。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，出水管内设置有分别与微电脑控制器电连接的逆止阀和注射阀。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括箱壳，进水管、出水管、排污管、微电脑控制器、上位机、投药泵、排污电动阀、过滤器、药液箱和数据处理器均设置在箱壳内。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，箱壳内还设置有与微电脑控制器电连接的警报灯。

6.一种权利要求1-5中任一项所述智能控制制冷设备水循环处理设备的控制方法，其特征在于，包括：

微电脑控制器将水质数据发送给数据处理器进行处理，数据处理器将处理后的数据发送给微电脑控制器，微电脑控制器将处理后的数据通过上位机发送到云服务器，同时，微电脑控制器将处理后的数据与预先设定的水质判定标准阈值进行比较，根据比较结果进行水质判断，然后根据比较结果控制加药的种类和加药量的大小，实现水质处理控制操作。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述方法中：

达到补药触发条件的水表累积数＝-ln(加药时的剩余浓度)*[平均浓缩倍数*蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)+飘水率]*保有水量/[飘水率+蒸发系数*冷却水进出口平均温差/(平均浓缩倍数-1)]；

每次补充的药量＝保有水量*(1-控制浓度下限值)*0.1；

加药时间＝-ln(剩余浓度比)×保有水量/[循环量×(飘水率+排污率)]；

加药时对应的新增总补水量＝-ln(剩余浓度比)×(浓缩倍数×排污率+飘水率)×保有水量/(飘水率+排污率)；

排污率＝n×平均温差/(浓缩倍数-1)；n的取值范围为[0.0014,0.0016]；

排污量＝补水量×[0.0016×平均温差/(浓缩倍数×0.0016×平均温差+(浓缩倍数-1)×飘水率)]。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述方法中，包括：步骤A)上位机向云服务器上报数据使用时间序列数据库；

步骤B)时间顺序数据库经过报警逻辑如有异常，将数据放入Redis数据库汇总；

步骤C)Readis报警数据在过期时间内为完全处理完成的同时对外推送报警，同时删除内存自带过期时间功能；

步骤A)-步骤C)异步永久存储于关系数据库中，经过业务汇总形成报表。