CN113375384A - 一种超高精度工艺冷却水系统及其恒温控制方法 - Google Patents

一种超高精度工艺冷却水系统及其恒温控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高精度工艺冷却水系统，包括冷却塔，冷却塔连接有回水管和出水管，出水管连接至缓冲罐，缓冲罐上还连接有低温补水罐和高温补水罐，低温补水罐和高温补水罐内分别安装有水温调节器，缓冲罐的出水端连接至工艺冷却水储水罐，工艺冷却水储水罐的出水端连接至用水系统，用水系统通过回水管将高温工艺冷却水送回冷却塔。本发明能够改进现有技术的不足，提高工艺冷却水的控制精度。

Description

一种超高精度工艺冷却水系统及其恒温控制方法
技术领域
本发明涉及工艺冷却水水温控制技术领域，尤其是一种超高精度工艺冷却水系统及其恒温控制方法。
背景技术
在各类工业生产现场，对于需要控制温度的生产加工过程需要使用冷却水进行冷却。冷却水供水温度的稳定直接影响到了生产加工过程温度的恒定。现有的冷却水循环系统仅仅通过冷却塔风机的功率进行水温的控制，控制精度低，出水端的冷却水水温波动较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超高精度工艺冷却水系统及其恒温控制方法，能够解决现有技术的不足，提高工艺冷却水的控制精度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种超高精度工艺冷却水系统，包括冷却塔，冷却塔连接有回水管和出水管，出水管连接至缓冲罐，缓冲罐上还连接有低温补水罐和高温补水罐，低温补水罐和高温补水罐内分别安装有水温调节器，缓冲罐的出水端连接至工艺冷却水储水罐，工艺冷却水储水罐的出水端连接至用水系统，用水系统通过回水管将高温工艺冷却水送回冷却塔。
作为优选，所述工艺冷却水储水罐内交错固定有若干个挡板，挡板与工艺冷却水储水罐内壁之间设置有间隙。
一种上述的超高精度工艺冷却水系统的恒温控制方法，包括以下步骤：
A、冷却塔根据回水管的回水温度和出水管的出水温度的温差以及出水管的出水温度和系统预设水温的温差对冷却塔的风机功率进行PID调节；
B、根据系统预设水温和缓冲罐内水温的温差控制低温补水罐或高温补水罐向缓冲罐内补水。
作为优选，步骤B中，
当缓冲罐内水温高于系统预设水温时，开启低温补水罐向缓冲罐补水；当风机功率增加时，低温补水罐向缓冲罐的补水流量降低，当风机功率减小时，低温补水罐向缓冲罐的补水流量增加；
当缓冲罐内水温低于系统预设水温时，开启高温补水罐向缓冲罐补水；当风机功率增加时，高温补水罐向缓冲罐的补水流量增加，当风机功率减小时，高温补水罐向缓冲罐的补水流量降低。
作为优选，步骤B中，低温补水罐或高温补水罐的补水流量调节过程为，
在低温补水罐切换至高温补水罐补水或高温补水罐切换至低温补水罐补水时，起始的补水流量为最大补水流量的50%，补水流量变化率与风机功率变化率成正比；然后根据出水管的出水温度和系统预设水温的温差变化对补水流量变化率与风机功率变化率的比值进行调整，使出水管的出水温度和系统预设水温的温差变小。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明在工艺冷却水储水罐之前设置缓冲罐，同时连接低温补水罐和高温补水罐，利用缓冲罐对工艺冷却水的温度进行精确调节。缓冲罐不仅仅是简单的通过水温进行进水缓冲，而是通过监控风机功率的PID调节结果，对补水流量进行控制，从而可以对PID调节过程产生的水温波动进行及时的缓冲和削弱。在补水流量的调节过程中，再根据出水管的出水温度和系统预设水温的温差进行控制，从而实现缓冲罐对于水温同时的前级调节和后级调节。本发明利用缓冲罐配合风机功率进行综合调节，实现了工艺冷却水温度的高精度控制。工艺冷却水储水罐内交错设置的挡板可以使冷却水进入后增加流动路径长度，从而充分利用工艺冷却水储水罐的容量对水温的波动进行进一步平衡。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图中：1、冷却塔；2、回水管；3、出水管；4、缓冲罐；5、低温补水罐；6、高温补水罐；7、水温调节器；8、工艺冷却水储水罐；9、用水系统；10、挡板；11、间隙。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本发明一个具体实施方式包括冷却塔1，冷却塔2连接有回水管2和出水管3，出水管3连接至缓冲罐4，缓冲罐4上还连接有低温补水罐5和高温补水罐6，低温补水罐5和高温补水罐6内分别安装有水温调节器7，缓冲罐4的出水端连接至工艺冷却水储水罐8，工艺冷却水储水罐8的出水端连接至用水系统9，用水系统9通过回水管2将高温工艺冷却水送回冷却塔1。工艺冷却水储水罐8内交错固定有若干个挡板10，挡板10与工艺冷却水储水罐8内壁之间设置有间隙11。
一种上述的超高精度工艺冷却水系统的恒温控制方法，包括以下步骤：
A、冷却塔1根据回水管2的回水温度和出水管3的出水温度的温差以及出水管3的出水温度和系统预设水温的温差对冷却塔1的风机功率进行PID调节；
B、根据系统预设水温和缓冲罐4内水温的温差控制低温补水罐5或高温补水罐6向缓冲罐4内补水。
步骤B中，
当缓冲罐4内水温高于系统预设水温时，开启低温补水罐5向缓冲罐4补水；当风机功率增加时，低温补水罐5向缓冲罐4的补水流量降低，当风机功率减小时，低温补水罐5向缓冲罐4的补水流量增加；
当缓冲罐4内水温低于系统预设水温时，开启高温补水罐6向缓冲罐4补水；当风机功率增加时，高温补水罐6向缓冲罐4的补水流量增加，当风机功率减小时，高温补水罐6向缓冲罐4的补水流量降低。
步骤B中，低温补水罐5或高温补水罐6的补水流量调节过程为，
在低温补水罐5切换至高温补水罐6补水或高温补水罐6切换至低温补水罐5补水时，起始的补水流量为最大补水流量的50%，补水流量变化率与风机功率变化率成正比；然后根据出水管3的出水温度和系统预设水温的温差变化对补水流量变化率与风机功率变化率的比值进行调整，使出水管3的出水温度和系统预设水温的温差变小。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，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。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种超高精度工艺冷却水系统，其特征在于：包括冷却塔（1），冷却塔（2）连接有回水管（2）和出水管（3），出水管（3）连接至缓冲罐（4），缓冲罐（4）上还连接有低温补水罐（5）和高温补水罐（6），低温补水罐（5）和高温补水罐（6）内分别安装有水温调节器（7），缓冲罐（4）的出水端连接至工艺冷却水储水罐（8），工艺冷却水储水罐（8）的出水端连接至用水系统（9），用水系统（9）通过回水管（2）将高温工艺冷却水送回冷却塔（1）。
2.根据权利要求1所述的超高精度工艺冷却水系统，其特征在于：所述工艺冷却水储水罐（8）内交错固定有若干个挡板（10），挡板（10）与工艺冷却水储水罐（8）内壁之间设置有间隙（11）。
3.一种权利要求1或2所述的超高精度工艺冷却水系统的恒温控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A、冷却塔（1）根据回水管（2）的回水温度和出水管（3）的出水温度的温差以及出水管（3）的出水温度和系统预设水温的温差对冷却塔（1）的风机功率进行PID调节；
B、根据系统预设水温和缓冲罐（4）内水温的温差控制低温补水罐（5）或高温补水罐（6）向缓冲罐（4）内补水。
4.根据权利要求3所述的超高精度工艺冷却水系统的恒温控制方法，其特征在于：步骤B中，
当缓冲罐（4）内水温高于系统预设水温时，开启低温补水罐（5）向缓冲罐（4）补水；当风机功率增加时，低温补水罐（5）向缓冲罐（4）的补水流量降低，当风机功率减小时，低温补水罐（5）向缓冲罐（4）的补水流量增加；
当缓冲罐（4）内水温低于系统预设水温时，开启高温补水罐（6）向缓冲罐（4）补水；当风机功率增加时，高温补水罐（6）向缓冲罐（4）的补水流量增加，当风机功率减小时，高温补水罐（6）向缓冲罐（4）的补水流量降低。
5.根据权利要求4所述的超高精度工艺冷却水系统的恒温控制方法，其特征在于：步骤B中，低温补水罐（5）或高温补水罐（6）的补水流量调节过程为，
在低温补水罐（5）切换至高温补水罐（6）补水或高温补水罐（6）切换至低温补水罐（5）补水时，起始的补水流量为最大补水流量的50%，补水流量变化率与风机功率变化率成正比；然后根据出水管（3）的出水温度和系统预设水温的温差变化对补水流量变化率与风机功率变化率的比值进行调整，使出水管（3）的出水温度和系统预设水温的温差变小。
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Denomination of invention: A Ultra High Precision Process Cooling Water System and Its Constant Temperature Control Method

Granted publication date: 20220830

Pledgee: Chengdong Branch of Nanjing Bank Co.,Ltd.

Pledgor: NANJING DEVELOP SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980010886

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