CN113390221A - 一种冷却液循环制冷控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却液循环制冷控制系统，包括设备主体、冷却塔、储水箱、换热器和控制模块，储水箱和换热器均与设备主体连接，换热器与储水箱连接，冷却塔与冷却池连接，冷却池连接换热器；控制模块，用于连接数据采集模块以及调节温度设置，设有通信模块；数据采集模块，用于收集冷却塔的工作数据，并将数据上传至控制模块；通信模块，用于收集数据采集模块数据以及与系统平台数据流通；换热器，用于将冷却设备主体的冷却水热量与冷却液热量进行交换。本发明通过对冷却池、设备主体内的水冷机构和换热器所在环境温度进行监测，并通过各温差对阀门、水泵和空冷机构进行控制，充分利用环境以及实时检测控制进而提高冷却效果。

Description

一种冷却液循环制冷控制系统及方法

技术领域

本发明涉及冷却循环技术领域，具体涉及一种冷却液循环制冷控制系统及方法。

背景技术

冷却水循环系统是指冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统，包括敞开式和密闭式两种类型。

冷却设备有敞开式和封闭式之分，因而冷却水循环系统也分为敞开式和封闭式两类。敞开式系统的设计和运行较为复杂。

敞开式：冷却设备有冷却池和冷却塔两类，都主要依靠水的蒸发降低水温。再者，冷却塔常用风机促进蒸发，冷却水常被吹失。故敞开式冷却水循环系统必须补给新鲜水。由于蒸发，循环水浓缩，浓缩过程将促进盐分结垢(见沉积物控制)。补充水有稀释作用，其流量常根据循环水浓度限值确定。

封闭式：封闭式冷却水循环系统采用封闭式冷却设备，循环水在管中流动，管外通常用风散热。除换热设备的物料泄漏外，没有其他因素改变循环水的水质。为了防止在换热设备中造成盐垢，有时冷却水需要软化(见水的软化)。

专利公告号为CN202110087613.3的发明专利中公开了一种冷却循环水系统及其控制方法，通过对冷却循环水系统的压差、温压、环境温度、流量进行统一监测以及管理，可以同时满足用户侧、耗能侧的需求，在保证用户侧正常使用的同时，对综合能耗进行管理，保证综合能耗最低。

现有技术中，设备一般通过单独使用冷却机组提供低温冷却液，但是这样的冷却循环系统并未充分利用环境资源，使得冷却机组负担加重。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出了一种冷却液循环制冷控制系统及方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种冷却液循环制冷控制系统及方法，包括设备主体、冷却塔、储水箱、换热器和控制模块，所述储水箱和所述换热器均与所述设备主体连接，所述换热器与所述储水箱连接，所述冷却塔与冷却池连接，所述冷却池连接所述换热器；

所述控制模块，用于连接数据采集模块以及调节温度设置，设有通信模块；

所述数据采集模块，用于收集所述冷却塔的工作数据，并将数据上传至控制模块；

所述通信模块，用于收集数据采集模块数据以及与系统平台数据流通；

所述换热器，用于将冷却所述设备主体的冷却水热量与冷却液热量进行交换。

优选的，所述数据采集模块包括温度传感器、流量传感器和压力传感器；

所述流量传感器设在冷却池与换热器连接的水管上，用于检测冷却液循环流动速度；

所述压力传感器与所述冷却池连接，用于检测管道对冷却液的流动的影响；

所述温度传感器，用于对系统内各部分实时温度，便于快速对系统温度的控制。

优选的，所述冷却池的出液管道上设有第一水泵，所述设备主体的出水管道上设有第二水泵。

优选的，所述冷却池和所述设备主体与换热器连接的水管上均设有阀门，所述阀门为电磁阀且与所述控制模块连接，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述第一阀门设在冷却池的出液管道上；

所述第二阀门设在冷却池的进液管道上；

所述第三阀门设在设备主体的水冷机构的出水管道上；

所述第四阀门设在设备主体的水冷机构的进水管道上。

优选的，所述温度传感器包括出液温度传感器、进液温度传感器、环境温度传感器、出水温度传感器和进水温度传感器；

所述出液温度传感器和所述进液温度传感器分别用于检测出液处和进液处的温度；

所述环境温度传感器用于检测换热器所处环境的温度；

所述出水温度传感器和所述进水温度传感器分别用于检测出水处和进水处的温度。

优选的，所述压力传感器设有第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器设在出液管道上；

所述第二压力传感器设在进液管道上。

优选的，所述换热器设有空冷机构，所述空冷机构用于将外部空气吸入并使得空气流通。

一种优选的冷却液循环制冷控制系统的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、控制模块打开第三阀门和第四阀门，且控制模块控制第二水泵启动，使得设备主体的水冷机构对设备主体进行初步冷却；

S2、环境温度传感器检测换热器所处环境的温度，若是环境检测温度大于最大环境设定值，控制模块控制第一阀门和第二阀门打开，第一水泵打开使得冷却池的冷却液进行流动；环境检测温度小于最小环境设定值，空冷机构打开；

S3、出水温度传感器检测温度与进水温度传感器进行检测温度对比，若是检测温度差大于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵不打开；若是检测温度差小于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵打开；

S4、第一阀门、第二阀门和第一水泵打开后，若是检测温度差小于最小设定温度差，将出液温度传感器检测温度和进液温度传感器检测温度进行对比，若是检测温度差小于最大温度差，控制模块控制第一水泵的功率改变，同时流量传感器检测到流量变小；若是检测温度差大于最大设定温度差，第一水泵功率不改变。

本发明的有益效果是：

通过对冷却池、设备主体内的水冷机构和换热器所在环境温度进行监测，并通过各温差对阀门、水泵和空冷机构进行控制，充分利用环境以及实时检测控制进而提高冷却效果；

通过设备主体的水冷机构的进出水管道的冷却水水温差以及环境温度，分析处理后进行空冷机构的启停；

通过冷却池的进出液管道的冷却液液温差以及进出水管道的冷却水水温差，两者配合控制第一水泵功率改变冷却液的流量，进而提高冷却效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种冷却液循环制冷控制系统包括设备主体、冷却塔、储水箱、换热器和控制模块，储水箱和换热器均与设备主体连接，换热器与储水箱连接，冷却塔与冷却池连接，冷却池连接换热器；

控制模块，用于连接数据采集模块以及调节温度设置，设有通信模块；

数据采集模块，用于收集冷却塔的工作数据，并将数据上传至控制模块；述数据采集模块包括温度传感器、流量传感器和压力传感器；

流量传感器设在冷却池与换热器连接的水管上，用于检测冷却液循环流动速度；

压力传感器与冷却池连接，用于检测管道对冷却液的流动的影响；

温度传感器，用于对系统内各部分实时温度，便于快速对系统温度的控制。

通信模块，用于收集数据采集模块数据以及与系统平台数据流通；

换热器，用于将冷却设备主体的冷却水热量与冷却液热量进行交换。

冷却池的出液管道上设有第一水泵，设备主体的出水管道上设有第二水泵。

冷却池和设备主体与换热器连接的水管上均设有阀门，阀门为电磁阀且与控制模块连接，阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

第一阀门设在冷却池的出液管道上；

第二阀门设在冷却池的进液管道上；

第三阀门设在设备主体的水冷机构的出水管道上；

第四阀门设在设备主体的水冷机构的进水管道上。

循环制冷控制方法，具体步骤如下：

S1、控制模块打开第三阀门和第四阀门，且控制模块控制第二水泵启动，使得设备主体的水冷机构对设备主体进行初步冷却；

S2、温度传感器检测系统部分温度，若是检测的温度值高于设定值，第一阀门、第二阀门和第一水泵打开；若是检测的温度值低于设定值，第一阀门、第二阀门和第一水泵不打开；

S3、第一阀门、第二阀门和第一水泵打开后，若是检测温度的变化较小，控制模块控制第一水泵的功率改变，同时流量传感器检测到流量变小；若是检测温度的变化较大，第一水泵的功率不改变。

实施例2：

与实施例1不同之处在于，温度传感器包括出液温度传感器、进液温度传感器、环境温度传感器、出水温度传感器和进水温度传感器；

出液温度传感器和进液温度传感器分别用于检测出液处和进液处的温度；

环境温度传感器用于检测换热器所处环境的温度；

出水温度传感器和进水温度传感器分别用于检测出水处和进水处的温度。

循环制冷控制方法，具体步骤如下：

S1、控制模块打开第三阀门和第四阀门，且控制模块控制第二水泵启动，使得设备主体的水冷机构对设备主体进行初步冷却；

S2、环境温度传感器检测换热器所处环境的温度，若是环境检测温度大于最大环境设定值，控制模块控制第一阀门和第二阀门打开，第一水泵打开使得冷却池的冷却液进行流动；

S3、出水温度传感器检测温度与进水温度传感器进行检测温度对比，若是检测温度差大于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵不打开；若是检测温度差小于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵打开；

S4、第一阀门、第二阀门和第一水泵打开后，若是检测温度差小于最小设定温度差，将出液温度传感器检测温度和进液温度传感器检测温度进行对比，若是检测温度差小于最大温度差，控制模块控制第一水泵的功率改变，同时流量传感器检测到流量变小；若是检测温度差大于最大设定温度差，第一水泵功率不改变。

实施例3：

与实施例2不同之处在于，所述压力传感器设有第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一压力传感器设在出液管道上；所述第二压力传感器设在进液管道上。

换热器设有空冷机构，空冷机构用于将外部空气吸入并使得空气流通。

循环制冷控制方法，具体步骤如下：

S1、控制模块打开第三阀门和第四阀门，且控制模块控制第二水泵启动，使得设备主体的水冷机构对设备主体进行初步冷却；

S2、环境温度传感器检测换热器所处环境的温度，若是环境检测温度大于最大环境设定值，控制模块控制第一阀门和第二阀门打开，第一水泵打开使得冷却池的冷却液进行流动；环境检测温度小于最小环境设定值，空冷机构打开；

S3、出水温度传感器检测温度与进水温度传感器进行检测温度对比，若是检测温度差大于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵不打开；若是检测温度差小于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵打开；

S4、第一阀门、第二阀门和第一水泵打开后，若是检测温度差小于最小设定温度差，将出液温度传感器检测温度和进液温度传感器检测温度进行对比，若是检测温度差小于最大温度差，控制模块控制第一水泵的功率改变，同时流量传感器检测到流量变小；若是检测温度差大于最大设定温度差，第一水泵功率不改变；

S5、第一压力传感器检测的压力值和第二压力传感器检测的压力值进行对比，若是压力值差超过设定差值，改变第一水泵的功率，使得流量传感器检测到流量变小；若是压力值差低于设定差值，第一水泵的功率不变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，包括设备主体、冷却塔、储水箱、换热器和控制模块，所述储水箱和所述换热器均与所述设备主体连接，所述换热器与所述储水箱连接，所述冷却塔与冷却池连接，所述冷却池连接所述换热器；

所述控制模块，用于连接数据采集模块以及调节温度设置，设有通信模块；

所述数据采集模块，用于收集所述冷却塔的工作数据，并将数据上传至控制模块；

所述通信模块，用于收集数据采集模块数据以及与系统平台数据流通；

所述换热器，用于将冷却所述设备主体的冷却水热量与冷却液热量进行交换。

2.根据权利要求1所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括温度传感器、流量传感器和压力传感器；

所述流量传感器设在冷却池与换热器连接的水管上，用于检测冷却液循环流动速度；

所述压力传感器与所述冷却池连接，用于检测管道对冷却液的流动的影响；

所述温度传感器，用于对系统内各部分实时温度，便于快速对系统温度的控制。

3.根据权利要求1所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述冷却池的出液管道上设有第一水泵，所述设备主体的出水管道上设有第二水泵。

4.根据权利要求1所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述冷却池和所述设备主体与换热器连接的水管上均设有阀门，所述阀门为电磁阀且与所述控制模块连接，所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述第一阀门设在冷却池的出液管道上；

所述第二阀门设在冷却池的进液管道上；

所述第三阀门设在设备主体的水冷机构的出水管道上；

所述第四阀门设在设备主体的水冷机构的进水管道上。

5.根据权利要求2所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述温度传感器包括出液温度传感器、进液温度传感器、环境温度传感器、出水温度传感器和进水温度传感器；

所述出液温度传感器和所述进液温度传感器分别用于检测出液处和进液处的温度；

所述环境温度传感器用于检测换热器所处环境的温度；

所述出水温度传感器和所述进水温度传感器分别用于检测出水处和进水处的温度。

6.根据权利要求2所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述压力传感器设有第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器设在出液管道上；

所述第二压力传感器设在进液管道上。

7.根据权利要求1所述的一种冷却液循环制冷控制系统，其特征在于，所述换热器设有空冷机构，所述空冷机构用于将外部空气吸入并使得空气流通。

8.一种如权利要求1所述的冷却液循环制冷控制系统的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、控制模块打开第三阀门和第四阀门，且控制模块控制第二水泵启动，使得设备主体的水冷机构对设备主体进行初步冷却；

S2、环境温度传感器检测换热器所处环境的温度，若是环境检测温度大于最大环境设定值，控制模块控制第一阀门和第二阀门打开，第一水泵打开使得冷却池的冷却液进行流动；环境检测温度小于最小环境设定值，空冷机构打开；

S3、出水温度传感器检测温度与进水温度传感器进行检测温度对比，若是检测温度差大于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵不打开；若是检测温度差小于最小设定温度差，第一阀门、第二阀门和第一水泵打开；

S4、第一阀门、第二阀门和第一水泵打开后，若是检测温度差小于最小设定温度差，将出液温度传感器检测温度和进液温度传感器检测温度进行对比，若是检测温度差小于最大温度差，控制模块控制第一水泵的功率改变，同时流量传感器检测到流量变小；若是检测温度差大于最大设定温度差，第一水泵功率不改变；

S5、第一压力传感器检测的压力值和第二压力传感器检测的压力值进行对比，若是压力值差超过设定差值，改变第一水泵的功率，使得流量传感器检测到流量变小；若是压力值差低于设定差值，第一水泵的功率不变。

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