CN113983860B - 一种冷却塔智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却塔智能控制系统，包括冷却塔本体，所述冷却塔本体的底部和顶部分别设置有水池和排放筒，所述排放筒的下端设置有散热风机，所述排放筒的顶部封闭且其侧面连接有设置于冷却塔本体上的多个无动力冷凝装置，所述无动力冷凝装置上端连通于排放筒上并从排放筒中吸收水蒸汽，所述无动力冷凝装置的下端只能够排放冷凝水并通入到水池中，所述无动力冷凝装置在冷凝水蒸汽时其内部形成负压腔室，并能够持续吸收排放筒中的水蒸汽，所述冷却塔本体上设置有传感器单元，所述散热风机、无动力冷凝装置、传感器单元同时电性连接有控制器；本发明不会使得水蒸汽逃逸到大气中，同时又不增加额外的动力，能耗更低。

Description

一种冷却塔智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于冷却塔控制技术领域，涉及一种冷却塔智能控制系统及控制方法。

背景技术

冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；冷却塔是利用水于空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去中央空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置。冷却塔在使用的过程中，蒸汽会排放到大气中，会造成局部地区能见度低，容易发生交通事故，并且蒸汽的大量蒸发是对水源的一种浪费。

目前，对于水蒸汽的收集主要有两种方式；第一，采用增加额外的风机，将冷却塔顶部冒出的蒸汽进行吸收，并经过换热器将蒸汽形成冷凝水，最终冷凝水进入到冷却塔的底部水池中；第二，在冷却塔的顶端的排放口处安装蒸汽消除器或冷凝设备，直接对蒸汽进行冷凝，冷凝水直接回落到冷却塔的底部水池中；但是，额外的风机会增加冷却塔的耗能，并且从顶部采用风机吸收或直接冷凝蒸汽，收集效果较差，还会有部分蒸汽排入大气中。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种冷却塔智能控制系统及控制方法，很好的解决了现有技术中增加了额外耗能以及蒸汽收集效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种冷却塔智能控制系统，包括冷却塔本体，所述冷却塔本体的底部和顶部分别设置有水池和排放筒，所述排放筒的下端设置有散热风机，所述排放筒的顶部封闭且其侧面连接有设置于冷却塔本体上的多个无动力冷凝装置，所述无动力冷凝装置上端连通于排放筒上并从排放筒中吸收水蒸汽，所述无动力冷凝装置的下端只能够排放冷凝水并通入到水池中，所述无动力冷凝装置在冷凝水蒸汽时其内部形成负压腔室，并能够持续吸收排放筒中的水蒸汽，所述冷却塔本体上设置有传感器单元，所述散热风机、无动力冷凝装置、传感器单元同时电性连接有控制器。

进一步的，所述无动力冷凝装置包括第一电磁阀、冷凝箱、第一管道、第二管道、疏水阀；所述第一管道连接于冷凝箱和排放筒之间，所述第二管道一端连接于冷凝箱的底部，另一端向下延伸至水池内，所述第一电磁阀和疏水阀分别连接于第一管道和第二管道上，所述第一电磁阀与控制器电性连接。

进一步的，所述第一电磁阀和排放筒之间设置有连接于第一管道上的储汽罐。

进一步的，所述疏水阀和冷凝箱之间设置有连接于第二管道上的储水箱。

进一步的，所述储水箱内的上端设置有延伸至其内部且与控制器电性连接的浮球液位计。

进一步的，所述冷凝箱呈圆柱体型，所述冷凝箱的圆周面上开设有连续的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的内部嵌设有螺旋冷凝管，所述螺旋冷凝管的一端通过管道与冷却机组的出水端连通，另一端通过管道延伸至水池中。

进一步的，所述排放筒的侧壁上开设有与第一管道相对应的喇叭口，且其大口朝向排放筒的内部，所述排放筒的内顶壁上连接有倒锥形的导流柱。

进一步的，所述冷凝箱的侧壁上连接有软塑料气囊，所述软塑料气囊的一侧设置有固定于冷凝箱上的支架，软塑料气囊的两侧均连接有支撑板，所述支架上设置有滑杆，两个所述支撑板滑动连接于滑杆上，两个所述支撑板之间设置有套设于滑杆上的弹簧，所述弹簧的两端分别抵触于两个支撑板上。

本发明还包括一种冷却塔智能控制方法，包括上述的冷却塔智能控制系统，该方法包括以下步骤：

(1)冷却塔本体进入待冷却水，控制器给散热风机发出运行指令同时给所有第一电磁阀发出打开指令，冷却塔本体中的水蒸汽通过散热风机吹入到冷凝箱中；

(2)3-5min之后，控制器周期性的控制第一电磁阀的通断，使得多个冷凝箱周期性的吸收冷却塔本体中的水蒸汽；

(3)控制器给散热风机发出转速降低指令。

进一步的，

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，无动力冷凝装置能够对冷却塔本体排放的水蒸汽进行冷凝，并在无动力冷凝装置内部的水蒸汽冷凝后会体积收缩负压腔室，并使得无动力冷凝装置持续吸收冷却塔本体排放的水蒸汽，而无动力冷凝装置的下端只能将冷凝水通入到水池中，所以本发明不会使得水蒸汽逃逸到大气中，同时又不增加额外的动力，能耗更低。

本发明中，多个无动力冷凝装置循环进行工作，持续对水蒸汽进行吸收冷凝，从而可以降低散热风机的转速，降低了本发明的能耗，更节能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的无动力冷凝装置整体结构示意图；

图3为本发明中冷凝箱的内部结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为图2中的A部放大图；

图6为本发明中储水箱内部结构示意图；

图7为本发明中软塑料气囊连接示意图；

图8为图7中的B-B剖视图。

图中：1-冷却塔本体；2-水池；3-排放筒；4-散热风机；5-无动力冷凝装置；6-传感器单元；7-控制器；8-喇叭口；9-导流柱；10-软塑料气囊；11-支架；12-支撑板；13-滑杆；14-弹簧；501-第一电磁阀；502-冷凝箱；503-第一管道；504-第二管道；505-疏水阀；506-储汽罐；507-储水箱；508-浮球液位计；509-螺旋冷凝管。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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、图2所示，本发明所述的一种冷却塔智能控制系统，包括冷却塔本体1，所述冷却塔本体1的底部和顶部分别设置有水池2和排放筒3，所述排放筒3的下端安装有散热风机4，排放筒3的顶部封闭且其侧面连接有设置于冷却塔本体1上的多个无动力冷凝装置5，具体的，所述无动力冷凝装置5包括第一电磁阀501、冷凝箱502、第一管道503、第二管道504、疏水阀505，所述第一管道503连接于冷凝箱502和排放筒3之间，所述第二管道504一端连接于冷凝箱502的底部，另一端向下延伸至水池2内，所述第一电磁阀501和疏水阀505分别连接于第一管道503和第二管道504上，所述冷却塔本体1上设置有传感器单元6，所述散热风机4、第一电磁阀501和传感器单元6同时电性连接有控制器7；使用上述技术方案时，冷却塔本体1的侧壁上连接有进水管，水池2上连接有出水管并与中央空调的冷却机组连通，为冷却机组提供水源，而进水管通过循环过后的热水，控制器7给散热风机4发出运行指令，散热风机4将冷却塔本体1中散发的水蒸汽排入到冷凝箱502中，冷凝箱502将水蒸汽进行冷凝并变为冷凝水，水蒸汽在冷凝过程中会体积收缩而使得冷凝箱502成为负压腔室，控制器7给第一电磁阀501发出打开指令，使得冷凝箱502能够吸收水蒸汽，而冷凝箱502中产生的冷凝水通过疏水阀505自动排入到水池2中，使得冷却塔中产生的水蒸汽全部被吸收，提高水蒸汽的收集效果，进一步的降低了水资源的浪费；优选的，控制器7可以循环控制多个第一电磁阀501，使得第一电磁阀501循环开闭，由此可以使得多个冷凝箱502依次不间断的吸收排放筒3中的水蒸汽，提高水蒸汽的收集效果和冷凝效率，同时多个冷能箱循环通过负压吸收水蒸汽时，可以通过控制器7降低散热风机4的转速，降低散热风机4的能耗，使得本发明更节能。

本实施例中，如图1所示，所述传感器单元6包括进水温度传感器、回水温度传感器、进水压力传感器、回水压力传感器、室外温度传感器，所述进水温度传感器、进水压力传感器均安装到冷却塔的进水管上，而回水温度传感器、回水压力传感器均安装到水池2的回水管上，室外温度传感器安装到冷却塔本体1上，用以分别检测进水、回水的温度和压力、以及室外的温度，更全面的检测冷却塔的各项指标，并传输给控制器7，控制器7分析各项指标后发出具体指令，更智能的控制各个设备的工作。

本实施例中，所述第一电磁阀501和排放筒3之间设置有连接于第一管道503上的储汽罐506，储汽罐506在散热风机4开启、第一电磁阀501开启时，能够储备大量的水蒸汽；在冷凝箱502冷凝水蒸汽时，需要一定的时间，在散热风机4开始工作时，冷凝箱502中还未形成负压腔室，所以将散热风机4吹出的水蒸汽储存到储汽罐506中，避免前期影响冷却塔本体1的散热效果。

本实施例中，所述疏水阀505和冷凝箱502之间设置有连接于第二管道504上的储水箱507，在冷凝箱502中形成的冷凝水会进入到第二管道504，并大量的集聚到储水箱507中，在第二管道504以及储水箱507中的冷凝水的重量达到疏水阀505的开启压力，就会将第二管道504以及储水箱507中的冷凝水持续排出；而储水箱507中可以大量的积蓄冷凝水，同时可以使得冷凝时产生较大的机体收缩，具有较大的负压压力，便于冷凝箱502吸收水蒸汽。

本实施例中，如图6所示，所述储水箱507内的上端开设有安装孔，在安装孔中密封安装有与浮球液位计508，所述浮球液位计508和控制器7电性连接，浮球液位计508可以监测储水箱507中的水位，当浮球液位计508给控制器7发出电信号时，说明储水箱507中的水位过高，控制器7会发出警报信号，提醒需要手动打开疏水阀505排放储水箱507中的冷凝水。

本实施例中，如图3和图4所示，所述冷凝箱502呈圆柱体型，当在冷凝箱502中产生冷凝水时，会不断的沿冷凝箱502的内壁流下并集聚到冷凝箱502中的底部，有利于排出冷凝箱502；所述冷凝箱502的圆周面上开设有连续的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的内部嵌设有螺旋冷凝管509，所述螺旋冷凝管509的一端通过管道与冷却机组的出水端连通，另一端通过管道延伸至水池2中，在中央空调工作时，冷却机组中的冷却泵组的输水端会输出冷水，同时会为螺旋冷凝管509提供冷却水，提高冷凝箱502的冷却效率，同时又没有使用额外的动力，更节能环保；而冷却水在通过螺旋冷凝管509后排入到水池2中，可以二次为水池2中的水进行降温，然后通过水池2的出水管循环到冷却机组，减低了能量以及水资源的损耗。

本实施例中，如图5所示，所述排放筒3的侧壁上开设有与第一管道503相对应的喇叭口8，且其大口朝向排放筒3的内部，喇叭口8便于水蒸汽进入到第一管道503内，避免水蒸汽在排放筒3中形成螺旋气流；所述排放筒3的内顶壁上连接有倒锥形的导流柱9，使得排放筒3的水蒸汽上升的同时不断向排放筒3的侧壁运动，进一步利于水蒸汽进入到第一管道503中。

本实施例中，如图3、图7和图8所示，所述冷凝箱502的侧壁上连接有软塑料气囊10，具体的可采用聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯制得的易变形的气囊，所述软塑气囊的一侧设置有固定于冷凝箱502上的支架11，软塑料气囊10的两侧均一体连接有固定部，固定部粘接有支撑板12，所述支架11上设置有滑杆13，本发明中设置有四个滑杆13，两个所述支撑板12的四角处均开设有卡在滑杆13上的豁口，支撑板12自由的沿滑杆13进行滑动，两个所述支撑板12之间设置有套设于滑杆13上的弹簧14，所述弹簧14的两端分别抵触于两个支撑板12上；在冷凝箱502充入水蒸汽时，软塑料气囊10中也充满了水蒸汽，在冷凝过程中，在负压作用下，软塑料气囊10会进行收缩，进而带动支撑板12挤压弹簧14，在第一电磁阀501打开时，在弹簧14的弹力作用下，将两个支撑板12进行相互远离，打开软塑料气囊10，提高了冷凝箱502吸入水蒸汽的吸力，便于冷凝箱502自主吸收水蒸汽的能力。

本实施例中，如图2所示，第二管道504的下端连接有排气支管，排气支管上安装有与控制器7电性连接的第二电磁阀，排气支管延伸至冷却塔本体1中，在冷凝箱502初始工作时，控制器7给第一电磁阀501和第二电磁阀同时发出打开指令，并使得散热风机4将水蒸汽吹入到冷凝箱502中，并使得冷凝箱502、第二管道504以及储水箱507中的空气进行到冷却塔中。

本发明还包括一种冷却塔智能控制方法，包括上述的冷却塔智能控制系统，该方法包括以下步骤：

(1)冷却塔本体1进入待冷却水，控制器7给散热风机4发出运行指令同时给所有第一电磁阀501发出打开指令，冷却塔本体1中的水蒸汽通过散热风机4吹入到冷凝箱502中；冷凝箱502上的螺旋冷凝管509持续的由冷却机组供入温度较低的冷凝水；

(2)3-5min之后，控制器7周期性的控制第一电磁阀501的通断，使得多个冷凝箱502周期性的吸收冷却塔本体1中的水蒸汽；具体的，控制器7依次给第一电磁阀501发出打开指令，打开时间为2-5s，然后关闭上一个第一电磁阀501，同时打开下一个第一电磁阀501，使得多个冷凝箱502可以持续吸入水蒸汽，多个冷凝箱502吸收水蒸汽的可以使得排放筒3持续散发水蒸汽，使得排放筒3中的水蒸汽的流量不低于散热风机4的排量的1/10；当然控制器7采用可编程PLC控制器7，而可编程PLC控制器7为本领域技术人员可以直接获得现有技术，在此不再赘述；

(3)控制器7给散热风机4发出转速降低指令，降低散热风机4的能耗。

优选的，两两所述两个第一电磁阀501共同连接有循环时间继电器，所述循环时间继电器与控制器7电性连接；使得控制器7通过时间继电器同时控制两个第一电磁阀501打开或关闭，并且打开时间和关闭时间根据第一电磁阀501的具体数量进行自由设置，例如：设置八个第一电磁阀501、四个循环时间继电器、循环时间继电器控制第一电磁阀501打开的时间为2s，关闭时间为6s，不间断的进行循环，控制第一电磁阀501的开闭，使得冷凝箱502周期性的吸收冷却塔本体1中的水蒸汽，当然可以根据实际运营中螺旋冷凝管509中的冷却水的温度调整第一电磁阀501打开和关闭的时间，保证冷凝箱502可以产生负压腔室。

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)

1.一种冷却塔智能控制系统，其特征在于：包括冷却塔本体，所述冷却塔本体的底部和顶部分别设置有水池和排放筒，所述排放筒的下端设置有散热风机，所述排放筒的顶部封闭且其侧面连接有设置于冷却塔本体上的多个无动力冷凝装置，所述无动力冷凝装置上端连通于排放筒上并从排放筒中吸收水蒸汽，所述无动力冷凝装置的下端只能够排放冷凝水并通入到水池中，所述无动力冷凝装置在冷凝水蒸汽时其内部形成负压腔室，并能够持续吸收排放筒中的水蒸汽，所述冷却塔本体上设置有传感器单元，所述散热风机、无动力冷凝装置、传感器单元同时电性连接有控制器；

所述无动力冷凝装置包括第一电磁阀、冷凝箱、第一管道、第二管道、疏水阀；所述第一管道连接于冷凝箱和排放筒之间，所述第二管道一端连接于冷凝箱的底部，另一端向下延伸至水池内，所述第一电磁阀和疏水阀分别连接于第一管道和第二管道上，所述第一电磁阀与控制器电性连接；

所述冷凝箱的侧壁上连接有软塑料气囊，所述软塑料气囊的一侧设置有固定于冷凝箱上的支架，软塑料气囊的两侧均连接有支撑板，所述支架上设置有滑杆，两个所述支撑板滑动连接于滑杆上，两个所述支撑板之间设置有套设于滑杆上的弹簧，所述弹簧的两端分别抵触于两个支撑板上。

2.根据权利要求1所述的冷却塔智能控制系统，其特征在于：所述第一电磁阀和排放筒之间设置有连接于第一管道上的储汽罐。

3.根据权利要求1所述的冷却塔智能控制系统，其特征在于：所述疏水阀和冷凝箱之间设置有连接于第二管道上的储水箱。

4.根据权利要求3所述的冷却塔智能控制系统，其特征在于：所述储水箱内的上端设置有延伸至其内部且与控制器电性连接的浮球液位计。

5.根据权利要求1所述的冷却塔智能控制系统，其特征在于：所述冷凝箱呈圆柱体型，所述冷凝箱的圆周面上开设有连续的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的内部嵌设有螺旋冷凝管，所述螺旋冷凝管的一端通过管道与冷却机组的出水端连通，另一端通过管道延伸至水池中。

6.根据权利要求1所述的冷却塔智能控制系统，其特征在于：所述排放筒的侧壁上开设有与第一管道相对应的喇叭口，且其大口朝向排放筒的内部，所述排放筒的内顶壁上连接有倒锥形的导流柱。

7.一种冷却塔智能控制方法，其特征在于：包括权利要求1所述的冷却塔智能控制系统，该方法包括以下步骤：

(1)冷却塔本体进入待冷却水，控制器给散热风机发出运行指令同时给所有第一电磁阀发出打开指令，冷却塔本体中的水蒸汽通过散热风机吹入到冷凝箱中；

(2)3-5min之后，控制器周期性的控制第一电磁阀的通断，使得多个冷凝箱周期性的吸收冷却塔本体中的水蒸汽；

(3)控制器给散热风机发出转速降低指令。

8.根据权利要求7所述的冷却塔智能控制方法，其特征在于：两两所述第一电磁阀共同连接有循环时间继电器，所述循环时间继电器与控制器电性连接。

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