CN117739706B - 一种闭式冷却塔热交换控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种闭式冷却塔热交换控制系统，属于热交换技术领域，本申请设有冷却塔，冷却塔内设有散热材和百叶窗，百叶窗一侧还固接有除尘组件，除尘组件可以清除进入冷却塔的灰尘杂物，散热材内设有散热管道，散热管道两端连接有冷却管道和回水管道，冷却管道内温度较高的循环水经散热管道产生冷热交换，经回水管道流出，本申请在外界环境较低时，还能通过温度较高的循环水使冷却塔散热材和百叶窗进行自动解冻，提高了冷却塔的工作效率。

Description

一种闭式冷却塔热交换控制系统

技术领域

本发明是一种闭式冷却塔热交换控制系统，具体涉及一种循环水在闭式冷却塔中进行热交换的控制系统，属于热交换技术领域。

背景技术

冷却塔，是用水作为循环冷却剂，从中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，是利用水与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工业上或制冷空调中产生的余热，用来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔，一般分为开式冷却塔和闭式冷却塔。

通常，由于通过闭式冷却塔中的循环水不受污染，得到大面积的推广和应用，但在冬天，由于闭式冷却塔中的散热材经常结冰，散热材容易冻坏，而且结冰之后，使通过散热材内的循环水的温度不易控制，降低了热交换时的效果，冷却塔中的进风口，也时常因为温度低而结冰，影响了进气效果，有时，冷却塔还经常从进风口的百叶窗进入一些粉尘杂物，使得冷却塔需要经常停机清理，为此本领域的一些技术人员研发出了一种闭式冷却塔热交换控制系统，以克服上述背景技术中的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种闭式冷却塔热交换控制系统，本发明冷却塔的进风口百叶窗两端连接有温度较高的循环水，并且可以将温度较高的循环水喷淋到散热材中，使散热材内的温度一直保持在冰水零度，可以更方便控制通过其循环水的温度，保持冷却塔在温度较低时，可以更好的工作。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种闭式冷却塔热交换控制系统，包括冷却塔，冷却塔的底部塔壁上设有百叶窗，百叶窗内侧还设有除尘组件，除尘组件包括进风管道，进风管道呈喇叭口形状，位于冷却塔内，一端固接在百叶窗内侧，进风管道另一端连接有除尘塔，除尘塔内上部设有除尘管道，除尘管道下方还固接有除尘阀，除尘塔的中部还固接有隔离网，隔离网下方，除尘塔内还设有滚球，滚球有些许，由尼龙材料做成，除尘塔下方还连接有排尘管道，排尘管道倾斜放置，且伸出冷却塔外部。

进一步，所述冷却塔的上方连接有出风管道，出风管道内设有出风扇，冷却塔内上部设有干燥层，冷却塔内中部还设有散热材，散热材上方设有喷淋阀和喷淋管道，喷淋阀固接在喷淋管道下表面，散热材内还设有第三温度传感器和湿度传感器。

进一步，还包括冷却管道和回水管道，冷却管道和回水管道位于冷却塔外部，两者之间连接有散热管道，散热管道呈之字形，贯穿于散热材内，所述冷却管道上设有进水阀、压力传感器和第一温度传感器，回水管道上设有第二温度传感器。

进一步，所述百叶窗两端连接有解冻管道，解冻管道一端连接有冷却管道，另一端连接有喷淋管道，解冻管道和喷淋管道之间设有解冻阀，解冻阀为比例阀，百叶窗下方还设有集水池，集水池位于冷却塔底部，集水池一侧还连接有喷淋管道，两者之间设有喷淋泵，集水池底端还设有液位计，所述喷淋管道还连接有回水管道，两者之间设有回水阀。

进一步，所述集水池另一侧还连接有补水管道，补水管道连接自来水，补水管道上设有补水阀和补水泵，除尘管道还与补水管道相通。

进一步，还包括采集电路和控制电路；所述采集电路包括芯片U4，芯片U4的型号为ADS1256，芯片U4的1脚连接有电容C3一端和+5V电源，电容C3另一端连接有地线，芯片U4的2脚和3脚连接有地线，芯片U4的4脚连接有电容C1一端、电容C2一端和地线，电容C1另一端和电容C2另一端连接有芯片U4的5脚与+3.3V电源；

所述芯片U4的6脚连接有第一温度传感器信号T1，芯片U4的7脚连接有第二温度传感器信号T2，芯片U4的8脚连接有第三温度传感器信号T3，芯片U4的9脚连接有湿度传感器信号SD，芯片U4的10脚连接有液位计信号YW，芯片U4的11脚连接有压力传感器信号YL。

进一步，所述芯片U4的14脚、15脚和16脚连接有电容C4一端、电容C5一端和+3.3V电源，电容C4另一端和电容C5另一端连接有芯片U4的17脚与地线，芯片U4的18脚连接有晶振Y2的1脚和电容C6一端，芯片U4的19脚连接有晶振Y2的3脚和电容C7一端，电容C6另一端、电容C7另一端和晶振Y2的2脚连接有地线，芯片U4的20脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端连接有地线。

进一步，所述控制电路包括芯片U1，芯片U1的型号为ATMEGA16，芯片U1的4脚连接有电阻R2一端和电容C8一端，电阻R2另一端连接有+5V电源，电容C8另一端连接有地线，芯片U1的5脚、17脚和27连接有+5V电源，芯片U1的6脚、18脚和28连接有地线，芯片U1的7脚连接有晶振Y1的1脚和电容C9一端，芯片U1的8脚连接有晶振Y1的3脚和电容C10一端，电容C9另一端、电容C10另一端和晶振Y1的2脚连接有地线；

所述芯片U1的26脚连接有芯片U2的3脚，芯片U2的型号为74HC373，芯片U1的25脚连接有芯片U2的4脚，芯片U1的24脚连接有芯片U2的7脚，芯片U1的23脚连接有芯片U2的8脚，芯片U1的22脚连接有芯片U2的13脚，芯片U1的21脚连接有芯片U2的14脚，芯片U1的20脚连接有芯片U2的17脚，芯片U1的19脚连接有芯片U2的18脚。

进一步，所述芯片U1的30脚连接有芯片U2的1脚，芯片U1的31脚连接有芯片U2的11脚，所述芯片U2的2脚连接有喷淋泵启动信号线PLB，芯片U2的5脚连接有补水阀启动信号线BSF，芯片U2的6脚连接有进水阀启动信号线JSF，芯片U2的9脚连接有出风扇启动信号线CFS，芯片U2的12脚连接有回水阀启动信号线HSF。

进一步，所述芯片U1的32脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U3的5脚，芯片U3的型号为LM324，芯片U3的1脚连接有+3.3V电源，芯片U3的4脚连接有地线，芯片U3的6脚连接有电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端连接有地线，电阻R4另一端连接有芯片U3的3脚和解冻阀启动信号线JDF；

所述芯片U1的34脚连接有芯片U4的21脚，芯片U1的35脚连接有芯片U4的22脚，芯片U1的36脚连接有芯片U4的23脚，芯片U1的37脚连接有芯片U4的24脚。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本发明在环境温度较低时，温度较高的循环水，可以均匀的喷洒到冷却塔散热材上，使冷却塔散热材免于结冰，使散热材维持在一个零度左右的温度，使流过散热材的循环水温度更易控制，提高了冷却塔热交换时的效果。

2、本发明冷却塔的进风百叶窗两端连接有温度较高的循环水，防止环境温度较低时，进风口结冰，而且百叶窗一侧还连接有除尘组件，无需冷却塔定期停机清理污垢，提高了冷却塔的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例与方位绘制。

图1为本发明结构连接示意图；

图2为本发明百叶窗和除尘组件连接示意图；

图3为本发明采集电路原理图；

图4为本发明控制电路原理图。

图中：1-冷却塔，2-干燥层，3-喷淋管道，4-喷淋泵，5-集水池，6-液位计，7-补水管道，8-补水阀，9-补水泵，10-除尘管道，11-冷却管道，12-回水管道，13-进水阀，14-第一温度传感器，15-第二温度传感器，16-第三温度传感器，17-湿度传感器，18-解冻阀，19-解冻管道，20-百叶窗，21-进风管道，22-除尘塔，23-隔离网，24-滚球，25-排尘管道，26-出风管道，27-出风扇，28-回水阀，29-散热材，30-压力传感器。

具体实施方式

如图1，一种闭式冷却塔热交换控制系统，包括冷却塔1，冷却塔1的上方连接有出风管道26，出风管道26内设有出风扇27，冷却塔1内上部设有干燥层2，干燥层2用于吸收冷却塔1内蒸发的水分，冷却塔1内中部还设有散热材29，散热材29上方设有喷淋阀和喷淋管道3，喷淋阀固接在喷淋管道3下表面，散热材29内还设有第三温度传感器16和湿度传感器17，第三温度传感器16用于检测散热材29内的温度，湿度传感器17用于检测散热材29内的湿度。

一种闭式冷却塔热交换控制系统，还包括冷却管道11和回水管道12，冷却管道11和回水管道12位于冷却塔1外部，两者之间连接有散热管道，散热管道呈之字形，贯穿于散热材29内，需要降温的循环水经冷却管道11流入到冷却塔1内，通过散热管道在散热材29内完成热交换后，经回水管道12流出冷却塔1，所述冷却管道11上设有进水阀13、压力传感器30和第一温度传感器14，回水管道12上设有第二温度传感器15，进水阀13用于冷却管道11的通断，压力传感器30用于检测冷却管道11内循环水的压力，第一温度传感器14用于检测冷却管道11内循环水的温度，第二温度传感器15用于检测回水管道12内循环水的温度。

所述冷却塔1的底部塔壁上还设有百叶窗20，百叶窗20两端连接有解冻管道19，解冻管道19一端连接有冷却管道11，另一端连接有喷淋管道3，解冻管道19和喷淋管道3之间设有解冻阀18，解冻阀18为比例阀，百叶窗20下方还设有集水池5，集水池5位于冷却塔1底部，集水池5一侧还连接有喷淋管道3，两者之间设有喷淋泵4，喷淋泵4用于抽取集水池5内的积水，通过喷淋阀均匀喷洒在散热材29表面，集水池5底端还设有液位计6，液位计6用于检测集水池5内的液位，第三温度传感器16检测到散热材29结冰时，解冻阀18打开，将冷却管道11中的循环水喷洒在散热材29表面，防止散热材29结冰，所述喷淋管道3还连接有回水管道12，两者之间设有回水阀28，当压力传感器30检测到冷却管道11内循环水压力较低时，回水阀28打开，通过喷淋管道3向回水管道12内填补循环水。

所述集水池5另一侧还连接有补水管道7，补水管道7连接自来水，补水管道7上设有补水阀8和补水泵9，当集水池5内的液位较低时，补水阀8和补水泵9打开，抽取自来水来补充集水池5内的液位。

如图2所示，所述百叶窗20内侧还设有除尘组件，除尘组件包括进风管道21，进风管道21呈喇叭口形状，位于冷却塔1内，一端固接在百叶窗20内侧，进风管道21另一端连接有除尘塔22，除尘塔22内上部设有除尘管道10，除尘管道10还与补水管道7相通，除尘管道10下方还固接有除尘阀，除尘塔22的中部还固接有隔离网23，隔离网23下方，除尘塔22内还设有滚球24，滚球24有些许，由尼龙材料做成，除尘塔22下方还连接有排尘管道25，排尘管道25倾斜放置，且伸出冷却塔1外部。

当出风扇27开启，空气从百叶窗20进入，在流经进风管道21时，由于进风管道21喇叭口的形状，气流迅速增强，除尘塔22内的滚球24被吹起，在隔离网23下方翻滚，摩擦碰撞，由于滚球24的材质，摩擦易产生静电，空气内的灰尘等杂物被吸附在滚球24表面，同时补水泵9开启，通过除尘管道10下方的除尘阀向滚球24表面喷洒水雾，滚球24表面的灰尘在水流的冲刷下经排尘管道25，排出冷却塔1，洁净的空气经除尘塔22上端流向冷却塔1中散热材29。

一种闭式冷却塔热交换控制系统，还包括采集电路和控制电路。

如图3所示，所述采集电路包括芯片U4，芯片U4的型号为ADS1256，芯片U4的1脚连接有电容C3一端和+5V电源，电容C3另一端连接有地线，芯片U4的2脚和3脚连接有地线，芯片U4的4脚连接有电容C1一端、电容C2一端和地线，电容C1另一端和电容C2另一端连接有芯片U4的5脚与+3.3V电源。

所述芯片U4的6脚连接有第一温度传感器信号T1，芯片U4的7脚连接有第二温度传感器信号T2，芯片U4的8脚连接有第三温度传感器信号T3，芯片U4的9脚连接有湿度传感器信号SD，芯片U4的10脚连接有液位计信号YW，芯片U4的11脚连接有压力传感器信号YL。

所述芯片U4的14脚、15脚和16脚连接有电容C4一端、电容C5一端和+3.3V电源，电容C4另一端和电容C5另一端连接有芯片U4的17脚与地线，芯片U4的18脚连接有晶振Y2的1脚和电容C6一端，芯片U4的19脚连接有晶振Y2的3脚和电容C7一端，电容C6另一端、电容C7另一端和晶振Y2的2脚连接有地线，芯片U4的20脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端连接有地线。

芯片U4为24位高精度转换芯片，用于采集第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、湿度传感器、液位计和压力传感器模拟量信号，并转换成数字信号。

如图4所示，所述控制电路包括芯片U1，芯片U1的型号为ATMEGA16，芯片U1的4脚连接有电阻R2一端和电容C8一端，电阻R2另一端连接有+5V电源，电容C8另一端连接有地线，芯片U1的5脚、17脚和27连接有+5V电源，芯片U1的6脚、18脚和28连接有地线，芯片U1的7脚连接有晶振Y1的1脚和电容C9一端，芯片U1的8脚连接有晶振Y1的3脚和电容C10一端，电容C9另一端、电容C10另一端和晶振Y1的2脚连接有地线。

所述芯片U1的26脚连接有芯片U2的3脚，芯片U2的型号为74HC373，芯片U1的25脚连接有芯片U2的4脚，芯片U1的24脚连接有芯片U2的7脚，芯片U1的23脚连接有芯片U2的8脚，芯片U1的22脚连接有芯片U2的13脚，芯片U1的21脚连接有芯片U2的14脚，芯片U1的20脚连接有芯片U2的17脚，芯片U1的19脚连接有芯片U2的18脚。

所述芯片U1的30脚连接有芯片U2的1脚，芯片U1的31脚连接有芯片U2的11脚，所述芯片U2的2脚连接有喷淋泵启动信号线PLB，芯片U2的5脚连接有补水阀启动信号线BSF，芯片U2的6脚连接有进水阀启动信号线JSF，芯片U2的9脚连接有出风扇启动信号线CFS，芯片U2的12脚连接有回水阀启动信号线HSF。

所述芯片U1的32脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U3的5脚，芯片U3的型号为LM324，芯片U3的1脚连接有+3.3V电源，芯片U3的4脚连接有地线，芯片U3的6脚连接有电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端连接有地线，电阻R4另一端连接有芯片U3的3脚和解冻阀启动信号线JDF。

芯片U3为差分运算放大器，芯片U1通过32脚输出一定占空比的脉冲启动信号，使芯片U3的3脚输出0-10伏的模拟量电压，来控制解冻阀的开度。

所述芯片U1的34脚连接有芯片U4的21脚，芯片U1的35脚连接有芯片U4的22脚，芯片U1的36脚连接有芯片U4的23脚，芯片U1的37脚连接有芯片U4的24脚。

芯片U1是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器，它用于接收芯片U4转换的数字信号，来控制芯片U2的工作，还用于控制芯片U3差分运算放大器的比例输出。

本发明的描述是为了示例与描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改与变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择与描述实施例是为了更好的说明本发明的原理与实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：包括冷却塔（1），冷却塔（1）的底部塔壁上设有百叶窗（20），百叶窗（20）内侧还设有除尘组件，除尘组件包括进风管道（21），进风管道（21）呈喇叭口形状，位于冷却塔（1）内，一端固接在百叶窗（20）内侧，进风管道（21）另一端连接有除尘塔（22），除尘塔（22）内上部设有除尘管道（10），除尘管道（10）下方还固接有除尘阀，除尘塔（22）的中部还固接有隔离网（23），除尘塔（22）内隔离网（23）下方还设有若干滚球（24），滚球（24）由尼龙材料做成，除尘塔（22）下方还连接有排尘管道（25），排尘管道（25）倾斜放置，且伸出冷却塔（1）外部；

所述冷却塔（1）的上方连接有出风管道（26），出风管道（26）内设有出风扇（27），冷却塔（1）内上部设有干燥层（2），冷却塔（1）内中部还设有散热材（29），散热材（29）上方设有喷淋阀和喷淋管道（3），喷淋阀固接在喷淋管道（3）下表面，散热材（29）内还设有第三温度传感器（16）和湿度传感器（17）；

还包括冷却管道（11）和回水管道（12），冷却管道（11）和回水管道（12）位于冷却塔（1）外部，两者之间连接有散热管道，散热管道呈之字形，贯穿于散热材（29）内，所述冷却管道（11）上设有进水阀（13）、压力传感器（30）和第一温度传感器（14），回水管道（12）上设有第二温度传感器（15）；

所述百叶窗（20）两端连接有解冻管道（19），解冻管道（19）一端连接有冷却管道（11），另一端连接有喷淋管道（3），解冻管道（19）和喷淋管道（3）之间设有解冻阀（18），解冻阀（18）为比例阀，百叶窗（20）下方还设有集水池（5），集水池（5）位于冷却塔（1）底部，集水池（5）一侧还连接有喷淋管道（3），两者之间设有喷淋泵（4），集水池（5）底端还设有液位计（6），所述喷淋管道（3）还连接有回水管道（12），两者之间设有回水阀（28）；

所述集水池（5）另一侧还连接有补水管道（7），补水管道（7）连接自来水，补水管道（7）上设有补水阀（8）和补水泵（9），除尘管道（10）还与补水管道（7）相通。

2.如权利要求1所述的一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：还包括采集电路和控制电路；所述采集电路包括芯片U4，芯片U4的型号为ADS1256，芯片U4的1脚连接有电容C3一端和+5V电源，电容C3另一端连接有地线，芯片U4的2脚和3脚连接有地线，芯片U4的4脚连接有电容C1一端、电容C2一端和地线，电容C1另一端和电容C2另一端连接有芯片U4的5脚与+3.3V电源；

所述芯片U4的6脚连接有第一温度传感器信号T1，芯片U4的7脚连接有第二温度传感器信号T2，芯片U4的8脚连接有第三温度传感器信号T3，芯片U4的9脚连接有湿度传感器信号SD，芯片U4的10脚连接有液位计信号YW，芯片U4的11脚连接有压力传感器信号YL。

3.如权利要求2所述的一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：所述芯片U4的14脚、15脚和16脚连接有电容C4一端、电容C5一端和+3.3V电源，电容C4另一端和电容C5另一端连接有芯片U4的17脚与地线，芯片U4的18脚连接有晶振Y2的1脚和电容C6一端，芯片U4的19脚连接有晶振Y2的3脚和电容C7一端，电容C6另一端、电容C7另一端和晶振Y2的2脚连接有地线，芯片U4的20脚连接有电阻R1一端，电阻R1另一端连接有地线。

4.如权利要求2所述的一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：所述控制电路包括芯片U1，芯片U1的型号为ATMEGA16，芯片U1的4脚连接有电阻R2一端和电容C8一端，电阻R2另一端连接有+5V电源，电容C8另一端连接有地线，芯片U1的5脚、17脚和27连接有+5V电源，芯片U1的6脚、18脚和28连接有地线，芯片U1的7脚连接有晶振Y1的1脚和电容C9一端，芯片U1的8脚连接有晶振Y1的3脚和电容C10一端，电容C9另一端、电容C10另一端和晶振Y1的2脚连接有地线;

所述芯片U1的26脚连接有芯片U2的3脚，芯片U2的型号为74HC373，芯片U1的25脚连接有芯片U2的4脚，芯片U1的24脚连接有芯片U2的7脚，芯片U1的23脚连接有芯片U2的8脚，芯片U1的22脚连接有芯片U2的13脚，芯片U1的21脚连接有芯片U2的14脚，芯片U1的20脚连接有芯片U2的17脚，芯片U1的19脚连接有芯片U2的18脚。

5.如权利要求4所述的一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：所述芯片U1的30脚连接有芯片U2的1脚，芯片U1的31脚连接有芯片U2的11脚，所述芯片U2的2脚连接有喷淋泵启动信号线PLB，芯片U2的5脚连接有补水阀启动信号线BSF，芯片U2的6脚连接有进水阀启动信号线JSF，芯片U2的9脚连接有出风扇启动信号线CFS，芯片U2的12脚连接有回水阀启动信号线HSF。

6.如权利要求4所述的一种闭式冷却塔热交换控制系统，其特征在于：所述芯片U1的32脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有芯片U3的5脚，芯片U3的型号为LM324，芯片U3的1脚连接有+3.3V电源，芯片U3的4脚连接有地线，芯片U3的6脚连接有电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端连接有地线，电阻R4另一端连接有芯片U3的3脚和解冻阀启动信号线JDF；

所述芯片U1的34脚连接有芯片U4的21脚，芯片U1的35脚连接有芯片U4的22脚，芯片U1的36脚连接有芯片U4的23脚，芯片U1的37脚连接有芯片U4的24脚。