CN208170772U - 节能型制冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种节能型制冷系统，属于便于冷却、通风或加热改进的供能装置技术领域。包括制冷机组、内循环泵、冷却塔、冷却水泵、冷水池、输送泵、使用单元以及DCS控制柜，所述的制冷机组设置有冷水管和冷却水管，冷却水管连接于冷却塔与制冷机组之间，冷水管连接于制冷机组与冷水池之间；冷水池与使用单元之间分别设置输送管和回流管，DCS控制柜分别与制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元连接，实现DCS控制柜中控制系统对上述四次温度的监控。将本申请应用于工业、商业、民用制冷系统，具有节能、优化等优点。

Description

节能型制冷系统

技术领域

本申请涉及一种节能型制冷系统，属于便于冷却、通风或加热改进的供能装置技术领域。

背景技术

无论是工业还是商业，制冷系统基本组成不变，主要部件大体为制冷机组、冷却系统、输送系统及末端使用单元组成。系统的控制指标就是出口温度，只要出水温度满足末端使用即可。在实际操作中，通常是将冷却系统和输送系统均全开，同时，机组加载率波动过大，在上述诸多因素影响下，整个制冷系统不能得到有效控制，系统总体的运行成本存在很大浪费。

基于此，做出本申请。

实用新型内容

针对现有制冷系统所存在的上述缺陷，本申请提供一种节能型制冷系统，将制冷系统作为一个联动的整体来考虑，各个分系统的状态直接通过相关控制数据来影响整体系统的运行，实现能量的传递平衡，通过能量自动化联锁来控制制冷系统，做到过程控制，使制冷系统各环节均处于合理的状态下运行。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

节能型制冷系统，包括制冷机组、内循环泵、冷却塔、冷却水泵、冷水池、输送泵、使用单元以及DCS控制柜，所述的制冷机组设置有冷水管和冷却水管，冷却水管连接于冷却塔与制冷机组之间，且所述冷却水管设置有两支，一支作为进水管路，另一支作为回水管路，进水管路上设置冷却水泵，冷却水通过进水管路、回水管路和冷却泵实现其在冷却塔与制冷机组之间的循环；冷水管连接于制冷机组与冷水池之间，且所述冷水管设置有两支，一支作为进水管路，另一支作为回水管路，进水管路上设置内循环泵，冷水通过内循环泵、进水管路、回水管路实现其在制冷机组与冷水池之间的循环；冷水池与使用单元之间分别设置输送管和回流管，且输送管上设置输送泵，冷水池内的冷水在输送泵驱动下经输送管送至使用单元，使用单元处使用后的水再经回流管回入冷水池；DCS控制柜分别与制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元连接，实现DCS控制柜中控制系统对上述四次温度的监控，并将监控所得温度信号转换为冷冻水泵、冷却泵以及输送泵的输出功率，以实现制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元四处水的供应。

进一步的，作为优选：

所述的制冷机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机及节流装置，蒸发器和冷凝器并列排布，两者通过孔板等类型的节流装置连接、压缩机位于蒸发器与冷凝器之间，制冷剂蒸发后进压缩机压缩后到冷凝器冷却，冷凝下来的冷媒再经过节流装置进入蒸发器，蒸发后的制冷剂再进入压缩机压缩，如此往复循环实现制冷换热。冷水管进回管道分别与蒸发器连接，从而使冷水热量被冷媒吸收实现冷水温度下降；冷却水进回管道分别与与制冷机组中冷凝器连接，使冷却水吸收冷媒的热量实现冷媒的冷凝。

所述的冷水池分为送水池和回水池，回流管连接于使用单元与回水池之间，输送管连接于使用单元与送水池之间。

所述输送泵出口处设置有流量计，回流管上设置温度计，两个温度计之差形成温度信号，该温度信号经DCS控制系统转换为输送泵的运行功率，进而改变流经流量计的水流量。

所述的冷却水管中，其进水管路上设置流量计和温度计，且流量计设置于冷却水泵出口处，出水管路上设置温度计，两个温度计之差形成温度信号，该温度信号经DCS控制系统转换为冷却水泵的运行功率，进而改变流经流量计的水流量。

所述的冷水管中，其进水管路上设置流量计和温度计，且流量计设置于内循环泵出口处，出水管路上设置温度计，两个温度计之差形成温度信号，该温度信号经DCS控制系统转换为内循环泵的运行功率，进而改变流经流量计的水流量。

更优选的，上述温度计为可远程温度计，上述输送泵、冷水泵、冷却水泵均安装有变频器。

所述制冷机组加卸载控制信号、温度、变频信号均接入到中控DCS控制柜的控制系统。

本申请通过对各处温度进行控制，并将各处对应的温度转换为温度信号， DCS控制柜中的控制系统根据该温度信号，调控各出泵(冷却水泵、内循环泵、输送泵)的输出功率，并表现为冷却水管、冷水管以及输送管和回流管上水流量的变化，即实现整个制冷系统的节能优化与控制方法，本申请的制冷系统既适用于工业制冷系统(如医药中间体、化工等)，又适用于商业制冷系统(如办公楼中央空调系统)、民用制冷系统(如医院中央空调系统)等有制冷系统的企业。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请制冷系统投资较少，安装简便；同时，通过系统的自动控制，使系统一直在最佳工况下运行，运行成本降低；对末端的使用单元换热无影响，且更稳定；在冷水池中，将冷水池分割为回水池和送水池，改变传统的一池混合的方法，提高了机组进水温度，制冷系统使用效率也会有所提升。

附图说明

图1为本申请的装置流程图；

图2为本申请中流体输送图。

图中标号：1.冷却塔；11.阀门；2.制冷机组；21.蒸发器；22.冷凝器； 23.节流装置；24.压缩机；3.冷水池；31.回水池；32.送水池；33.隔板；4. 使用单元；41.回流管；42.温度计一；5.冷却水泵；51.进水管一；52.出水管一；53.流量计一；54.温度计二；55.温度计三；6.内循环泵；61.进水管二；62.出水管二；63.温度计四；64.流量计二；65.温度计五；7.输送泵；71.输送管；72.压力表；73.流量计三；74.温度计六；8.DCS控制柜；A.冷却水循环；B.制冷机循环；C.冷水循环。

具体实施方式

实施例1

本实施例节能型制冷系统，包括：冷却塔1、制冷机组2、冷水池3、使用单元4、冷却水泵5、内循环泵6、输送泵7以及DCS控制柜8等。

制冷机组2上连接有冷却水泵5和内循环泵6。冷却水泵5通过管路使制冷机组2和冷却塔1实现循环，其中：冷却水泵5所在的进水管一51上设置有温度计二54，冷却水泵5的出口设置流量计一53，制冷机组2的冷却水回水管即出水管一52上有温度计三55。

内循环泵6通过管路使制冷机组2与冷水池3实现循环，其中：内循环泵6 所在进水管二61上设置温度计四63，循环泵6出口设置流量计二64，制冷机组 2的冷水回管即出水管二62上设置有温度计五65。

冷水池3连接有输送泵7，输送泵7通过管路将冷水输送至使用单元4及其换热设备进行换热，而后再回到冷水池3；其中，输送泵7的出水管即输送管71 上设置有温度计六74，输送泵7的出口设置流量计三73，经与使用单元4换热后的回流管41上设置有温度计一42。

本实施例制冷系统的节能优化与控制原理如下：

整套系统需通过DCS控制柜的控制系统来实现，总体思路：制冷系统每个环节均根据不同工况实现不同的调节，是此控制系统的核心，具体来讲：

一、制冷机组2的节能优化与控制方法

制冷机组2的加载率＝kcm△t/Q，k为修正系数，c为冷水比热，m为流量计二64处的冷水流量，制冷机组2的冷水进出温差△t＝T004-T003，其中，T004 为温度计五65检测到的温度，T003为温度计四63检测到的温度，Q为制冷机组2的额定冷量(机组的标准配置冷量)。

通过进制冷机组2的冷量变化cm△t(冷量变化主要是通过△t体现)来控制制冷机组2的加载率，从而实现实时节能。

二、使用单元4的节能系统优化与控制方法

根据使用单元4的换热情况来调整输送泵7的频率，进而控制流量计三73 的送水流量，加大送回水温差即△t1＝T002-T001，其中，T002为温度计一42处的温度，T001为温度计六74处的温度，从而来匹配使用单元4的换热量q＝cm △t1(c为冷水比热，m为冷水流量Q001，△t1＝T002-T001，其中，T002为温度计一42检测到的温度，T001为温度计六74检测到的温度)，其中△t1的合理性需要综合考虑(制冷系统的设计规范一般冷水的进出温度为7/12℃，故△t1 无限接近此温差为宜)。输送泵7的频率控制公式n＝k1△t1/△t2，其中△t2为合理经济的固定值，k1为修正系数；

同时为减少冷量的损耗，将冷水池3隔离出来，分离回水池31和送水池32，改变传统的一池混合的方法，提高了制冷机组2的进水温度，制冷系统使用效率也会有所提升。

三、冷却水系统节能控制优化与控制方法

冷却水系统主要作用是将制冷系统吸收的热量传递出去，控制方法如下：

主要是通过控制冷却水泵5的频率来调节进制冷机组2的冷却水量，公式如下：

n2＝k2△t3/△t4其中△t4为合理经济的固定值，△t3＝T006-T005，其中，T006为温度计三55检测到的温度，T005为温度计二54检测到的温度，k2为修正系数；

上述第一至第三的系统节能优化控制方法需看成一套系统来联动控制，通过相关仪表数据传输到DCS控制柜8，再通过DCS控制柜8的控制程序来联动调整各系统，使其在理想的均衡的的运行模式下运行，以达到系统平稳运行及节能降耗的目的。

Claims (10)

1.节能型制冷系统，其特征在于：包括制冷机组、内循环泵、冷却塔、冷却水泵、冷水池、输送泵、使用单元以及DCS控制柜，所述的制冷机组设置有冷水管和冷却水管，冷却水管连接于冷却塔与制冷机组之间，且所述冷却水管设置有两支，一支作为进水管路，另一支作为回水管路，进水管路上设置冷却水泵，冷却水通过进水管路、回水管路和冷却泵实现其在冷却塔与制冷机组之间的循环；冷水管连接于制冷机组与冷水池之间，且所述冷水管设置有两支，一支作为进水管路，另一支作为回水管路，进水管路上设置内循环泵，冷水通过内循环泵、进水管路、回水管路实现其在制冷机组与冷水池之间的循环；冷水池与使用单元之间分别设置输送管和回流管，且输送管上设置输送泵，冷水池内的冷水在输送泵驱动下经输送管送至使用单元，使用单元处使用后的水再经回流管回入冷水池；DCS控制柜分别与制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元连接，实现DCS控制柜中控制系统对制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元四处温度的监控，并将监控所得温度信号转换为冷冻水泵、冷却泵以及输送泵的输出功率，以实现制冷机组、冷却塔、冷水池和使用单元四处水的供应。

2.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的制冷机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机及节流装置，蒸发器和冷凝器并列排布，两者通过节流装置连接，压缩机位于蒸发器与冷凝器之间，冷媒蒸发后进压缩机并压缩后送到冷凝器冷却，冷凝下来的冷媒再经过节流装置进入蒸发器，蒸发后的冷媒再进入压缩机压缩，如此往复循环实现制冷换热；冷水管进回管路分别与蒸发器连接，使冷水热量被冷媒吸收实现冷水温度下降；冷却水管进回管路分别与冷凝器连接，使冷却水吸收冷媒的热量实现冷媒的冷凝。

3.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的冷水池分为送水池和回水池，回流管连接于使用单元与回水池之间，输送管连接于使用单元与送水池之间。

4.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述输送泵出口处设置流量计，回流管上设置温度计。

5.如权利要求4所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的温度计为可远程温度计。

6.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的冷却水管中，其进水管路上设置流量计和温度计，且流量计设置于冷却水泵出口处，出水管路上设置温度计。

7.如权利要求6所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的温度计为可远程温度计。

8.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的冷水管中，其进水管路上设置流量计和温度计，且流量计设置于内循环泵出口处，出水管路上设置温度计。

9.如权利要求8所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的温度计为可远程温度计。

10.如权利要求1所述的节能型制冷系统，其特征在于：所述的内循环泵、冷却水泵、输送泵安装有变频器。