CN209013358U - 一种用于洁净厂房的空调机组节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于洁净厂房的空调机组节能系统，包括控制装置、冷却塔机组、冷却水泵机组、冷冻水泵机组、冷水机组和能量积算仪，冷却塔机组与冷水机组通过冷却水进水管路和冷却水回水管路连接，冷却水回水管路设有第一温度传感器；冷冻水回水管路设有第二温度传感器和第四温度传感器，冷冻水进水管路设有流量传感器和第三温度传感器；冷却塔连接有第一变频器，冷却水泵机组连接有第二变频器，冷冻水泵机组连接有第三变频器，第三温度传感器、第四温度传感器与流量传感器和能量积算仪连接，能量积算仪与控制装置连接，控制装置与冷水机组连接。本实用新型能解决现有技术中空调制冷能耗高，造成能源浪费和不利于企业控制运营成本的问题。

Description

一种用于洁净厂房的空调机组节能系统

技术领域

本实用新型涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种用于洁净厂房的空调机组节能系统。

背景技术

目前用于洁净厂房的中央空调制冷机中，其最大负载能力是按照天气气温最高，厂房负荷最大的条件下进行设计的(有的中央空调制冷机的最大负载能力会以最大负载的1.2倍进行设计)，但是随着季节气温，日常气温的变动，用于洁净厂房的中央空调制冷机很少在负荷最大的条件下进行工作，一般情况下，中央空调制冷机绝大多数的运行时间是在最大负载能力的70％以下的条件下运行，因此，目前现有技术中的中央空调制冷机的节能能力较低，造成较大的能源浪费，且不便于企业成本的控制。

发明内容

基于此，本实用新型的目的在于提供一种用于洁净厂房的空调机组节能系统，以解决现有技术中中央空调制冷系统的能耗高，从而造成能源浪费和不利于企业控制成本的问题。

本实用新型的技术方案为：一种用于洁净厂房的空调机组节能系统，其包括控制装置、冷却塔机组、冷却水泵机组、冷冻水泵机组、冷水机组、能量积算仪和冷冻水末端设备，所述冷却塔机组与所述冷水机组通过冷却水进水管路和冷却水回水管路连接，所述冷却水泵机组设于所述冷却水回水管路中，所述冷却水回水管路设有检测所述冷却水回水管路水温的第一温度传感器；

所述冷冻水末端设备与所述冷水机组通过冷冻水进水管路和冷冻水回水管路连接，所述冷冻水泵机组设于所述冷冻水回水管路中，所述冷冻水回水管路设有检测所述冷冻水回水管路的水温的第二温度传感器和第四温度传感器，所述冷冻水进水管路设有流量传感器和检测所述冷冻水进水管路的水温的第三温度传感器；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器与所述控制装置连接，所述冷却塔连接有与所述控制装置连接的第一变频器，所述冷却水泵机组连接有与所述控制装置连接的第二变频器，所述冷冻水泵机组连接有与所述控制装置连接的第三变频器，所述第三温度传感器、所述第四温度传感器与所述流量传感器和所述能量积算仪通过485通信连接，所述能量积算仪与所述控制装置电连接，所述控制装置通过485通信与所述冷水机组电连接。

可选的，所述冷却水泵机组包括一组互相并联的冷却水泵，每个所述冷却水泵的进水口和出水口通过阀门连接于所述冷却水回水管路。

可选的，所述冷冻水泵机组包括一组互相并联的冷冻水泵，每个所述冷冻水泵的进水口和出水口通过阀门连接于所述冷冻水回水管路。

可选的，所述冷却塔机组包括一组互相并联的冷却塔，每个所述冷却塔的进水口通过阀门连接于所述冷却水进水管路，每个所述冷却塔的出水口通过阀门连接于所述冷却水回水管路。

可选的，所述控制装置为PLC。

可选的，所述第一变频器、所述第二变频器、所述第三变频器为矢量变频器。

可选的，所述冷冻水回水管路连接有定压罐。

可选的，所述冷水机组为螺杆冷水机组。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统，控制装置根据预先设定的温度，与第一温度传感器所检测到的温度进行对比，然后控制装置根据设定的控制程序，通过第一变频器，第一变频器改变冷却塔的转速和输出频率，实时调整冷却塔电机功率，并更加预先设定的温度对冷却塔机组进行加减载第二台冷却塔；从而动态调节冷却塔运行功率和运行台数，从而实时调整过程中的冷却水温循环速度；控制装置根据预先设定的温度，与第一温度传感器所检测到的温度进行对比，然后控制装置根据设定的控制程序，通过输出电压给第二变频器，第二变频器输出整定电流改变冷却水泵的转速和输出频率，并更加预先设定的温度对冷却水泵机组进行加减载第二台冷却水泵；从而动态调节冷却水泵运行功率和运行台数，从而调节冷却水过程中的热循环速度；控制装置预先设定的温度，与第三温度传感器检测到的温度进行对比，然后控制装置根据设定的控制程序，通过第三变频器，第三变频器改变冷冻泵的转速和输出频率，并更加预先设定的温度对冷冻水泵进行加减载第二台冷冻水泵；从而动态调节冷冻水泵运行功率和运行台数，从而调节冷冻过程中的热循环速度；第三温度传感器检测冷冻水进水管路的水温，第四温度传感器检测冷冻水回水管路的水温，流量传感器检测冷冻水进水管路的进水流量，第三温度传感器、第四温度传感器和流量传感器将检测到的数据反馈至能量积算仪中，能量积算仪计算冷冻水末端设备的总能耗，然后能量积算仪将结果反馈到控制装置中，控制装置对日常能耗进行分析，控制装置通过485通信连接冷水机组，动态调整冷水机组水温，从而改变冷水机组的运行电流和功率，使冷水机组保持最佳运行状态；综上，本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统具有自动化水平高、能耗低、减轻电网的冲击和提高系统的使用寿命等特点，具有很好的推广性。

附图说明

图1是本实用新型的空调机组节能系统的结构示意图。

图2是本实用新型的空调机组节能系统的闭环控制原理图。

附图标记说明：

1、控制装置；2、冷却塔；3、冷却水泵机组；4、冷冻水泵机组；5、冷水机组；6、冷冻水末端设备；7、冷冻水进水管路；8、冷冻水回水管路；9、冷却水回水管路；10、冷却水进水管路；11、定压罐；12、第一温度传感器；13、第二温度传感器；14、第三温度传感器；15、第四温度传感器；16、流量传感器；17、能量积算仪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1～2所示，本实用新型实施例所提供的一种用于洁净厂房的空调机组节能系统，其包括控制装置1、冷却塔机组2、冷却水泵机组3、冷冻水泵机组4、冷水机组5、冷冻水末端设备6和能量积算仪17，冷却塔机组2与冷水机组5通过冷却水进水管路10和冷却水回水管路9连接，冷却水泵机组3设于冷却水回水管路9中，冷却水回水管路9设有检测冷却水回水管路9的水温的第一温度传感器12；

冷冻水末端设备6与冷水机组5通过冷冻水进水管路8和冷冻水回水管路7连接，冷冻水泵机组4设于冷冻水回水管路7中，冷冻水回水管7设有检测冷冻水回水管路7的水温的第二温度传感器13和第四温度传感器14,冷冻水进水管路8设有流量传感器16和检测冷冻水进水管路8的水温的第三温度传感器14；

第一温度传感器12和第二温度传感器13与控制装置1连接，冷却塔2连接有与控制装置1连接的第一变频器，冷却水泵机组3连接有与控制装置1连接的第二变频器，冷冻水泵机组4连接有与控制装置1连接有第三变频器，第三温度传感器14、第四温度传感器15与流量传感器16和能量积算仪17通过485通信连接，能量积算仪17与控制装置1电连接，控制装置1通过485通信与冷水机组5电连接。

基于上述设置，本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统，第一温度传感器12和第二温度传感器13分别检测冷却水回水管路9的水温和冷冻水回水管路7的水温，控制装置1接收来自第一温度传感器12的信号和第二温度传感器13的信号，其中，控制装置1根据预先设定的温度，与第一温度传感器12所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第一变频器，第一变频器控制控制冷却塔机组2的运行电流和功率，从而改变从冷水机组冷却水进水温度，实现空调机组冷却水在控制装置1设定的温度范围内的调整；控制装置1根据预先设定的温度，与第一温度传感器13所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第二变频器，第二变频器改变冷却水泵机组的转速和输出频率，从而调节冷却过程中的热循环速度；控制装置1根据预先设定的温度，与第二温度传感器13所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第三变频器，第三变频器改变冷冻水泵机组3的转速和输出频率，从而调节冷冻过程中的供冷循环速度；控制装置1根据预先设定的温度范围，第三温度传感器14检测冷冻水进水管路8的水温，第四温度传感器15检测冷冻水回水管路7的水温，流量传感器16检测冷冻水进水管路8的进水流量，第三温度传感器14、第四温度传感器15和流量传感器16将检测到的数据反馈至能量积算仪17中，能量积算仪17计算冷冻水末端设备6的总能耗，然后能量积算仪17将结果反馈到控制装置1中，控制装置1根据设定的控制程序，对日常能耗进行分析，控制装置1通过485通信连接冷水机组5，动态调整冷水机组5水温，从而改变冷水机组5的运行电流和功率，使冷水机组5保持最佳运行状态；综上，本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统具有自动化水平高、能耗低、对电网的冲击低和提高系统的使用寿命等特点，具有很好的推广性。

本实施例中，如图1～2所示，为了更好的实现控制装置1对冷却塔机组2、冷冻水泵机组4、冷却水泵机组3和冷水机组5的控制，控制装置1为PLC，PLC通过PID控制方式实现对第一变频器、第二变频器、第三变频器，进而实现对冷却塔2、冷却水泵、冷冻水泵的控制。具体的，图2中的被控对象为冷却塔2、冷却水泵、冷水机和冷冻水泵，执行机构为PLC，PID控制方式为比例积分控制方式，通过PID控制，使得在冷却塔2、冷却水泵2、冷冻水泵4的转速改变的同时，冷冻水和冷却水的温度也在不断地进行调整，从而达到设定范围内稳定的温度输出效果。

本实施例中，如图1～2所示，为了保证整个空调机组节能系统的正常稳定工作，冷却水泵机组3包括两台互相并联的冷却水泵，每个冷却水泵的进水口和出水口通过阀门连接于冷却水回水管路9；

冷冻水泵机组4包括两台互相并联的冷冻水泵，每个冷冻水泵的进水口和出水口通过阀门连接于冷冻水回水管路7。具体的，冷却水泵机组3和冷冻水泵机组4分别包含多个冷却水泵和冷冻水泵，从而避免了出现只有一个冷却水泵和冷冻水泵，当冷却水泵和冷冻水泵发生故障时，控制装置实现自动切换，实现整个空调机组节能系统实现自动工作的情况。

本实施例中，如图1～2所示，为了保证整个空调机组节能系统的正常稳定工作，冷却塔机组包括两台互相并联的冷却塔2，每个冷却塔2的进水口通过阀门连接于冷却水进水管路10，每个冷却塔2的出水口通过阀门连接于冷却水回水管路9，从而避免了出现只有一个冷却塔2，当冷却塔2发生故障时，控制装置实现自动切换，实现整个空调机组节能系统自动工作的情况。

本实施例中，如图1～2所示，第一变频器、第二变频器、第三变频器为矢量变频器，矢量变频器具有操作简单方便、设备维护量小和适用性强的特点，且具有欠压保护、过流保护和短路保护的特点。

本实施例中，如图1～2所示，冷冻水回水管路7连接有定压罐11，当冷冻水回水管路7中的水压变大时，冷冻水会向上流动至定压罐11，从而保证冷冻水回水管路7的压力稳定；当冷冻水回水管路7中的水的压力降低时，定压罐11中的水又会重新流回冷冻水回水管路7中。

本实施例中，如图1～2所示，冷水机组5为螺杆冷水机组，螺杆冷水机组具有调节方便、省电和工作平稳的特点，从而便于整个系统的正常工作。

本实施例中，如图1～2所示，当第二温度传感器13检测到的冷冻回水管路的温度大于所设定的冷冻回水的温度值时，控制装置1通过第三变频器，每隔一段时间开启一台冷冻水泵，优选的间隔时间为2分钟；当第二温度传感器13检测到的冷冻回水管路的温度小于所设定的冷冻回水的温度值时，控制装置1通过第三变频器，每隔一段时间减少一台冷冻水泵，优选地间隔时间为2分钟，从而优化冷冻水泵运行台数，简化人员频繁的人工操作；

当第一温度传感器12检测到的冷却水回水管路9的温度大于所设定的冷却回水的温度值时，控制装置1通过第二变频器和第一变频器，控制装置1每隔一段时间开启一台冷却水泵和冷却塔，优选的间隔时间为2分钟；当第一温度传感器12检测到的冷却水回水管路9的温度小于所设定的冷却回水的温度值时，控制装置1通过第二变频器第一变频器，每隔一段时间减少一台冷却水泵冷却塔，优选地间隔时间为2分钟，从而优化冷却水泵冷却塔台数，简化人员频繁的人工操作。

本实施例中，如图1～2所示，本实用新型的空调机组节能系统还包括上位机，冷却塔机组、冷却水泵机组3、冷水机组5和冷冻水泵机组4与上位机电连接，其具体工作原理为，当接到开启信号时，延迟一定时间后，冷却水泵机组3、冷却塔机组和冷冻水泵机组4的根据各自运行时间长短对比开机运行，然后开启冷水机组5；当关闭运行时，冷水机组5停止运行，延迟一定的时间，冷却水泵机组3、冷却塔机组和冷冻水泵机组4的相续停止运行，从而达到多台设备的均匀使用，优化减少设备日常维护，避免了长时间无用的运行，降低运行维护费用。

综上，本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统，第一温度传感器12和第二温度传感器13分别检测冷却水回水管路9的水温和冷冻水回水管路7的水温，控制装置1接收来自第一温度传感器12的信号和第二温度传感器13的信号，其中，控制装置1根据预先设定的温度，与第一温度传感器12所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第一变频器，第一变频器控制控制冷却塔机组2的运行电流和功率，从而改变从冷水机组冷却水进水温度，实现空调机组冷却水在控制装置1设定的温度范围内的调整；控制装置1根据预先设定的温度，与第一温度传感器13所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第二变频器，第二变频器改变冷却水泵机组的转速和输出频率，从而调节冷却过程中的热循环速度；控制装置1根据预先设定的温度，与第二温度传感器13所检测到的温度进行对比，然后控制装置1根据设定的控制程序，通过第三变频器，第三变频器改变冷冻水泵机组3的转速和输出频率，从而调节冷冻过程中的供冷循环速度；控制装置1根据预先设定的温度范围，第三温度传感器14检测冷冻水进水管路8的水温，第四温度传感器15检测冷冻水回水管路7的水温，流量传感器16检测冷冻水进水管路8的进水流量，第三温度传感器14、第四温度传感器15和流量传感器16将检测到的数据反馈至能量积算仪17中，能量积算仪17计算冷冻水末端6设备的总能耗，然后能量积算仪17将结果反馈到控制装置1中，控制装置1根据设定的控制程序，对日常能耗进行分析，控制装置1通过485通信连接冷水机组5，动态调整冷水机组5水温，从而改变冷水机组5的运行电流和功率，使冷水机组5保持最佳运行状态；综上，本实用新型的用于洁净厂房的空调机组节能系统具有自动化水平高、能耗低、对电网的冲击低和提高系统的使用寿命等特点，具有很好的推广性。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，包括控制装置、冷却塔机组、冷却水泵机组、冷冻水泵机组、冷水机组、能量积算仪和冷冻水末端设备，所述冷却塔机组与所述冷水机组通过冷却水进水管路和冷却水回水管路连接，所述冷却水泵机组设于所述冷却水回水管路中，所述冷却水回水管路设有检测所述冷却水回水管路水温的第一温度传感器；

所述冷冻水末端设备与所述冷水机组通过冷冻水进水管路和冷冻水回水管路连接，所述冷冻水泵机组设于所述冷冻水回水管路中，所述冷冻水回水管路设有检测所述冷冻水回水管路的水温的第二温度传感器和第四温度传感器，所述冷冻水进水管路设有流量传感器和检测所述冷冻水进水管路的水温的第三温度传感器；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器与所述控制装置连接，所述冷却塔连接有与所述控制装置连接的第一变频器，所述冷却水泵机组连接有与所述控制装置连接的第二变频器，所述冷冻水泵机组连接有与所述控制装置连接的第三变频器，所述第三温度传感器、所述第四温度传感器与所述流量传感器和所述能量积算仪通过485通信连接，所述能量积算仪与所述控制装置电连接，所述控制装置通过485通信与所述冷水机组电连接。

2.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述冷却水泵机组包括一组互相并联的冷却水泵，每个所述冷却水泵的进水口和出水口通过阀门连接于所述冷却水回水管路。

3.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述冷冻水泵机组包括一组互相并联的冷冻水泵，每个所述冷冻水泵的进水口和出水口通过阀门连接于所述冷冻水回水管路。

4.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述冷却塔机组包括一组互相并联的冷却塔，每个所述冷却塔的进水口通过阀门连接于所述冷却水进水管路，每个所述冷却塔的出水口通过阀门连接于所述冷却水回水管路。

5.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述控制装置为PLC。

6.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述第一变频器、所述第二变频器、所述第三变频器为矢量变频器。

7.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述冷冻水回水管路连接有定压罐。

8.如权利要求1所述的用于洁净厂房的空调机组节能系统，其特征在于，所述冷水机组为螺杆冷水机组。