CN211084939U - 一种高能效动力站自然冷却控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高能效动力站自然冷却控制系统，包括冷却塔、冷却泵、冷水机组、水‑水板式换热器、冷却水出水温度传感器、冷却水进水温度传感器、室外湿球温度传感器、冷冻泵、末端设备。通过本实用新型，以解决现有技术存在的冷却塔散热量小，换热效率低，电能浪费的问题。

Description

一种高能效动力站自然冷却控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业厂房动力系统自动控制技术领域，具体地说涉及一种高能效动力站自然冷却控制系统。

背景技术

多台冷却塔自由冷却系统是国内外近些年来发展较快的技术，冷却塔供冷是利用大气自然冷源，实现了关闭制冷机的情况下，为冷却系统设备持续供冷，解决工业厂房在过度季节或冬季节能制冷需求，主要应用于中央空调机组供冷、工艺供水系统、电子工厂低温和中温供水系统中。现有厂房供冷系统在过度季节或冬季，根据末端负荷需求，加减载板换台数，板换的换热面积小，冷却塔散热量小，冷却塔风机常年处于最大转速，能量消耗大，利用率低，造成能量的浪费。就中央冷源监测与管理系统而言，主要目的在于将中央冷源系统内的各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段，对各机电设备进行集中监控和管理，使中央冷源系统的设备始终处于协同一致、高效有序的状态下运行，在满足系统性能指标的前提下降低运营费用，为厂务运行维护提供高水平的现代化管理与服务，使系统的投资能得到良好回报。

实用新型内容

本实用新型提供一种高能效动力站自然冷却控制系统，以解决现有技术存在的冷却塔散热量小，风机旋转频率固定，效率低下，造成电能浪费的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高能效动力站自然冷却控制系统，包括冷却塔、冷却泵、冷水机组、水-水板式换热器、冷却水出水温度传感器、冷却水进水温度传感器、室外湿球温度传感器、冷冻泵、末端设备，所述冷却塔出水口与冷水机组和水-水板式换热器的一次侧回路进水口共同汇集成的进水管道连接，冷水机组和水-水板式换热器的一次侧回路出水口共同汇集成的出水管道与冷却泵的输入端连接，冷却泵的输出端与冷却塔入水口连接，冷水机组和水-水板式换热器的二次侧回路出水口共同汇集成的出水管道与冷冻泵的输入端连接，冷冻泵的输出端连接末端设备输入端，末端设备输出端连接冷水机组和水-水板式换热器的二次侧回路入水口共同汇集成的入水管道，冷却塔的输入口上设置冷却水出水温度传感器，冷却塔的输出口上设置冷却水进水温度传感器，室外湿球温度传感器安装于室外朝南墙壁上。

所述冷水机组一次侧回路出水口处设置冷水机组冷却水开关阀门，冷水机组二次侧回路出水口处设置冷水机组冷冻水开关阀门。

所述水-水板式换热器一次侧回路出水口处设置换热器冷却水开关阀门，水-水板式换热器二次侧回路出水口处设置换热器冷冻水开关阀门。

所述冷却塔进水管上设置有反冲洗装置。

所述冷却塔包括6台风机。

所述风机为可在低速运行的EC风机。

本实用新型带来的有益效果：与现有技术相比，本实用新型一方面在室外空气的湿球温度低于设定值时，由冷冻机制冷模式切换至自由式板换制冷模式，关闭冷水机组，使用自然冷却塔作为冷源，使用水-水板式换热器进行热量的交换，节约用电量；另一方面，系统在自由式板换制冷模式下，根据冷却水进水温度与室外湿球温度传感器检测温度比较，控制冷却塔风机开启台数，以及风机转速，降低冷却水进水温度，保证冷机在最佳COP运行，实现节能降耗，同时，根据冷却水进出水水温的温差，控制冷却泵转速，降低冷却水流量，满足末端负荷需求的同时，节约用电量。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的高能效动力站自然冷却控制系统的结构示意图

其中，1-冷却塔，2-冷却泵，3-冷水机组，4-水-水板式换热器，5-冷却水出水温度传感器，6-冷却水进水温度传感器，7-室外湿球温度传感器，8-冷冻泵，9-末端设备，10-冷水机组冷却水开关阀门，11-冷水机组冷冻水开关阀门，12-换热器冷却水开关阀门，13-换热器冷冻水开关阀门，14-反冲洗装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步地详细说明。

图1是根据本实用新型实施例的高能效动力站自然冷却控制系统的结构示意图。如图1所示，在室外空气的湿球温度低于设定值时，动力站自然冷却控制系统将冷冻机制冷模式切换为自由式板换制冷模式。此时，打开水-水板式换热器及其两端换热器冷却水开关阀门、换热器冷冻水开关阀门，关闭冷水机组，以及冷水机组冷却水开关阀门、冷水机组冷冻水开关阀门。

进一步地，在自由式板换制冷模式下，根据系统冷却水进水温度与室外湿球温度传感器检测温度比较，控制冷却塔风机运行台数，以及风机运行频率，通过冷却塔散热，降低冷却水进水温度。

测试数据如下表1、表2所示：

从表1可计算出，设置设定温度为7℃，当室外湿球温度Out_WB＝5.01℃时，开启冷却塔3台风机，冷却塔风机运行频率在50Hz，合计风机总功率45kW，此时冷却水进水温度Chi_en_T＝7.7℃，与设定温度相差0.7℃，未达到设定温度值。

表1

从表2可计算出，设置设定温度为7℃，当室外湿球温度Out_WB＝5.02℃时，开启冷却塔6台风机，冷却塔风机运行频率在18Hz，合计风机功率4.98kW，此时冷却水进水温度Chi_en_T＝7.1℃，与设定温度相差0.1℃，达到设定温度值。

表2

根据表格1与2数据比较分析，可以得出实际测试每小时节电量约为(45kW-4.98kW)＝40.02kW。

根据湿球温度(Out_WB)加逼近温度的和值与冷却水进水温度(Chi_en_T)比较，控制冷却塔风机工作台数以及冷却塔风机转速频率。

在本实施例中，根据功率计算公式Q＝P*(f_(实)/f_(额))³，Q：实功率，P：风机额定功率，f_(实)：实际运行频率，f_(额)：额定运行频率，可知，在满足系统末端负荷的工况下，开启多台冷却塔风机在低频率下运行比开启少量冷却塔风机在高频率下运行时，拥有更高的散热效率，更加节省电能。

综上所述，本实用新型提供一种高能效动力站自然冷却控制系统，一方面，在室外空气的湿球温度低于设定值时，由冷冻机制冷模式切换至自由式板换制冷模式，关闭冷水机组，使用自然冷却塔作为冷源，使用水-水板式换热器进行热量的交换，节约用电量；另一方面，系统在自由式板换制冷模式下，根据冷却水进水温度与室外湿球温度传感器检测温度比较，控制冷却塔风机开启台数，以及风机转速，降低冷却水进水温度，保证冷机在最佳COP运行，实现节能降耗，同时，根据冷却水进出水水温的温差，控制冷却泵转速，降低冷却水流量，满足末端负荷需求的同时，节约用电量。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种高能效动力站自然冷却控制系统，包括冷却塔(1)、冷却泵(2)、冷水机组(3)、水-水板式换热器(4)、冷却水出水温度传感器(5)、冷却水进水温度传感器(6)、室外湿球温度传感器(7)、冷冻泵(8)、末端设备(9)，其特征在于：所述冷却塔(1)出水口与冷水机组(3)和水-水板式换热器(4)的一次侧回路进水口共同汇集成的进水管道连接，冷水机组(3)和水-水板式换热器(4)的一次侧回路出水口共同汇集成的出水管道与冷却泵(2)的输入端连接，冷却泵(2)的输出端与冷却塔(1)入水口连接，冷水机组(3)和水-水板式换热器(4)的二次侧回路出水口共同汇集成的出水管道与冷冻泵(8)的输入端连接，冷冻泵(8)的输出端连接末端设备(9)输入端，末端设备(9)输出端连接冷水机组(3)和水-水板式换热器(4)的二次侧回路入水口共同汇集成的入水管道，冷却塔(1)的输入口上设置冷却水出水温度传感器(5)，冷却塔(1)的输出口上设置冷却水进水温度传感器(6)，室外湿球温度传感器(7)安装于室外朝南墙壁上。

2.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷水机组(3)一次侧回路出水口处设置冷水机组冷却水开关阀门(10)，冷水机组(3)二次侧回路出水口处设置冷水机组冷冻水开关阀门(11)。

3.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述水-水板式换热器(4)一次侧回路出水口处设置换热器冷却水开关阀门(12)，水-水板式换热器(4)二次侧回路出水口处设置换热器冷冻水开关阀门(13)。

4.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷却塔(1)进水管上设置有反冲洗装置(14)。

5.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷却塔(1)包括6台风机。

6.如权利要求5所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述风机为可在低速运行的EC风机。

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