CN212227479U - 一种工业冷却水平衡优化节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，包括冷却水池、以及运输冷却水的总管和多个支路、以及控制模块，所述冷却水池包括输出端和回流端，冷却水池的输出端与总管连接，所述总管与多个支路连接；所有支路与冷却水池回流端连通；本方案可实现工业冷却循环水系统的全自动化管理，代替人工管理手动操作，精确控制冷却水系统水力平衡，并降低能耗。本系统既可用于改造现有系统，也可用于安装新系统，使用灵活。

Description

一种工业冷却水平衡优化节能控制系统

技术领域

本实用新型属于自动控制技术设备领域，具体的讲涉及一种工业冷却水平衡优化节能控制系统。

背景技术

以往工业冷却循环水系统的使用单位普遍采用手动阀门或无阀门，水泵采用定频或定压运行，水泵的启停由操作员手动控制的控制方案。由于冷却水的各使用单位存在差异，即每个单位的用水量、水温要求等不一致，且可能存在波动，因此手动控制各阀门的控制方法存在精度低，效率低，可靠性低等问题，难以满足各使用单位的差异化需求。操作员为了满足各使用区域的供水压力需要，常采用提高水泵频率的方法，但此方法会导致管阻小的区域流量过大，水泵功率增大，产生不必要的能耗。操作员调节单个阀门时，不能预测该阀门的变化对整个管网的影响，无法发现不明显的水力不平衡。当系统出现负荷变化时，操作员仅凭经验进行加减水泵或升降频率，难以做出最佳调节。

实用新型内容

本实用新型提供一种工业冷却水平衡优化节能控制系统以解决现有技术存在的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，包括冷却水池、以及运输冷却水的总管和多个支路、以及控制模块，所述冷却水池包括输出端和回流端，冷却水池的输出端与总管连通，所述总管与多个支路连通；每个支路上均设有用于将冷却水接入使用单位的换热器，每个换热器的进口端依次设有用于检测进口冷却水压力并将数据传递至控制模块的进口压力传感器，以及用于检测进口冷却水温度并将该数据传递至控制模块的进口温度传感器，和用于根据控制模块指令对换热器进口端的支路管道开度进行调节的进口开度调节阀；每个换热器的出口端依次设有用于检测出口端冷却水压力并将该数据传递至控制模块的出口压力传感器，以及用于检测出口端冷却水温度并将该数据传递至控制模块的出口温度传感器，和用于检测换热器出口端冷却水流量大小并将该数据传递至控制模块的出口流量计；所述控制模块与每个进口压力传感器、进口温度传感器、进口开度调节阀以及出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计电性连接，所述控制模块用于接收每个进口压力传感器、进口温度传感器和出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计数据信号进行运算后向对应的进口开度调节阀发出动作指令；所有支路与冷却水池回流端连通。

进一步地，所述总管和冷却水池输出端之间还并联设置有多个泵水管，每个泵水管上均设有可检测总管冷却水温度并将该数据传输至控制模块的泵水管温度传感器，以及可检测总管冷却水压力并将该数据传输至控制模块的泵水管压力传感器，和用于根据控制模块指令进行动作的冷却循环泵。

进一步地，所述的多个支路中，根据管阻大小分为若干小管阻支路和若干大管阻支路；所述的大管阻支路上的换热器进口端还设有二次泵。

进一步，支路与冷却水池回流端之间还设有用于降低冷却水温度的冷却风机。

本方案的原理和有益效果如下：

针对工业冷却水系统中定压水泵或定频水泵功耗大，不同使用单位流量因管阻不同导致流量分配不合理，水力不平衡的问题，本实用新型提出在管阻高的不利区域，加装二次水泵，配合各个区域加装的开度调节阀，从而解决工业冷却水系统水力平衡问题，并且可以降低水泵频率从而减少能耗。

本方案中，在各使用单位换热器前，安装温度传感器、压力传感器、开度调节阀；在各说用单位换热器后，安装温度传感器、压力传感器、流量计；在管阻较大的不利区域前，加装二次水泵。

系统运行时，降低冷却水泵频率，降低管道水压。在管阻较小的区域，通过控制其调节阀开度，将其冷却水流量控制在合理范围。在管阻较大的不利区域，启动相应二次泵，从而保证其冷却水流量。

所有阀门、温度传感器、压力传感器、流量计、水泵变频器等均接入智能控制系统。智能控制系统根据传感器、变频器等传回的数据，实时分析冷却水系统的水力平衡情况和能耗情况，智能调节各阀门开度和水泵频率，从而维持冷却水系统水力平衡并降低能耗。实现了工业冷却循环水系统的全自动化管理，代替人工管理手动操作，精确控制冷却水系统水力平衡，并降低能耗。本系统既可用于改造现有系统，也可用于安装新系统，使用灵活。

附图说明

图1是本实用新型一种工业冷却水平衡优化节能控制系统实施例1的结构示意图一；

图2是本实用新型一种工业冷却水平衡优化节能控制系统实施例1的结构示意图二

附图说明：冷却水池1、泵水管2、支路3、冷却风机4、换热器5、总管6

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围内。

实施例1

如图1-2所示，一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，包括冷却水池1、以及运输冷却水的总管和四个支路3、以及控制模块，所述冷却水池包括输出端和回流端，冷却水池的输出端通过两根泵水管2与总管连接，总管输出端与四个支路连接，每个泵水管上均设有可检测总管冷却水温度并将该数据传输至控制模块的总管温度传感器分别是T1、T2，以及可检测总管冷却水压力并将该数据传输至控制模块的总管压力传感器分别是P1、P2，和用于根据控制模块指令进行动作的冷却循环泵分别是F1、F2；

每个支路上均设有用于将冷却水接入使用单位的换热器5，每个换热器的进口端依次设有用于检测进口冷却水压力并将数据传递至控制模块的进口压力传感器分别是P3、P4、P5、P6，以及用于检测进口冷却水温度并将该数据传递至控制模块的进口温度传感器分别是T3、T4、T5、T6，和用于根据控制模块指令对换热器进口端的支路管道开度进行调节的进口开度调节阀分别是V1、V2、V3、V4；每个换热器的出口端依次设有用于检测出口端冷却水压力并将该数据传递至控制模块的出口压力传感器分别是P7、P8、P9、P10，以及用于检测出口端冷却水温度并将该数据传递至控制模块的出口温度传感器分别是T7、T8、T9、T10，和用于检测换热器出口端冷却水流量大小并将该数据传递至控制模块的出口流量计分别是Q1、Q2、Q3、Q4；所述控制模块与每个进口压力传感器、进口温度传感器、进口开度调节阀以及出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计电性连接，所述控制模块用于接收每个进口压力传感器、进口温度传感器和出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计数据信号进行运算后向对应的进口开度调节阀发出动作指令；所有支路与冷却水池回流端连通。

四个支路中，根据管阻大小分为若干小管阻支路和若干大管阻支路；所述的大管阻支路上的换热器进口端还设有二次泵分别是F3、F4。

支路与冷却水池回流端之间还设有用于降低冷却水温度的冷却风机4。

本方案中的控制模块可以根据需求选择现有技术中常见的单片机、微机等可编程逻辑控制器，而本实施例中进口或者出口温度传感器型号均为QAE2174.015；进口或者出口压力传感器型号均为为HUBA501(16公斤)；进口开度调节阀型号为D6200W+PRCA-BAC-S2-T；流量计型号为SE10AFH2HED10AOTO3GODC；

具体的控制过程如下：

控制模块通过实时采集冷却水系统中P1-P10处压力值，Q1-Q4处流量值和T1-T10处温度值，判断每个使用单位的用水需求是否得到满足。例如，当使用单位3的冷却水回水温度T9低于设定值，说明流量超过需求，则减小阀门V3开度。当冷却回水温度T9高于设定值时，增大使用单位3的冷却水阀门V3开度，当阀门V3全部打开时，冷却回水温度T9仍然过高，则优先提高二次泵F3频率，若二次泵F3已经达到额定频率，则提高冷却水泵F1或F2频率。

若所有阀门V1-V4都没有处于完全打开状态，且二次泵频率F3、F4低于额定频率，则说明系统冷却水供应过多，应降低冷却水泵F1和F2频率。

控制模块根据冷却水系统各项参数，随时调整阀门开度和水泵频率，满足使用单位需求的同时，维持水力平衡，并降低系统能耗。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，其特征在于，包括冷却水池、以及运输冷却水的总管和多个支路、以及控制模块，所述冷却水池包括输出端和回流端，冷却水池的输出端与总管连通，所述总管与多个支路连接；每个支路上均设有用于将冷却水接入使用单位的换热器，每个换热器的进口端依次设有用于检测进口冷却水压力并将数据传递至控制模块的进口压力传感器，以及用于检测进口冷却水温度并将该数据传递至控制模块的进口温度传感器，和用于根据控制模块指令对换热器进口端的支路管道开度进行调节的进口开度调节阀；每个换热器的出口端依次设有用于检测出口端冷却水压力并将该数据传递至控制模块的出口压力传感器，以及用于检测出口端冷却水温度并将该数据传递至控制模块的出口温度传感器，和用于检测换热器出口端冷却水流量大小并将该数据传递至控制模块的出口流量计；所述控制模块与每个进口压力传感器、进口温度传感器、进口开度调节阀以及出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计电性连接，所述控制模块用于接收每个进口压力传感器、进口温度传感器和出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计数据信号进行运算后向对应的进口开度调节阀发出动作指令；所有支路与冷却水池回流端连通。

2.根据权利要求1所述的一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，其特征在于：所述总管和冷却水池输出端之间还并联设置有若干个泵水管，每个泵水管上均设有可检测总管冷却水温度并将该数据传输至控制模块的泵水管温度传感器，以及可检测总管冷却水压力并将该数据传输至控制模块的泵水管压力传感器，和用于根据控制模块指令进行动作的冷却循环泵。

3.根据权利要求1所述的一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，其特征在于：所述的多个支路中，根据管阻大小分为若干小管阻支路和若干大管阻支路；所述的大管阻支路上的换热器进口端还设有二次泵。

4.根据权利要求1所述的一种工业冷却水平衡优化节能控制系统，其特征在于：支路与冷却水池回流端之间还设有用于降低冷却水温度的冷却风机。

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