CN213811936U - 冷却塔控制装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种冷却塔控制装置，通过设置环境温湿度数据采集单元获取中央空调系统中各个冷却塔所在空间的环境温湿度数据，设置冷却水总水量需求信号获取单元获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号，设置处理器根据冷却水总水量需求信号计算冷却塔开启台数数据，并依据冷却塔开启台数数据控制增加或减少冷却塔的启动台数，同时处理器还可根据环境温湿度数据计算最优冷却水供水温度值，设置风机转速控制模块依据最优冷却水供水温度值控制调整冷却塔风机转速输出值。本公开的冷却塔控制方法和控制系统能够智能高效地控制冷却塔的工作，实现用最优的控制策略充分利用冷却塔的换热能力和换热面积，实现系统总能耗最低。

Description

冷却塔控制装置

技术领域

本公开涉及制冷设备控制技术领域，具体而言，涉及一种冷却塔控制装置。

背景技术

冷却塔已广泛应用于水冷中央空调系统和工业循环水系统中，在设计之初，往往按照最大负荷需求进行冷却塔的选型，而在实际应用中，由于缺乏最优的控制策略，冷却塔的换热能力和换热面积未得到充分利用，导致能耗的浪费。

现有的冷却塔系统相对普遍的控制思路是：根据设定的冷却水供水温度来调整运行台数和风机速度，但缺乏合理高效的冷却塔供水温度设定值的计算方法，通常采用的手动设定方法无法匹配冷却塔的换热能力，难以达到系统能耗最低的效果。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种冷却塔控制装置，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的无法自动匹配冷却塔的换热能力以致于难以达到系统能耗最低的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种冷却塔控制装置，包括：

环境温湿度数据采集单元，设置于中央空调系统中各个冷却塔所在空间中用于获取的所述各个冷却塔环境温湿度数据；

冷却水总水量需求信号获取单元，通过无线或有线方式与主机相连，用于获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号；

处理器，通过无线或有线方式与所述环境温湿度数据采集单元和所述冷却水总水量需求信号获取单元相连用于接收所述冷却水总水量需求信号后输出冷却塔开启台数控制信号和冷却塔风机转速控制信号。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：

结冰探测器，设置于所述冷却塔的进风窗处用于获取所述冷却塔的结冰探测信号；

除冰控制器，通过无线或有线方式与所述结冰探测器和所述冷却塔风机相连，用于接收所述结冰探测信号后输出除冰信号以控制所述冷却塔风机进行反转除冰。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：

报警蜂鸣器，通过无线或有线方式与所述处理器相连对所述处理器的故障进行报警提示。

在本公开的一种示例性实施例中，所述环境温湿度数据采集单元设置为温湿度传感器。

本公开实施例通过设置环境温湿度数据采集单元获取中央空调系统中各个冷却塔所在空间的环境温湿度数据，通过设置冷却水总水量需求信号获取单元获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号，设置处理器获取单元相连用于接收所述冷却水总水量需求信号后输出冷却塔开启台数控制信号和冷却塔风机转速控制信号。本公开的冷却塔控制装置能够智能高效地控制冷却塔的工作，实现用最优的控制策略充分利用冷却塔的换热能力和换热面积，实现系统总能耗最低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开一个示例性实施例中一种冷却塔控制装置100在中央空调系统/工业循环水系统中实现控制的示意图。

图2示意性示出本公开的一个实施例中一种冷却塔控制装置100的示意图。

图3示意性示出本公开的另一个实施例中一种冷却塔控制装置200的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1示意性示出本公开一个示例性实施例中一种冷却塔控制装置100在中央空调系统/工业循环水系统中实现控制的示意图。

参考图1，本公开的冷却塔控制装置100可通过对中央空调系统/工业循环水系统中的多个冷却塔(冷却塔#1、冷却塔#2、冷却塔#3……冷却塔#N)实现智能控制，用最优的控制策略充分利用冷却塔的换热能力和换热面积，实现系统总能耗最低。

图2示意性示出本公开的一个实施例中一种冷却塔控制装置100的示意图。

参考图2，一种冷却塔控制装置100，包括：

环境温湿度数据采集单元10，设置于中央空调系统中各个冷却塔所在空间中用于获取的各个冷却塔环境温湿度数据；

冷却水总水量需求信号获取单元20，通过无线或有线方式与主机相连，用于获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号；

处理器30，通过无线或有线方式与冷却水总水量需求信号获取单元和环境温湿度数据采集单元10相连用于接收冷却水总水量需求信号后输出冷却塔开启台数控制信号和冷却塔风机转速控制信号。

处理器30可根据冷却水总水量需求信号计算冷却塔开启台数数据，并依据冷却塔开启台数数据控制增加或减少所述冷却塔的启动台数；

处理器30还可根据环境温湿度数据计算最优冷却水供水温度值，并依据最优冷却水供水温度值控制调整冷却塔风机转速输出值。

处理器例如可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力，例如可以是中央处理器(CPU)、网络处理(NP)等，也可以是信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等。处理器根据冷却水总水量需求信号计算冷却塔开启台数数据，并依据冷却塔开启台数数据控制增加或减少所述冷却塔的启动台数，以及根据环境温湿度数据计算最优冷却水供水温度值，并依据最优冷却水供水温度值控制调整冷却塔风机转速输出值是本领域的公知手段，本实用新型不涉及到计算机程序方法的改进的保护。

环境温湿度数据采集单元10一般设置为温湿度传感器，设置在冷却塔室外空间中，例如房屋楼顶。环境温湿度数据采集单元10用于获取冷却塔所在空间的环境温湿度数据用于计算冷却塔的湿球温度。冷却塔湿球温度用于确定冷却塔最优冷却温度。冷却水总水量需求信号获取单元20、处理器30和风机转速控制模块40设置在带芯片(写入控制程序)的集成控制器中，冷却水总水量需求信号获取单元20用于获取主机的冷却水总水量需求信号，目的是为了确定应开设多少台冷却塔来匹配主机的制冷需求。处理器30通过获取的主机冷却水总水量需求信号可换算出冷却塔总冷却水量的需求，通过总冷却水量除以每台冷却塔最小均匀布水量即可计算出冷却塔开启台数。并通过总控制器接收冷却塔开启台数指令后控制增加或减少冷却塔的启动台数，实现通过系统自动控制的方式取代传统的手动设定方法，来匹配冷却塔的换热能力，从而达到系统能耗最低的效果。风机转速控制模块40通过环境温湿度数据采集单元10检测到的每台冷却塔所在的环境温湿度数据确定冷却塔湿球温度，通过将湿球温度与最优冷却水供水温度的换算公式写入控制器运行程序中，结合冷却塔出水温度与换热面积的关系，计算出每台冷却塔的最优冷却水供水温度值进而控制每台冷却塔风机的转速，进而自动优化冷却水供水温度，实现系统总能耗最低。

本公开实施例中冷却塔控制装置100通过设置环境温湿度数据采集单元10获取中央空调系统中各个冷却塔所在空间的环境温湿度数据，冷却水总水量需求信号获取单元20获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号，设置处理器30用于根据冷却水总水量需求信号计算冷却塔开启台数数据，并依据冷却塔开启台数数据控制增加或减少冷却塔的启动台数，同时处理器30可根据环境温湿度数据计算最优冷却水供水温度值，并依据最优冷却水供水温度值控制调整冷却塔风机转速输出值。本公开的冷却塔控制装置能够智能高效地控制冷却塔的工作，实现用最优的控制策略充分利用冷却塔的换热能力和换热面积，实现系统总能耗最低。

图3示意性示出本公开的另一个实施例中一种冷却塔控制装置200的示意图。

参考图3，图3中的冷却塔控制装置200与图2中的冷却塔控制装置100的区别在于：冷却塔控制装置200还包括(图3只体现相比于图2增加的模块)：

结冰探测器50，设置于所述冷却塔的进风窗处用于获取所述冷却塔的结冰探测信号。

除冰控制器60，通过无线或有线方式与所述结冰探测器和所述冷却塔风机相连，用于接收所述结冰探测信号后输出除冰信号以控制所述冷却塔风机进行反转除冰。

故障检测模块70，用于获取所述冷却塔和冷却塔风机的故障数据。

报警蜂鸣器80，通过无线或有线方式与所述处理器相连对所述处理器的故障进行报警提示。

结冰探测器50和除冰控制器60用于实现自动除冰目的。故障检测模块70和报警模块80用于实现自动检测风机和冷却塔故障功能，并实现自动报警的功能。

一般在冬季经常会出现冷却塔进风窗结冰的现象，这会严重影响冷却塔的工作。结冰探测器50设置为进风窗的电子结冰探测器，若发现冷却塔进风窗结冰了，可通过除冰控制器60自动控制开启冷却塔风机的反转除冰模式，通过一定时间风机的反转来除冰直至检测到结冰情况消除后自动恢复风机正向运转的模式。

当冷却塔出现故障，例如冷却塔循环水量过大、冷却塔通风量不足、冷却塔进水温度过高、冷却塔吸、排空气短路、冷却塔室外湿球温度过高，或者冷却塔风机出现风机转速降低、风机叶片破损等故障时，故障检测模块70可自动检测风机和冷却塔故障，自动获取冷却塔和冷却塔风机的故障数据并通过报警模块80向操作总台发出报警提示。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术方案。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (4)

1.一种冷却塔控制装置，其特征在于，包括：

环境温湿度数据采集单元，设置于中央空调系统中各个冷却塔所在空间中用于获取的所述各个冷却塔环境温湿度数据；

冷却水总水量需求信号获取单元，通过无线或有线方式与主机相连，用于获取中央空调系统中主机的冷却水总水量需求信号；

处理器，通过无线或有线方式与所述环境温湿度数据采集单元和所述冷却水总水量需求信号获取单元相连用于接收所述冷却水总水量需求信号后输出冷却塔开启台数控制信号和冷却塔风机转速控制信号。

2.如权利要求1所述的冷却塔控制装置，其特征在于，还包括：

结冰探测器，设置于所述冷却塔的进风窗处用于获取所述冷却塔的结冰探测信号；

除冰控制器，通过无线或有线方式与所述结冰探测器和所述冷却塔风机相连，用于接收所述结冰探测信号后输出除冰信号以控制所述冷却塔风机进行反转除冰。

3.如权利要求1所述的冷却塔控制装置，其特征在于，还包括：

报警蜂鸣器，通过无线或有线方式与所述处理器相连对所述处理器的故障进行报警提示。

4.如权利要求1所述的冷却塔控制装置，其特征在于，所述环境温湿度数据采集单元设置为温湿度传感器。

Images