CN2901199Y - 一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置，包括传感器、控制系统和执行系统，其特征在于：所述传感器包括分别位于冷却塔进水口、补水管路进水口、冷却泵出水口处的温度、流量传感器，位于室外的温度传感器，所述控制系统包括信息采集处理器、能耗计算装置、执行设备监控器、巡更系统、现场监控服务器及数据库服务器，各传感器的传感信号输出端分别与信息采集处理器的输入接口连接，控制系统的各部分间通过总线连接，所述执行设备监控器的输出接口分别连接至执行系统的各个控制器。本实用新型实现了设备能耗的自动化调节，以达到所供即所需的节能目的，避免能源浪费，减少企业运转费用。

Description

一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业冷却循环系统，具体涉及一种利用水循环冷却机组的系统设备，适用于冶金、化工等行业。

背景技术

工业冷却循环系统设备广泛运用于冶金、化工等行业，利用水作为载冷剂或冷却剂来实现热量的传递，以确保机组(换冷设备)的正常工作。最基本的冷却系统设备包括冷却塔、冷却泵、水池及冷换设备，由冷却泵将冷却水抽入冷却系统管路中，流经冷换设备，完成热交换，吸收机组设备的热量，流出的高温水进入室外的冷却塔散热降温，由冷却泵抽取，再次进入冷却循环系统中，如此不断带走末端冷换设备所散发的热量。

为保证机组的正常工作，冷却设备必须随机组长时间的开启工作，甚至全年365天无间断的运行，而驱动整个冷却设备所需消耗大量的电能，目前国内大多数的冷却系统设备是采用传统的定流量控制方式，即循环水系统流量是基本恒定的，一旦开启便工作在满负荷的状态中，该状态所需能耗是按照天气最热、负荷最大的工况设计的，再乘以10～20％的安全系数；然而，事实上由冷却设备构成的冷却系统是一个非线性时变的系统，根据室内室外环境的变换机组所需的冷却量是不同的，例如季节交替、气候变换、昼夜轮回，因此绝大部分时间是不需要冷却设备提供满负荷状态下的冷却量。

目前国内的工业冷却循环系统，大多采用节流调节方式，由操作人员根据情况，通过操作阀门或旁通实现冷却水水流量的调节，而对拖动系统采取定速控制。这种调节方式控制粗糙，使得末端需冷设备运行不稳定，不能保证需冷设备在经济运行方式下运行。另外，当在低负荷运行时，定速控制造成阀门两端压差很大，大量的能量消耗在阀门上，并且泵的运行效率也很低，长期运行导致能耗十分严重。

发明内容

本实用新型目的是提供一种能够自动控制运转能耗的工业冷却循环系统设备的节能控制装置，以根据现场情况自动调节，避免对能源的浪费，降低运营成本。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置，包括传感器、控制系统和执行系统，所述执行系统主要由阀门、补水系统及拖动系统的控制器构成，所述传感器包括分别位于工业冷却循环系统的冷却塔的进水口、补水管路的进水口、冷却泵的出水口处的温度、流量传感器，位于室外的温度传感器，所述控制系统包括信息采集处理器、能耗计算装置、执行设备监控器、巡更系统、现场监控服务器及数据库服务器，各传感器的传感信号输出端分别与信息采集处理器的输入接口连接，控制系统的各部分间通过总线连接，所述执行设备监控器的输出接口分别连接至执行系统的各个控制器。

工业冷却循环系统设备是以水作为冷却剂，进入到末端冷换设备中进行热量的传递，吸收设备放出的热量，变热后的水经室外的冷却塔散热降温再回至循环系统中，以实现冷却的，在其过程中冷却剂受室内及室外环境(包括温度、湿度、压力)的影响，特别是室外的温度变换，水在冷却塔中散热性能发生着变化，从而影响冷却设备的能源负荷量；在冷却塔中，水的散热方式为蒸发散热和传导散热，春、夏、秋3季中，水与空气的温差较小，以蒸发散热为主，传导散热为辅；在寒冷的冬季，则主要靠传导散热实现。因而，上述技术方案中，要控制装置中设置了位于冷却塔的进水口、补水管路的进水口、冷却泵的出水口上的温度、流量传感器，以及室外的温度传感器，实时检测冷却剂在管路各位置处的温度、流量参数，同时测试冷却塔所在位置的环境温度，将这些传感器采集到的数据信号经信息采集处理器收集处理后，传输至现场监控制服务器中，由能耗计算装置进行运算后通过执行设备监控器控制执行系统的工作，以对冷却设备的运行能耗进行调整，达到所供即所需的节能目的。同时，上述数据会被存入数据库服务器中，以便进行历史数据分析。

所述“控制系统”中，各监控器、计算装置、服务器等既可以分别采用独立的计算机，也可以由一台计算机来实现，或者用几台计算机组合实现，计算机(包括单片机系统)之间通过总线连接，可以利用现有的数据库系统软件(如SQL Server2000)将各类数据整合、分析，输出各种报表与数据曲线以及故障记录，以便于更好的了解及控制整个设备运行的情况。

上述技术方案中，所述传感器中还包括至少设置在一室内末端冷换设备的进水口处的温、湿度传感器和压力传感器，各传感器的信号输出端与信息采集处理器的输入接口连接。针对单个或多个对冷却效果有特殊要求的末端冷换设备的进水口处设置传感器，实际检测该处影响负荷的各类参数(温度、湿度、压力)，计算出准确的负荷量，可以在保证设备正常工作要求的前提下实现节能的效果。

进一步的技术方案，现场监控服务器及数据库服务器通过网络接口与局域网连接。基于TCP/IP协议，一方面可利用局域网与内网远程的监控终端相连接，另一方面可利互联网与外网客户终端相连接，以实现远程实时监控及传输。

上述技术方案中，所述现场监控服务器可以设有监控触摸终端，便于管理人员的操作。

在实际系统中，还可以设置冗余系统，以保证设备的正常运行。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1.由于本实用新型在冷却设备的冷却塔的进水口、补水管路的进水口、冷却泵的出水口分别设有温度、流量传感器，室外设有温度传感器，利用各处传感器测得的信号输入控制系统进行运算，以运算得出的实时负荷量调节冷却设备的能耗，从而达到自动调整设备运转能耗，避免能源浪费，减小企业运转成本；

2.在单个或多个末端冷换设备处设置温、湿度传感器及压力传感器，实测该冷换设备所需要的能耗，通过控制系统针对该处的冷却量进行调节，可以满足该冷换设备的特殊要求；

3.本实用新型的控制器可以与网络连接，因而可以实现远程控制，并可以通过由控制软件、监视软件和系统数据库组成功能强大的软件控制系统，在程序运行中，根据数据库系统存贮的历史数据，进行分析、修正运行控制参数，达到最优控制效果以及能量节省。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置，包括传感器、控制系统和执行系统，所述执行系统主要由阀门、补水系统及拖动系统的控制器构成，所述传感器包括分别位于工业冷却循环系统的冷却塔的进水口、补水管路的进水口、冷却泵的出水口处的温度、流量传感器，位于室外的温度传感器，至少设置在一室内末端冷换设备的进水口处的温、湿度传感器和压力传感器，各传感器的传感信号输出端分别与信息采集处理器的输入接口连接；所述控制系统包括信息采集处理器、能耗计算装置、执行设备监控器、巡更系统、现场监控服务器及数据库服务器，控制系统的各部分间通过总线连接，所述执行设备监控器的输出接口分别连接至执行系统的各个控制器。所述现场监控服务器设有监控触摸终端，现场监控服务器及数据库服务器通过网络接口与局域网连接；基于TCP/IP协议，利用局域网与内网远程的监控终端相连接，同时通过互联网与外网客户终端相连接，以实现远程实时监控及传输。

本实施例中，传感器、控制系统及监控终端构建成一拓扑结构：

(1)数据统计和发布层：让用户更容易地通过网络交流数据，在此基础上，运用了目前流行的B/S数据库模式，即Bowser(浏览器)/Server(服务器)；

(2)信息和控制层：基于中型PLC的开发模式，监控触摸终端运行嵌入式操作系统；在网络通讯模块方面，采用PROFIBUS的通讯协议，根据通信要求确定现场服务器和远程客户端建立光纤TCP/IP协议网络；

(3)原始信息采集层：利用4-20MA信号传输、热电阻、RS-485总线、TCP/IP协议网络连接等。

Claims (4)

1.一种工业冷却循环系统设备的节能控制装置，包括传感器、控制系统和执行系统，所述执行系统主要由阀门、补水系统及拖动系统的控制器构成，其特征在于：所述传感器包括分别位于工业冷却循环系统的冷却塔的进水口、补水管路的进水口、冷却泵的出水口处的温度、流量传感器，位于室外的温度传感器，所述控制系统包括信息采集处理器、能耗计算装置、执行设备监控器、巡更系统、现场监控服务器及数据库服务器，各传感器的传感信号输出端分别与信息采集处理器的输入接口连接，控制系统的各部分间通过总线连接，所述执行设备监控器的输出接口分别连接至执行系统的各个控制器。

2.根据权利要求1所述的工业冷却循环系统设备的节能控制装置，其特征在于：所述传感器中还包括至少设置在一室内末端冷换设备的进水口处的温、湿度传感器和压力传感器，各传感器的信号输出端与信息采集处理器的输入接口连接。

3.根据权利要求1所述的工业冷却循环系统设备的节能控制装置，其特征在于：现场监控服务器及数据库服务器通过网络接口与局域网连接。

4.根据权利要求1所述的工业冷却循环系统设备的节能控制装置，其特征在于：所述现场监控服务器设有监控触摸终端。