TWM526787U - 用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置 - Google Patents
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Description
本創作是關於一種變頻控制裝置，特別是指用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置。
冷卻水塔是常見用於空調或工業之冷卻水設備，請參考圖3，習知冷卻水塔40的下半部可具有一入水口41、一出水口42與一入風口43，該冷卻水塔40的頂部設有一風扇馬達44與連接該風扇馬達44的一抽風扇(圖中未示)，該入水口41與該出水口42供分別連接不同的管路，使用時，該入水口41用以接收一待冷卻水451，供該待冷卻水451經由該入水口41進入該冷卻水塔40，該風扇馬達44運轉時係帶動該抽風扇轉動，將該冷卻水塔40內部的空氣對外排出，同時該冷卻水塔40周遭的環境空氣從該入風口43被吸入至該冷卻水塔40內部，藉此在該冷卻水塔40內部產生一冷卻氣流。
如此一來，進入該冷卻水塔40內部的該待冷卻水451係與該冷卻氣流進行冷熱交換機制，使該待冷卻水451降溫以形成一溫度相對低的一冷卻水452，該冷卻水452經由該出水口42對外排出。由此可見，在該風扇馬達44以額定轉速運轉時，不論該冷卻氣流之溫度高或低，係有能力將該待冷卻水451進行降溫，以使所產生的冷卻水452符合期望的溫度。
因為該待冷卻水451係與該冷卻氣流進行冷熱交換，故該冷卻水塔40的冷卻效果與該冷卻氣流的溫度與濕度息息相關。由於一年四季之氣候皆不同，當冷卻氣流的溫度接近或更低於該期望溫度時，該待冷卻水451即可透過該冷卻氣流更快速、有效地散熱，雖然如此，該風扇馬達44仍耗費相同電能以額定轉速運轉，導致該風扇馬達44以高用電量應付低降溫需求，造成電能的浪費。
有鑒於此，本創作的主要目的是提供一種用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，可適時讓風扇馬達降速運轉，以節省電能的耗費。
本創作用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置包含有： 一冷卻水溫度感測器，產生一冷卻水溫度信號； 一環境濕球溫度感測器，產生一濕球溫度信號； 一減法器，包含有兩輸入端與一輸出端，該兩輸入端分別電性連接該冷卻水溫度感測器與該環境濕球溫度感測器以接收該冷卻水溫度信號與該濕球溫度信號，該減法器根據該冷卻水溫度信號與該濕球溫度信號的差異產生一溫度差信號； 一變頻器，包含有一輸入端與一輸出端，該變頻器的輸出端供電性連接該風扇馬達；以及 一控制器，包含有一輸入端與一輸出端，並儲存有一門檻值，該控制器的輸入端電性連接該減法器的輸出端以接收該溫度差信號，該控制器的輸出端電性連接該變頻器的輸入端，該控制器係判斷該溫度差信號是否低於該門檻值，當該溫度差信號大於該門檻值，該控制器控制該變頻器驅動該風扇馬達為一第一運轉模式；當該溫度差信號等於或低於該門檻值，該控制器控制該變頻器驅動該風扇馬達為一第二運轉模式，其中該風扇馬達在該第二運轉模式的轉速係低於該第一運轉模式。
因為冷卻水塔的冷卻效果與冷卻氣流的溫度與濕度息息相關，故本創作採用環境濕球溫度感測器，以基於環境的溫度與濕度條件進行控制。本創作可在不同時機控制該風扇馬達的轉速，當該溫度差信號等於或低於該門檻值時，代表由該風扇馬達引起的冷卻氣流的溫度接近或更低於冷卻水的期望溫度，該待冷卻水即可透過該冷卻氣流快速、有效地散熱降溫，故該控制器透過該變頻器讓該風扇馬達以較低的轉速運轉；相對的，當該溫度差信號大於該門檻值時，該風扇馬達才以較高的轉速運轉。由此可見，本創作係令該風扇馬達並非總是以高轉速運轉，故能有效降低耗電量，達到節能的功效。
請參考圖1，本創作用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置包含一冷卻水溫度感測器11、一環境濕球溫度感測器12、一減法器13、一控制器14與一變頻器15。所述冷卻水塔可為市面上的冷卻水塔，例如為先前技術所述的冷卻水塔，其結構在此不重覆贅述，簡言之，請參考圖2，該冷卻水塔20可包含有一入水口21、一出水口22與一風扇馬達23，該入水口21連接一管路用以接收一待冷卻水31，該出水口22連接另一管路用以排出經冷卻後溫度相對低的一冷卻水32，該風扇馬達23用以在該冷卻水塔20內產生一冷卻氣流。
該冷卻水溫度感測器11與該環境濕球溫度感測器12可為市面上的溫度感測器，其分別根據感測到的溫度產生一冷卻水溫度信號T1與一濕球溫度信號T2。該冷卻水溫度感測器11供設置在該出水口22處、輸送該冷卻水32的管路上或進一步透過一溫度探棒浸入冷卻水32，以供感測該冷卻水32的實際溫度；該環境濕球溫度感測器12供設置在該冷卻水塔20的周遭外側，供感測該冷卻水塔20周遭的環境空氣溫度。該冷卻水溫度信號T1與該濕球溫度信號T2可分別為5(mA)~40(mA)電流值的信號。其中，對於該環境濕球溫度感測器12進一步說明，一般來說，其可具有一水銀感溫部，該水銀感溫部係被薄濕紗布覆蓋，當空氣吹過該薄濕紗布時，其水分逐漸蒸發，該薄濕紗布與該水銀感溫部之溫度亦隨之降低，故其溫度會低於空氣之溫度；此時，熱量從空氣傳遞至薄濕紗布直到一溫度平衡狀態，在該溫度平衡狀態所傳遞之熱量等於水份從薄濕紗布蒸發時所需之汽化潛熱，則該環境濕球溫度感測器12所產生的該濕球溫度信號T2即是在該溫度平衡狀態所呈現的溫度。
該減法器13包含有兩輸入端與一輸出端，該兩輸入端分別電性連接該冷卻水溫度感測器11與該環境濕球溫度感測器12的輸出端，以接收該冷卻水溫度信號T1與該濕球溫度信號T2。該減法器13根據該冷卻水溫度信號T1與該濕球溫度信號T2的差異以產生一溫度差信號Td，例如將該冷卻水溫度信號T1減去該濕球溫度信號T2以得到該溫度差信號Td，該減法器13的輸出端輸出該溫度差信號Td。
該變頻器15包含有一輸入端與一輸出端，該變頻器15的輸出端電性連接該風扇馬達23，該風扇馬達23為變頻式馬達。該變頻器15可為市面上的變頻器，其用以接收一控制信號而根據該控制信號對應調整該風扇馬達23的轉速，而利用變頻器15調整風扇馬達23轉速之技術為現有技術。
該控制器14可為市面上的比例-積分-微分(PID)控制器，其包含有一輸入端與一輸出端，並儲存有可調整、修改的一門檻值，該門檻值可為攝式3度。該控制器14的輸入端電性連接該減法器13的輸出端以接收該溫度差信號Td，該控制器14的輸出端電性連接該變頻器15的輸入端。該控制器14係判斷該溫度差信號Td是否低於該門檻值，當該溫度差信號Td大於該門檻值，該控制器14產生所述控制信號以控制該變頻器15驅動該風扇馬達23為一第一運轉模式；當該溫度差信號Td等於或低於該門檻值，該控制器14產生所述控制信號以控制該變頻器15驅動該風扇馬達23為一第二運轉模式，該風扇馬達23在該第二運轉模式的轉速係低於該第一運轉模式。舉例來說，該第一運轉模式可為額定的全速運轉(運轉頻率為60Hz)，該第二運轉模式可為降速運轉(運轉頻率為介於30Hz~50Hz)。
根據本創作的變頻控制裝置，當該溫度差信號Td大於該門檻值，代表由該風扇馬達23引起的冷卻氣流的溫度與該冷卻水32的期望溫度仍有差距，故該風扇馬達23可以第一運轉模式的全速運轉對該待冷卻水31進行降溫。當該溫度差信號Td等於或低於該門檻值，代表由該風扇馬達23引起的冷卻氣流的溫度接近或更低於冷卻水32的期望溫度，故此時該待冷卻水32可透過該冷卻氣流快速、有效地散熱，該控制器14即控制該變頻器15驅動該風扇馬達23為轉速較低的第二運轉模式。
綜上所述，本創作可在不同時機控制該風扇馬達23的轉速，使該風扇馬達23並非總是高速運轉，故能有效減少該風扇馬達23的耗電量。
11‧‧‧冷卻水溫度感測器
12‧‧‧環境濕球溫度感測器
13‧‧‧減法器
14‧‧‧控制器
15‧‧‧變頻器
20‧‧‧冷卻水塔
21‧‧‧入水口
22‧‧‧出水口
23‧‧‧風扇馬達
31‧‧‧待冷卻水
32‧‧‧冷卻水
40‧‧‧冷卻水塔
41‧‧‧入水口
42‧‧‧出水口
43‧‧‧入風口
44‧‧‧風扇馬達
451‧‧‧待冷卻水
452‧‧‧冷卻水
12‧‧‧環境濕球溫度感測器
13‧‧‧減法器
14‧‧‧控制器
15‧‧‧變頻器
20‧‧‧冷卻水塔
21‧‧‧入水口
22‧‧‧出水口
23‧‧‧風扇馬達
31‧‧‧待冷卻水
32‧‧‧冷卻水
40‧‧‧冷卻水塔
41‧‧‧入水口
42‧‧‧出水口
43‧‧‧入風口
44‧‧‧風扇馬達
451‧‧‧待冷卻水
452‧‧‧冷卻水
圖1：本創作實施例電性連接風扇馬達的電路方塊示意圖。 圖2：本創作實施例的冷卻水溫度感測器與環境濕球溫度感測器設置於冷卻水塔與其周遭的示意圖。 圖3：習知冷卻水塔的示意圖。
11‧‧‧冷卻水溫度感測器
12‧‧‧環境濕球溫度感測器
13‧‧‧減法器
14‧‧‧控制器
15‧‧‧變頻器
23‧‧‧風扇馬達
Claims (5)
- 一種用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，包含： 一冷卻水溫度感測器，產生一冷卻水溫度信號； 一環境濕球溫度感測器，產生一濕球溫度信號； 一減法器，包含有兩輸入端與一輸出端，該兩輸入端分別電性連接該冷卻水溫度感測器與該環境濕球溫度感測器以接收該冷卻水溫度信號與該濕球溫度信號，該減法器根據該冷卻水溫度信號與該濕球溫度信號的差異產生一溫度差信號； 一變頻器，包含有一輸入端與一輸出端，該變頻器的輸出端供電性連接該風扇馬達；以及 一控制器，包含有一輸入端與一輸出端，並儲存有一門檻值，該控制器的輸入端電性連接該減法器的輸出端以接收該溫度差信號，該控制器的輸出端電性連接該變頻器的輸入端，該控制器係判斷該溫度差信號是否低於該門檻值，當該溫度差信號大於該門檻值，該控制器控制該變頻器驅動該風扇馬達為一第一運轉模式；當該溫度差信號等於或低於該門檻值，該控制器控制該變頻器驅動該風扇馬達為一第二運轉模式，其中該風扇馬達在該第二運轉模式的轉速係低於該第一運轉模式。
- 如請求項1所述之用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，該控制器為比例-積分-微分(PID)控制器。
- 如請求項1或2所述之用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，該門檻值為攝式3度。
- 如請求項1或2所述之用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，該第一運轉模式的運轉頻率為60Hz，該第二運轉模式的運轉頻率為介於30Hz~50Hz。
- 如請求項3所述之用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置，該第一運轉模式的運轉頻率為60Hz，該第二運轉模式的運轉頻率為介於30Hz~50Hz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105206839U TWM526787U (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW105206839U TWM526787U (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM526787U true TWM526787U (zh) | 2016-08-01 |
Family
ID=57182790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105206839U TWM526787U (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 用於冷卻水塔之風扇馬達的變頻控制裝置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| TW (1) | TWM526787U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI638513B (zh) * | 2017-02-27 | 2018-10-11 | 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司 | 控制裝置 |
-
2016
- 2016-05-11 TW TW105206839U patent/TWM526787U/zh not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI638513B (zh) * | 2017-02-27 | 2018-10-11 | 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司 | 控制裝置 |
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