一种变参量冷却塔组节能自动控制系统及控制方法与流程

本发明涉及中央空调节能技术领域，尤其涉及一种变变参量冷却塔组节能自动控制系统及控制方法。

背景技术：

现时针对中央空调的冷却塔制造标准《gb7190.1-1997》5.1.1标准设计工况内规定，湿球温度28℃时，进水温度37℃，出水温度32℃，冷却温差5℃，由上文可以看出，湿球温度28℃时，出水温度32℃为合格，出水温度与湿球温度差值为4℃。但根据实际项目的冷却塔年运行数据分析，全年的湿球温度并非恒定在28℃，如是最大值在28℃左右，空调季节内最低湿球温度达20℃。

因传统的冷却塔风机控制采用固定温度设定的控制技术，恒定冷却塔出水温度30～32℃左右，不能深分利用室外湿球温度低于28℃时的自然气候优势条件，这样会令冷却塔冷却能力的得不到充足的利用，降低了整体的工作效率。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种变变参量冷却塔组节能自动控制系统，其能利用环境优势条件，提高冷却塔利用率。

本发明的第二个目的是提供一种变变参量冷却塔组节能自动控制方法。

为解决上述技术问题，采用以下技术方案：

一种变参量冷却塔组节能自动控制系统，包括总控制器、气象站及若干冷却塔；

所述气象站布置于所述冷却塔的附近,所述气象站用于检测环境的气象参数；

所述冷却塔上设置有用于检测所述冷却塔电机的电力参数的电力检测仪表；所述冷却塔的冷却水出水水路上设置有温度传感器及电动二通阀，所述温度传感器用于检测所述冷却水的出水温度，所述电动二通阀用于通断所述冷却水出水水路；

所述冷却塔、电力检测仪表、温度传感器、电动二通阀、气象站皆与所述总控制器通信连接。

作为优选，还包括冷却水回路；所述冷却水回路的一端与需冷却设备的冷却水路连接相通，另一端与每台冷却塔的冷却塔出水水路连通。

作为优选，还包括流量计，所述流量计设置在所述冷却水回路；所述流量计与所述总控制器连接。

作为优选，所述气象站位于，以冷却塔为圆心、半径少于5米，的圆周范围内。

一种根据权利要求所述的变参量冷却塔组节能自动控制系统的变参量冷却塔组节能自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述温度传感器检测冷却塔的出水温度，且将所述出水温度反馈至所述总控制器；所述气象站测量环境气象参数，且将所述环境气象参数反馈至所述总控制器；所述电力检测仪表监测电机的实时电力参数，且将所述实时电力参数反馈至所述总控制器；

在总控制器中预设冷却塔的冷却效率专家数据库；

总控制器根据获得的出水温度参数、环境气象参数及电力参数，并根据实际的冷却塔进水温度、冷却塔的出水量及所需的出水温度，与专家数据库冷却效率对照，得出冷却塔最大利用率出水量。

作为优选，所述环境气象参数包括周边环境空气的干球温度、湿球温度的一种或两种

作为优选，通过湿球温度及最佳冷却水出水温度公式，最佳冷却水出水温度公式＝湿球温度+1.5℃～5℃，计算得到最佳冷却水出水温度；

总控制器获取每个冷却塔的出水量及冷却塔进水温度；总控制器通过出水温度，冷却塔的出水量、冷却塔进水温度，计算得到该冷却塔的出水量下的冷却热量q＝cm△t，计算得出单台冷却塔的单位时间内的当前冷却热量值；

作为优选，还包括以下步骤：

所述实时电力参数包括电机的运行功率及电流；

包括于专家数据库中的优选模式有：额定功率/实时运行功率＝最大的单位时间冷却热量值/当前冷却热量值；

根据冷却塔电机实时的运行效率、电流参数，与冷却塔电机的额定运行功率及电流参数进行比对，如果非额定值，即将额定的运行功率、电流参数比照：额定功率/实时运行功率＝最大的单位时间冷却热量值/当前冷却热量值，得到冷却塔最大的单位时间冷却热量值；

在确定最佳的冷却水出水温度、最大的单位时间冷却热量值、进水温度，根据q＝cm△t，进而得知对应的最大效率率出水量。

作为优选，还包括冷却水回路；所述冷却水回路的一端与所述冷却塔进水口连接相通，另一端与每台冷却塔的冷却塔出水水路连通；

还包括以下步骤：所述流量计测量实时冷却水总流量，且将所述冷却水总水量反馈至总控制器；

当每台冷却塔的最大效率出水量相同时，根据每台冷却塔的最大效率出水量及冷却水总流量，得出需要投入使用的冷却塔数量；总控制器根据需要投入使用的冷却塔数量启动对应数量的冷却塔；

当每台冷却塔的最大效率出水量不同时，根据每台冷却塔的最大效率出水量及冷却水总流量，选择需要投入使用的冷却塔，总控制控制该些冷却塔投入使用。

作为优选，还包括以下步骤：根据最佳冷却水出水温度，采用pid算法，得出所述冷却塔的运行频率，且所述总控制器根据所述运行频率控制所述冷却塔的电机运行。

基于上述技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明利用采用室外湿球温度为依据，结合系统内的专家数据库，针对不同的冷却塔性能，动态的计算出最佳效率的冷却塔出水温度，在主机最低冷却水温度之上，最大化的降低冷却塔出水温度，实现冷却塔出水温度接近湿球温度，降低冷却塔出水温度，可大幅提升空调主机的运行效率，节约耗电量，具有巨大的节能效益。节能减排降耗社会效益显著。

附图说明

图1是本发明所述的变参量冷却塔组节能自动控制系统的示意图。

图2是a部的局部放大图。

其中：

1-总控制器；2-冷却塔；21-冷却水出水水路；22-冷却水回路；24-水箱；3-气象站；4-电动二通阀；5-流量计。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所述的一种变参量冷却塔组节能自动控制系统，包括总控制器、若干冷却塔、气象站、冷却水回路。

气象站布置在冷却塔为圆心、半径小于5m的范围内；气象站用于检测环境的气象参数。

冷却塔上设置有用于检测所述冷却塔电力参数的电力检测仪表，电力参数包括运行功率、电流等。

冷却塔的冷却水出水水路上设置有温度传感器及电动二通阀；温度传感器用于检测所述冷却水的出水温度，电动二通阀用于通断所述冷却水出水水路。

冷却水回路的一端与需冷却设备的冷却水路连接相通，另一端与每台冷却塔的冷却塔出水水路连通。在冷却水回路上设置有流量计。

冷却塔、电力检测仪表、温度传感器、电动二通阀、气象站皆与总控制器通信连接。

本发明所述的一种变参量冷却塔组节能自动控制系统的变参量冷却塔组节能自动控制方法，包括以下步骤：

冷却水水路的温度传感器检测冷却塔的出水温度，且将出水温度反馈至总控制器。

气象站测量环境气象参数，且将环境气象参数反馈至所述总控制器；环境气象参数包括周边环境空气的干球温度、湿球温度、相对湿度。

电力检测仪表监测电机的实时电力参数，且将所述实时电力参数反馈至所述总控制器。电力参数包括电机的运行功率及电流。

流量计测量实时冷却水总流量，且将冷却水总量反馈至所述总控制器。

在总控制器中，预设冷却塔的冷却效率专家数据库，其中，包括于专家数据库中的优选模式有：额定功率/实时运行功率＝最大的单位时间冷却热量值/当前冷却热量值。

总控制器获取每个冷却塔的出水量及冷却塔进水温度(每个冷却塔的出水量可以通过单个冷却塔上设置流量计测量；冷却塔进水温度可以在进水管内色设置温度传感器测量)；总控制器通过出水温度、冷却塔的出水量、冷却塔进水温度，进而可得到特定的出水量下，当前的冷却热量的大小(q＝cm△t)；最终，可得出单台冷却塔的单位时间内的当前冷却热量值。

通过湿球温度及最佳冷却水出水温度公式，最佳冷却水出水温度公式＝湿球温度+1℃～5℃，可得到最佳冷却水出水温度；根据实际情况(考虑需降温设备的可接受的最低温值)，基于最佳冷却水出水温度公式等到最佳冷却水出水温度。接近湿球温度，为最佳冷却水出水温度的最佳取值趋势。

根据冷却塔电机的运行效率、电流参数，冷却塔电机的额定运行功率及电流参数，如果非额定值，即可将额定的运行功率、电流参数比照冷却效率专家数据库的优选模式(额定功率/实时运行功率＝最大的单位时间冷却热量值/当前冷却热量值)，可得知冷却塔最大的单位时间冷却热量值(额定功率/实时运行功率＝最大的单位时间冷却热量值/当前冷却热量值)。

在确定最佳的冷却水出水温度、最大的单位时间冷却热量值、进水温度，根据q＝cm△t，进而得知对应的最大效率出水量；

当每台冷却塔的最大效率出水量相同时，根据每台冷却塔的最大效率出水量及冷却水总流量，得出需要投入使用的冷却塔数量；总控制器根据需要投入使用的冷却塔数量启动对应数量的冷却塔；总控制器控制控制需启动的冷却塔的电机及设于其上的电动二通阀开启,使电机以额定功率运行。

当每台冷却塔的最大效率出水量不同时，根据每台冷却塔的最大效率出水量及冷却水总流量，选择需要投入使用的冷却塔，总控制控制该些冷却塔投入使用，总控制器控制控制需启动的冷却塔的电机及设于其上的电动二通阀开启,使电机以额定功率运行。

为了更好地调整电机的运行，其中一种控制方式为：采用pid算法，得出所述冷却塔的运行频率，且所述总控制器根据所述运行频率控制所述冷却塔的电机运行。

本发明集冷却塔台数、冷却塔电机的运行功率、出水温度变参量自动化控制为体，利用每台冷却塔的出水温度传感器数据与当前气象参数，结合专家库的冷却塔最优冷却能力，实现以动态气象参数变参量控制冷却出水温度，以较优的冷却成本实现最优的冷却效果。实现冷却塔出水温度接近湿球温度，降低冷却塔出水温度，有效较快速的降低主机热量，从而可大幅提升主机运行效率，节约主机耗电量，具有巨大的节能效益。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。