CN110118426A - 一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置，涉及空调技术领域。本发明包括置于柜体上的智能控制单元、变频装置和电气控制***。所述智能控制单元包括智能学习模块、智能采集模块和塔群控制执行模块。所述变频装置用于接收智能控制***下发的指令，并执行冷却塔频率控制。电气控制***用于搭建电气控制过程，完成设备的启停及控制功能。同现有技术相比，本发明通过冷却塔塔群控制，在降低冷却塔电耗的基础上，获得更低的冷却水出水温度，进而提升冷水机组能效值，最终降低空调***运行能耗。

Description

一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是应用于地铁车站通风空调***中的冷却塔节能控制。
背景技术
地铁空调***中，冷却塔能耗占比低，但是其运行状态对冷机能耗的影响至关重要。冷却塔控制效果的好坏直接影响冷却水的回水温度，进而影响冷机能效值。冷却水回水温度过高，不仅会使冷机能耗升高，还会导致压缩机高压报警，影响冷机正常运行。
现有技术中，地铁环境的冷却塔控制通常采用一机对一塔的变频控制方式。即开启一号冷机对应开启一号冷却塔，冷却塔频率根据回水温度进行反馈控制。此种控制方式不仅导致冷塔的运行能耗过高，而且由于难以匹配冷塔运行效率，冷却水的冷却效果也不佳。当高温、高湿天气或冷却塔效率较低时，单台冷塔更不能满足散热需求。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置。它通过冷却塔塔群控制，在降低冷却塔电耗的基础上，获得更低的冷却水出水温度，进而提升冷水机组能效值，最终降低空调***运行能耗。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置，它包括置于柜体上的智能控制单元、变频装置和电气控制***。所述智能控制单元包括智能学习模块、智能采集模块和塔群控制执行模块。所述变频装置用于接收智能控制***下发的指令，并执行冷却塔频率控制。电气控制***用于搭建电气控制过程，完成设备的启停及控制功能。
在上述适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置中，所述柜体内箱面板上置有三相断路器、电流互感器、变频器、两个小型断路器、中间继电器、直流开关电源和智能控制单元。柜门上置有手动/自动选择转换开关、频率手动调节旋钮、变频器操作面板、启动/停止按钮、控制电源运行信号及故障指示灯、智能电量计量表。柜体的顶部设有两个排风扇以及延伸出柜门的通风防雨罩，柜门下部设有通风百叶窗。
本发明由于采用了上述结构，同现有技术相比具有如下优点：
1）提升***稳定性。由于本发明装置的应用，提升了冷却塔冷却效果，降低了冷却水回水温度，进而确保了冷机在正常工况下工作。
2）提升冷机运行能效。由于冷却效果的提升，使得冷机工作在舒适的工作点，提升效率的同时降低了设备故障率并延长了设备的维修保养的时间。
3）降低冷却塔运行能耗。相对于单台冷塔高频运行，塔群控制方式的应用使得多塔低频运行，而通过频率与功率三次方关系可知，多塔低频运行能耗将会大大降低。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为实施例中本发明柜体内箱面板上的布局示意图；
图2为实施例中本发明柜门上的布局示意图；
图3为实施例中智能控制单元的实施流程图。
具体实施方式
参看图1至图3，本发明适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置。它包括置于柜体1上的智能控制单元9、变频装置和电气控制***。智能控制单元9包括智能学习模块21、智能采集模块22和塔群控制执行模块23。变频装置用于接收智能控制***下发的指令，并执行冷却塔频率控制；电气控制***用于搭建电气控制过程，完成设备的启停及控制功能。
本发明柜体1内箱面板上置有三相断路器2、电流互感器3、变频器4、两个小型断路器5、中间继电器7、直流开关电源8和智能控制单元9。柜门上置有手动/自动选择转换开关11、频率手动调节旋钮12、变频器操作面板13、启动/停止按钮14、控制电源运行信号及故障指示灯15、智能电量计量表16。柜体1的顶部设有两个排风扇18以及延伸出柜门的通风防雨罩17，柜门下部设有通风百叶窗19。
使用本发明冷却塔塔群控制装置时，工作运行分为以下几种模式：
（一）自动变频模式：
手动/自动选择转换开关11置于自动位置。两个单相小型断路器5合闸，控制回路电源接通，直流开关电源8输出电源24VDC给智能控制单元9开始工作。三相主断路器置于合闸位置，变频器4接通变频器主进线电源。
智能控制单元9主要由智能学习模块21、智能采集模块22、塔群控制执行模块23组成。智能学习模块21包含冷塔效率判断、不同水量下的冷塔效率曲线拟合、开启组别选择、冷塔自控算法子模块等；智能采集模块22包含冷却水流量采集、冷塔出水温度采集、室外温湿度采集模块、冷却塔风机电耗采集子模块等。
控制单元9接收冷源群控***下发的启动、停止控制指令后，由智能学习模块21判断冷塔历史运行效率，下发开启效率最高的冷塔，且最低频率运行。由智能采集模块22采集实时运行参数为智能控制***提供自计算学习支撑，自学习结果由智能控制***下发至塔群控制执行模块23执行。在塔群控制执行模块23中，以冷塔出水温度为调节变量：当冷塔出水温度大于设定值时，对冷塔运行效率进行实时判断（冷却塔效率越高时，出水温度越接近冷却极限值，即当冷塔效率高于理想值时，默认冷却效果最优），如未达到效率理想值，则选择开启冷塔能耗最低的运行方式以使冷塔效率接近理想值；当冷塔出水温度小于等于设定值时，在风机运行频率高于频率下限值时，对冷塔出水温度进行实时判断，选择开启冷塔能耗最低的运行方式以使冷塔出水温度达到设定值。
变频器4接收智能控制单元9的控制指令，实现对变频器的出力控制。同时变频器4的运行和故障等信号同时也被接入到智能控制单元9的输入模块中。并且，所有运行/故障信号及相关参数，均可以通过智能控制单元9的MODBUS总线，实时地远传至冷源群控***。便于更高一级管理。
（二）手动变频模式：
当智能控制单元9处于维护状态，设备无法自动运行时，可以人为手动操作本设备。即：将手动/自动选择转换开关11置于手动位置。
手动调整频率手动调节旋钮12、变频器操作面板13显示要求的频率。启动启动/停止按钮14，这时变频器4将按照频率手动调节旋钮12调整给定的频率输出，拖动冷却塔风机按照调节好的转速运转。
该手动模式，在自动***出现故障时，可以使冷却塔风机实现“就地“自行独立运行。
除了以上几种运行模式外，本发明装置还为其他***提供了电能计量远传功能。当设备运行时，智能电量计量表16接收电流互感器3的二次电流，就地显示电量参数。并转换为数据信号，通过485接口，可以与计算机***联网，以便电量数据集中管理。

Claims (2)

1.一种适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置，其特征在于，它包括置于柜体（1）上的智能控制单元（9）、变频装置和电气控制***；所述智能控制单元（9）包括智能学习模块（21）、智能采集模块（22）和塔群控制执行模块（23）；所述变频装置用于接收智能控制***下发的指令，并执行冷却塔频率控制；电气控制***用于搭建电气控制过程，完成设备的启停及控制功能。
2.根据权利要求1所述适用于地铁车站的冷却塔塔群控制装置，其特征在于，所述柜体（1）内箱面板上置有三相断路器（2）、电流互感器（3）、变频器（4）、两个小型断路器（5）、中间继电器（7）、直流开关电源（8）和智能控制单元（9）；柜门上置有手动/自动选择转换开关（11）、频率手动调节旋钮（12）、变频器操作面板（13）、启动/停止按钮（14）、控制电源运行信号及故障指示灯（15）、智能电量计量表（16）；柜体（1）的顶部设有两个排风扇（18）以及延伸出柜门的通风防雨罩（17），柜门下部设有通风百叶窗（19）。
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