CN114623650A - 一种冷却水流量的精细控制***和精细控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高速风洞试验设备技术领域，公开了一种冷却水流量的精细控制***和精细控制方法。该精细控制***的若干个并联的泵Ⅰ、泵Ⅱ通过管路与水池连通，各泵通过对应的变频电机驱动；各泵Ⅰ、泵Ⅱ分别从水池抽取冷却水并汇流成一路冷却水送至换热设备进行热交换，热交换后的热水通过若干并联的冷却塔冷却后，流入水池；换热设备设置有并联的流量调节阀作为旁路。泵Ⅰ的冷却水流量大于泵Ⅱ的冷却水流量；各泵Ⅰ、泵Ⅱ的抽取的冷却水流量之和大于等于换热设备的最大冷却水流量。该精细控制方法采用粗调、中调、细调三级调节方式，在满足换热设备的最大换热需求的同时，实现对冷却水流量的精细控制与调节，具有较强的推广价值。

Description

一种冷却水流量的精细控制***和精细控制方法
技术领域
本发明属于高速风洞试验设备技术领域，具体涉及一种冷却水流量的精细控制***和精细控制方法。
背景技术
某连续式风洞是一座回流式风洞，主要由压缩机、洞体结构、测控***、换热***、循环水***等组成。压缩机对空气做功产生的热能将导致风洞内的空气温度持续上升，需要通过换热***和循环水***不断的对洞内空气进行冷却，确保设备安全。
同时，空气温度是影响风洞试验数据的重要参数。因此，风洞的正常运行要求循环水***不仅要有非常强的冷却能力，还要有非常精细的流量调节能力。需要解决的问题：一是要通过合理的泵组设计，确保冷却水量可以满足风洞的最大换热需求，保证设备和仪器仪表安全；二是要通过循环水回路的科学设计和多级调节，实现流量的精细调节，确保空气温度的波动值在允许范围内（±0.5℃）。
当前，亟需发展一种能够用于连续式风洞并精细控制冷却水流量的精细控制***和精细控制方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种冷却水流量的精细控制***，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种冷却水流量的精细控制方法。
本发明的冷却水流量的精细控制***，其特点是，所述的精细控制***包括冷却塔、水池、泵Ⅰ变频电机、泵Ⅰ、泵Ⅱ变频电机、泵Ⅱ、流量调节阀、换热设备以及附属的管路、截止阀；
若干个并联的泵Ⅰ、泵Ⅱ通过管路与水池连通，各泵Ⅰ通过对应的泵Ⅰ变频电机驱动，各泵Ⅱ通过对应的泵Ⅱ变频电机驱动；各泵Ⅰ、泵Ⅱ分别从水池抽取冷却水并汇流成一路冷却水送至换热设备进行热交换，热交换后的热水通过若干并联的冷却塔冷却后，流入水池；同时，换热设备设置有并联的流量调节阀作为旁路；
泵Ⅰ的冷却水流量大于泵Ⅱ的冷却水流量；各泵Ⅰ、泵Ⅱ的抽取的冷却水流量之和大于等于换热设备所需的最大冷却水流量。
本发明的冷却水流量的精细控制方法，其特点是，所述的精细控制方法包括以下步骤：
S10.冷却水量粗调；
统计若干个并联的泵Ⅰ、泵Ⅱ的所有启、停组合模式，从中确定一种大于且最接近换热设备所需的冷却水流量的启、停组合模式作为选定模式，并按照选定模式打开相应的泵Ⅰ、泵Ⅱ；
S20.冷却水量中调；
分别调节选定模式中各驱动泵Ⅰ的泵Ⅰ变频电机的转速和各驱动泵Ⅱ的泵Ⅱ变频电机的转速，使得各支路的冷却水流量之和大于且更加接近换热设备所需的冷却水流量；其中，泵Ⅰ变频电机、泵Ⅱ变频电机的调节范围均为25Hz～50Hz，均以1Hz～2Hz为一档进行增减调节；
S30.冷却水量细调；
打开流量调节阀，从各支路的冷却水流量之和中分流冷却水流量，使得流入换热设备的冷却水流量之和更加接近换热设备所需的冷却水流量；
S40.重复步骤S20~S30，不断降低流量调节阀的冷却水流量，直至前后两次流量调节阀调节差量达到流量调节阀的控制精度，完成调节。
本发明的冷却水流量的精细控制***和精细控制方法在满足换热设备流量精细调节的前提下，能够尽量减少流经流量调节阀的流量，实现节能要求。
本发明的冷却水流量的精细控制***和精细控制方法采用粗调、中调、细调的三级调节方式，在满足某连续式风洞的换热设备的最大换热需求的同时，能够实现对冷却水流量的精细控制与调节，满足该连续式风洞空气温度冷却与控制的需要。
本发明的冷却水流量的精细控制***和精细控制方法适用于大流量、宽工域下冷却水流量的精细控制和分级调节，具有较强的推广价值，可为类似的大型冷却水***设计提供参考和借鉴。
附图说明
图1为本发明的冷却水流量的精细控制***的结构示意图。
图中，1.冷却塔；2.水池；3.泵Ⅰ变频电机；4泵Ⅰ；5.泵Ⅱ变频电机；6.泵Ⅱ；7.流量调节阀；8.换热设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例的精细控制***根据换热设备8的换热需求，计算出冷却水流量之和，需要配置2台泵Ⅰ4和2台泵Ⅱ6。
如图1所示，本实施例的精细控制***包括3个冷却塔1、1个水池2、2个泵Ⅰ变频电机3、2个泵Ⅰ4、2个泵Ⅱ变频电机5、2个泵Ⅱ6、1个流量调节阀7、1个换热设备8以及附属的管路、截止阀；
水池2为公用蓄水池，各泵Ⅰ4分别由对应的泵Ⅰ变频电机3驱动，各泵Ⅱ6分别由对应的泵Ⅱ变频电机5驱动，水池2中的冷却水被泵Ⅰ4、泵Ⅱ6吸出并流入回路，流量调节阀7与换热设备8并联布置，在一定范围内实现冷却水的旁通短流，冷却水经过换热设备8或流量调节阀7，热交换后的热水流向冷却塔1，经冷却后流回水池2，供泵Ⅰ4、泵Ⅱ6再次吸出并循环使用。
本实施例的精细控制方法包括粗调、中调、细调三种调节方式。
第一级为粗调：主要方法通过控制启、停泵的数量，列举泵Ⅰ4、泵Ⅱ6的组合模式，具体的组合模式有2泵Ⅰ4+2泵Ⅱ6、2泵Ⅰ4+1泵Ⅱ6、1泵Ⅰ4+2泵Ⅱ6、2泵Ⅰ4、1泵Ⅰ4+1泵Ⅱ6、2泵Ⅱ6、1泵Ⅰ4、1泵Ⅱ6八种，可以实现对换热设备8所有工况下流量需求的大致调节；从组合模式中确定一种大于且最接近换热设备8所需的冷却水流量的启、停组合模式作为选定模式，并按照选定模式打开相应的泵Ⅰ4、泵Ⅱ6；
第二级为中调：在粗调基础上，分别调节选定模式中各驱动泵Ⅰ4的泵Ⅰ变频电机3的转速和各驱动泵Ⅱ6的泵Ⅱ变频电机5的转速，使得各支路的冷却水流量之和大于且更加接近换热设备8所需的冷却水流量；其中，泵Ⅰ变频电机3、泵Ⅱ变频电机5的调节范围均为25Hz～50Hz，均以1Hz～2Hz为一档进行增减调节；
第三级为细调：在粗调、中调无法精准匹配换热需求的情况下，通过流量调节阀7的旁通短流，使得流入换热设备8的冷却水流量之和更加接近换热设备8所需的冷却水流量；
最后，通过重复中调和细调，继续进行冷却水流量细调，通过流量调节阀7的控制精度实现冷却水流量的精细调节，最大限度的实现环保，避免冷却水资源浪费。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种冷却水流量的精细控制***，其特征在于，所述的精细控制***包括冷却塔（1）、水池（2）、泵Ⅰ变频电机（3）、泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ变频电机（5）、泵Ⅱ（6）、流量调节阀（7）、换热设备（8）以及附属的管路、截止阀；
若干个并联的泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ（6）通过管路与水池（2）连通，各泵Ⅰ（4）通过对应的泵Ⅰ变频电机（3）驱动，各泵Ⅱ（6）通过对应的泵Ⅱ变频电机（5）驱动；各泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ（6）分别从水池（2）抽取冷却水并汇流成一路冷却水送至换热设备（8）进行热交换，热交换后的热水通过若干并联的冷却塔（1）冷却后，流入水池（2）；同时，换热设备（8）设置有并联的流量调节阀（7）作为旁路；
泵Ⅰ（4）的冷却水流量大于泵Ⅱ（6）的冷却水流量；各泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ（6）的抽取的冷却水流量之和大于等于换热设备（8）所需的最大冷却水流量。
2.根据权利要求1所述的冷却水流量的精细控制***的精细控制方法，其特征在于，所述的精细控制方法包括以下步骤：
S10.冷却水量粗调；
统计若干个并联的泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ（6）的所有启、停组合模式，从中确定一种大于且最接近换热设备（8）所需的冷却水流量的启、停组合模式作为选定模式，并按照选定模式打开相应的泵Ⅰ（4）、泵Ⅱ（6）；
S20.冷却水量中调；
分别调节选定模式中各驱动泵Ⅰ（4）的泵Ⅰ变频电机（3）的转速和各驱动泵Ⅱ（6）的泵Ⅱ变频电机（5）的转速，使得各支路的冷却水流量之和大于且更加接近换热设备（8）所需的冷却水流量；其中，泵Ⅰ变频电机（3）、泵Ⅱ变频电机（5）的调节范围均为25Hz～50Hz，均以1Hz～2Hz为一档进行增减调节；
S30.冷却水量细调；
打开流量调节阀（7），从各支路的冷却水流量之和中分流冷却水流量，使得流入换热设备（8）的冷却水流量之和更加接近换热设备（8）所需的冷却水流量；
S40.重复步骤S20~S30，不断降低流量调节阀（7）的冷却水流量，直至前后两次流量调节阀（7）调节差量达到流量调节阀（7）的控制精度，完成调节。
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