CN201569355U - 工业循环水高效节能控制*** - Google Patents

工业循环水高效节能控制*** Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种工业循环水高效节能控制***。改进后的***中包括耗能的用户端，冷却水泵组，显示单元、计量单元、传感器组合成的在线信号采集卡和信号处理器组成的***管理单元，冷却塔、风机组及冷却水管组成的热交换单元，上述用户端的冷却水出口水管与冷却塔(3)相连接，冷却塔经冷却水管与冷却水泵组相连接，冷却水泵组与用户端的冷却进水管相连接。本***的冷却水进、出口水管路的节点上安装有冷却水进口温度传感器、冷却水出口温度传感器、户外安装有户外温度传感器、冷却水出口压力传感器，以上传感器采集到的信号经信号采集卡送至信号处理器，经处理后转化为调控信号分别送到接变频器组或变频器，相关的变频器通过三相电缆设定配套冷却水泵或配套风机的工作状态，同时信号处理器，将分析计算、比较、调控的结果输送到显示屏上，并记录在存储器中。

Description

工业循环水高效节能控制***
技术领域
本实用新型涉及到工业循环水***的设计技术，特别是涉及到工业循环水高效节能控制***。
背景技术
现有工业循环水***中包括水的循环驱动设备，例如水泵，和循环水的再处理设备，列如冷却塔中的风机，是关键的能量消耗设备。现有的设计中节能控制的注意力大多是在注重选择高效率的水泵、风机，采用***设计中的目标参数和理想数值，列如流量和流速作为控制信号，调节、控制水泵、风机转速，改变输送液体流量，以达到节能的目的。此种控制方法节能幅度有限。上述***在传统的设计理念中，仅仅注重了安全和可靠性，忽视了科学和节能。由于设计时，工业循环水***必须按负荷最大时设计，并且留10-20％设计余量，然而实际上绝大部分时间***是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，冷却水泵和冷却风机不能随负载变化作出相应调节，所以存在很大的浪费。
水泵、风机***的流量与压差是靠截流阀和分流阀调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成***最末端达不到合理效果的情况。现有使用过程中，容易使导致调***中水泵、风机出现“大流量、低效率、高能耗”问题和设备匹配、运行过程不合理现象。超功率的电机、水泵、风机的在线运转和大量管道调节阀的设置已经暴露出现有***中的关键弊病。特别是在计算机技术飞速发展和传感器技术日益精准的今天，这些问题容易导致电机运行电流过大、发热温度高、寿命减短，有时还导致电机超载过热而烧坏线圈，设备运行震动大、噪音高等设备故障隐患。采用现代控制技术改造我们的工业循环水高效节能***已经是迫在眉睫。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种工业循环水高效节能控制***，以实现利用多个参量调控工业循环水的传输过程。达到节省电机能量消耗，提高***效率，降低运行成本，保证工业循环水设备稳定、高效，长期运行。
本实用新型采用多参量对工业循环水***进行控制的技术，这些技术方案针对每一被控设备均需采取在线信号监测、CPU智能化处理、经验数据比对和控制模式选择后对相应配套的变频器进行控制，同时将分析计算结果和在线处理步骤传输送到显示屏及数字、计量器上显示、以供操控人员监测。
为实现上述目的，本实用新型提供一种工业循环水高效节能***的设计方案。***中包括耗能用户端，冷却水泵组，显示单元、计量单元、传感器组合成的在线信号采集卡和信号处理器组成的***管理单元。冷却塔、风机组及冷却水管组成的热交换单元。上述用户终端的冷却水出口水管与冷却塔相连接，冷却塔经冷却水管与冷却水泵组相连接，冷却水泵组与用户端的冷却进水管相连接。关键的设计在于：本***的冷却水进、出口水管路的节点上安装有冷却水进口温度传感器、冷却水出口温度传感器、户外安装有户外温度传感器、冷却水出口压力传感器，以上传感器采集到的信号经信号采集卡送至信号处理器，经处理后转化为调控信号分别送到接变频器组(5)或变频器，相关的变频器通过三相电缆设定配套冷却水泵或配套风机的工作状态，同时信号处理器，将分析、计算、比较后、将调控的结果输送到显示屏上，并记录在存储器中。
与现有技术相比，本实用新型的积极效果在于：
本实用新型中工业循环水高效节能控制***结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、人机界面操作、实时监控、安装维修方便，可直接在现有的结构上改造，其适用范围广、易于推广应用，同时能够节省工业循环水***的电机能量消耗、提高主机运行效率、降低成本、保证工业循环水***的稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型的框架结构示意图
图例说明
1、用户端                2、冷却水泵组
3、冷却塔                4、风机
5、冷却水泵组配套的变频器6、风机配套的变频器
7、冷却水进水管                 8、冷却水出口管
9、冷却水进口温度传感器         10、冷却水出口温度传感器
11、冷却水信号采集卡            12、信号处理器
13、户外温度传感器              14、显示单元
15、计量单元                    16、冷却水出口压力传感器
以下将结合附图做进一步详细说明奔实用新型的目的是如何实现的。
具体实施方式
参照图1可以清楚的看出，本工业循环水高效节能控制***，***中包括耗能用户端1；冷却水泵组2；显示单元14、计量单元15、传感器组合成的在线信号采集卡11和信号处理器12组成的***管理单元；冷却塔3、风机组4及冷却水管组成的循环水处理单元。上述用户端1的冷却水出口水管8与冷却塔3相连接，冷却塔经冷却水管与冷却水泵组2相连接，冷却水泵组2与用户端1的冷却进水管相连接。关键设计在于：本***的冷却水进、出口水管路的节点上安装有冷却水进口温度传感器9、冷却水出口温度传感器10、户外安装有户外温度传感器13、冷却水出口压力传感器15，以上传感器采集到的信号经信号采集卡11送至信号处理器12，经处理后转化为调控信号分别送到接变频器组5或变频器6，相关的变频器通过三相电缆设定配套冷却水泵或配套风机的工作状态，同时信号处理器12，将分析计算、比较、调控的结果输送到显示屏14上，并记录在存储器中。
信号处理器12中设置存储有根据外部环境、耗能用户端1的运行指标和管网各个支路状态所决定的标准工作模式等级、代码、以及各种模式等级下所连接用户端各个节点的采样参数值及其该数值变化范围的经验数据列表的存储器。
信号处理器12中还设置存储有将根据在线采集到的数据与经验数据比对和分析的结果直接输送到显示单元14的调整指令连接向量表。
变频器组5中的变频器的数量与水泵的台数对应设置，变频器组6中变频器的数量与风机的组数对应设置，分别与传输循环水的支路配套。
连接冷却水泵和用户端1之间循环管路的各个节点处仅设置用于检修管路的截止阀。
信号处理器12是采用可编程控制器6ES7-134。
本实用新型工作原理：本实用新型的冷却水子***中，冷却水根据***要求一般进水温度设置为28-30℃，出水温度设置为33～36℃。将33-36℃设定信号存储与信号处理器内，冷却水出口温度传感器、冷却水进口温度传感器、压力传感器的信号经信号采集卡作为误差反馈信号送入信号处理器进行比较，并经比例积分单元运算，结果送入冷却水泵组变频器内的变频电路，产生改变的频率，再通过三相电缆送入冷却水泵组调节其运行频率，控制冷却水子***流量。同时将另一组数据送入冷却塔风机变频器内的变频电路，产生改变的频率，再通过三相电缆送入风机调节其运行频率，调节冷却塔冷却风量。同时信号处理器将分析计算比较结果输送到触摸显示屏及数字计量器上面。
本工业循环水高效节能控制***，分别在工业循环水***的冷却水的进、出水管上安装有温度传感器和压力传感器，采集冷却水在进水口和出水口处的实时温度、压力信息，然后经信号采集卡将信号传送给信号处理器，通过信号处理器中的计算单元、比较单元、PID比例积分单元和数据分析单元对该信号进行分析、处理，然后通过变频器直接对风机、冷却水泵组进行实时控制监控，使各子***输送的能量能够随用户端的变化而实时进行调节，以节省电机能量消耗，使工业循环水***运行负载幅度下降，从而提高了工业循环水***的使用效率。

Claims (5)

1.一种工业循环水高效节能控制***，***中包括耗能的用户端(1)，冷却水泵组(2)，显示单元(14)、计量单元(15)、传感器组合成的在线信号采集卡(11)和信号处理器(12)组成的***管理单元，冷却塔(3)、风机组(4)及冷却水管组成的热交换单元，上述用户端(1)的冷却水出口水管(8)与冷却塔(3)相连接，冷却塔经冷却水管与冷却水泵组(2)相连接，冷却水泵组(2)与用户端(1)的冷却进水管相连接；其特征在于：本***的冷却水进、出口水管路的节点上安装有冷却水进口温度传感器(9)、冷却水出口温度传感器(10)、户外安装有户外温度传感器(13)、冷却水出口压力传感器(15)，以上传感器采集到的信号经信号采集卡(11)送至信号处理器(12)，经处理后转化为调控信号分别送到接变频器组(5)或变频器(6)，相关的变频器通过三相电缆设定配套冷却水泵或配套风机的工作状态，同时信号处理器(12)，将分析计算、比较、调控的结果输送到显示屏(14)上，并记录在存储器中。
2.根据权利要求1所说的工业循环水高效节能控制***，其特征在于信号处理器(12)中设置存储有根据外部环境、耗能用户端(1)的运行指标和管网各个支路状态所决定的标准工作模式等级、代码、以及各种模式等级下所连接用户端各个节点的采样参数值及其该数值变化范围的经验数据列表的存储器。
3.根据权利要求1所说的工业循环水高效节能控制***，其特征在于变频器组(5)中的变频器的数量与水泵的台数对应设置，变频器组(6)中变频器的数量与风机的组数对应设置，分别与传输循环水的支路配套。
4.根据权利要求1所说的工业循环水高效节能控制***，其特征在于连接冷却水泵和用户端(1)之间循环管路的各个节点处仅设置用于检修管路的截止阀。
5.根据权利要求1所说的工业循环水高效节能控制***，其特征在于信号处理器(12)是采用可编程控制器6ES7-134。
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