专利名称：水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制冷技术，特别是涉及一种水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置的技术。
背景技术：
水冷式冷冻系统是一种提供冷量的系统，因其综合能效高等优点，在工企业以及各大建筑中的应用日益广泛。水冷式冷冻系统中都设有冷却水泵等用于散发冷冻系统热量的设备，其冷却水泵的能耗通常都较高，因此降低冷却水泵的能耗是控制水冷式冷冻系统能耗的重要手段。传统水冷式冷冻系统的冷却水泵控制装置都是采用冷却水温度定点控制方法来 控制冷却水泵运行的，这种控制方法都通过检测冷却水的温度来调节冷却水泵运行频率，因此无法确保制冷压缩机的最佳冷凝温度、冷凝压力，也无法准确跟踪系统运行负荷进行动态调整，冷却水泵在制冷压缩机负荷波动时也没有起到很好的冷却效果，这种控制方法虽然有所节省冷却水泵的能耗，但却忽略了冷冻系统本身的功耗因素，往往会出现冷却水泵节能量还没有冷冻系统额外增加的耗能量多的现象，反而得不偿失，其节能效果较差。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能效果好的水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置，所述水冷式冷冻系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、用户端用冷设备；所述冷却塔的出水口经冷却水泵接到冷凝器的水侧进口 ；所述冷凝器的制冷剂侧进口接到压缩机的排气口，其制冷剂侧出口经一膨胀阀接到蒸发器的制冷剂侧进口，其水侧出口接到冷却塔的进水口 ；所述蒸发器的制冷剂侧出口接到压缩机的进气口，其水侧出口接用户端用冷设备的进水口 ；所述用户端用冷设备的出水口经冷冻水泵接蒸发器的水侧进口 ；其特征在于该装置包括控制器、变频器和传感器；所述传感器有多个，分别为冷却水进水温度变送器、冷凝压力变送器、冷冻出水温度变送器、冷冻水流量计、冷冻水进水温度变送器、压缩机电流变送器；所述冷却水进水温度变送器设于冷却塔的出水口，所述冷凝压力变送器设于冷凝器的制冷剂侧出口，所述冷冻出水温度变送器、冷冻水流量计设于蒸发器的水侧出口，所述冷冻水进水温度变送器设于蒸发器的水侧进口，所述压缩机电流变送器设于压缩机的动力主回路中；所述变频器设有一控制信号输入端、一功率输出端，其功率输出端接到冷却水泵的电源端；所述控制器设有一控制信号输出端及多个信号采集端，其控制信号输出端连接变频器的控制信号输入端，其各信号采集端分别连接各传感器。进一步的，所述控制器还设有通信接口，其通信接口接到外部人机交互设备。本实用新型提供的水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置，利用传感器采集系统冷冻水进水水温、供水水温及供水流量，计算出系统实时冷量输出，利用传感器采集压缩机动力主回路的电流值，计算出压缩机的电功耗，再根据实时冷量输出及压缩机的电功耗计算出系统的能效比及冷凝压力理论值，并利用传感器采集冷凝压力实际值及冷却介质温度，再根据冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力实际值及冷却塔出水口的冷却介质温度输出相应控制信号给变频器，变频器再根据接收到的控制信号控制冷却水泵运行，因此冷却水泵的运转由系统能效比决定，考虑了系统的综合节能效果，而不仅仅是冷却水泵的节能， 具有很好的节能效果。
图I是本实用新型实施例的水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。如图I所示，本实用新型实施例所提供的一种水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置，所述水冷式冷冻系统包括压缩机I、冷凝器2、蒸发器4、冷却塔6、冷却水泵16、冷冻水泵15、用户端用冷设备17 ；所述冷却塔6的出水口经冷却水泵16接到冷凝器2的水侧进口 ；所述冷凝器2的制冷剂侧进口接到压缩机I的排气口，其制冷剂侧出口经一膨胀阀3接到蒸发器4的制冷剂侧进口，其水侧出口接到冷却塔6的进水口 ；所述蒸发器4的制冷剂侧出口接到压缩机I的进气口，其水侧出口接用户端用冷设备17的进水口 ；所述用户端用冷设备17的出水口经冷冻水泵15接蒸发器4的水侧进口 ；其特征在于该装置包括控制器(图中未示)、变频器(图中未示)和传感器；所述传感器有多个，分别为冷却水进水温度变送器9、冷凝压力变送器10、冷冻出水温度变送器11、冷冻水流量计12、冷冻水进水温度变送器13、压缩机电流变送器14 ；所述冷却水进水温度变送器9设于冷却塔6的出水口，所述冷凝压力变送器10设于冷凝器2的制冷剂侧出口，所述冷冻出水温度变送器11、冷冻水流量计12设于蒸发器4的水侧出口，所述冷冻水进水温度变送器13设于蒸发器4的水侧进口，所述压缩机电流变送器14设于压缩机I的动力主回路中；所述变频器设有一控制信号输入端、一功率输出端，其功率输出端接到冷却水泵16的电源端；[0028]所述控制器设有一控制信号输出端及多个信号采集端，其控制信号输出端连接变频器的控制信号输入端，其各信号采集端分别连接各传感器。本实用新型实施例中，所述控制器还设有通信接口，其通信接口接到外部人机交互设备。本实用新型实施例的工作原理如下 水冷式冷冻系统工作时，压缩机I从蒸发器4吸入低压低温的制冷剂蒸汽，经压缩机I绝热压缩后成为高压过热制冷剂蒸汽进入冷凝器2，在冷凝器2中由冷却介质定压冷却为过冷液态制冷剂，并向冷凝器2中的冷却介质释放热量，过冷液态制冷剂经膨胀阀3绝热节流为低压液态制冷剂后进入蒸发器4，在蒸发器4内蒸发吸收蒸发器4内的冷冻循环水中的热量后变为低压低温的制冷剂蒸汽，实现对冷冻循环水制冷的目的，蒸发器4内低压低温的制冷剂蒸汽又重新被吸入压缩机1，如此循环工作；冷凝器2中的冷却介质吸收热量后进入冷却塔中，在冷却塔中冷却后在冷却水泵的动力作用下再次进入冷凝器2，所述冷却介质一般体现为冷却循环水，经过冷却塔6后，其热量被散发到室外空气中；从用户端用冷设备出水口接入的冷冻循环水在冷冻水泵15的动力作用下进入蒸发器4，在蒸发器4内吸取冷量后进入用户端用冷设备，循环用冷；操作人员通过外部人机交互设备可设置系统运行参数，控制器通过冷冻出水温度变送器11、冷冻水流量计12分别采集蒸发器4水侧出口的水温及水流量，通过冷冻水进水温度变送器13采集蒸发器4水侧进口的进水水温，进而计算出蒸发器4的实时冷量输出，通过压缩机电流变送器14采集压缩机I动力主回路的电流值，进而计算出压缩机的电功耗，再根据蒸发器4的实时冷量输出及压缩机的电功耗计算出水冷式冷冻系统能效比(EER)及系统冷凝压力理论值；控制器通过冷凝压力变送器10采集冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力实际值，通过冷却水进水温度变送器9采集冷却塔6出水口的冷却介质温度，再根据冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力实际值、冷却塔6出水口的冷却介质温度及计算出的系统能效比(EER)、系统冷凝压力理论值，输出相应控制信号给变频器，变频器再根据接收到的控制信号控制冷却水泵运行，其控制原理为冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力越低，则系统能耗也越小，冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力的高低由送入冷却水进水温度及冷却塔6输出的冷却介质流量决定，而冷却塔6输出的冷却介质流量由冷却水泵决定，冷却水进水温度在冷却塔6换热量能力不变时，间接受冷却介质流量控制，控制器通过计算后输出控制信号调节变频器2的运行频率，来控制冷却水泵运行，即可控制冷却塔6输出的冷却介质的流量，进而控制冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力，求取系统能效比(EER)的最大值。
权利要求1.一种水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置，所述水冷式冷冻系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、用户端用冷设备； 所述冷却塔的出水口经冷却水泵接到冷凝器的水侧进口； 所述冷凝器的制冷剂侧进口接到压缩机的排气口，其制冷剂侧出口经一膨胀阀接到蒸发器的制冷剂侧进口，其水侧出口接到冷却塔的进水口 ； 所述蒸发器的制冷剂侧出口接到压缩机的进气口，其水侧出口接用户端用冷设备的进水口 ； 所述用户端用冷设备的出水口经冷冻水泵接蒸发器的水侧进口； 其特征在于该装置包括控制器、变频器和传感器； 所述传感器有多个，分别为冷却水进水温度变送器、冷凝压力变送器、冷冻出水温度变送器、冷冻水流量计、冷冻水进水温度变送器、压缩机电流变送器； 所述冷却水进水温度变送器设于冷却塔的出水口，所述冷凝压力变送器设于冷凝器的制冷剂侧出口，所述冷冻出水温度变送器、冷冻水流量计设于蒸发器的水侧出口，所述冷冻水进水温度变送器设于蒸发器的水侧进口，所述压缩机电流变送器设于压缩机的动力主回路中； 所述变频器设有一控制信号输入端、一功率输出端，其功率输出端接到冷却水泵的电源端； 所述控制器设有一控制信号输出端及多个信号采集端，其控制信号输出端连接变频器的控制信号输入端，其各信号采集端分别连接各传感器。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述控制器还设有通信接口，其通信接口接到外部人机交互设备。
专利摘要一种水冷式冷冻系统的冷却水泵节能变频启动装置，涉及制冷技术领域，所解决的是提高节能效果的技术问题。所述水冷式冷冻系统包括压缩机、冷凝器、、膨胀阀、蒸发器、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵，用户端用冷设备；该装置包括控制器、变频器和传感器；所述传感器有多个，分别为设于冷却塔出水口的冷却水进水温度变送器，设于冷凝器制冷剂侧出口的冷凝压力变送器，设于蒸发器水侧出口的冷冻出水温度变送器、冷冻水流量计，设于蒸发器水侧进口的冷冻水进水温度变送器，设于压缩机动力主回路中的压缩机电流变送器；所述控制器根据各传感器采集的数据输出相应控制信号给变频器，通过变频器控制冷却水泵运行。本实用新型提供的装置，节能效果好。
文档编号F25B49/02GK202511544SQ201220067779
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者赵新红, 陈锋 申请人:上海安悦节能技术有限公司