一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统及方法与流程

文档序号:11152031阅读:217来源:国知局
本发明涉及制冷技术等领域,具体的说,是一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统及方法。
背景技术
:现有技术中,在贝园BYWC-590A,BYWC-605等冷冻系统中,一套冷冻机组配置三台冷却塔风机,设备根据夏天最大负荷状态下选定的,然而在实际设备运行中,机组设备经常是处于较低热负载情况下运行,所以冷冻机组启动,三台冷却塔风机一直处于运转状态,是必造成不必要的浪费。原系统存在如下问题:1.用电量大:电能消耗大,由于原来冷冻机组一启动,三台冷却风扇(冷却塔风机)同时启动,在室外温度较低或者低热负载情况下造成电能的损耗,这样长期使用造成很大的浪费。2.设备损耗高:设备损耗增大,由于三台冷却塔风机一直处于工作状态下,这样也会增加设备的损耗,时间久了,增加故障的发生频率,造成维修保养的人力物力浪费。3.用水量大:三台冷却塔风机全部运行,也会造成冷却水的大量散失,造成用水量的增加。4.热负荷较低机组不能正常运转:4.1在热负荷较低的情况下运行冷却塔风机,会造成排气压力低于正常值,机组不能正常开机,需要操作人员调节循环水流量。4.2三台冷却塔风机共用一个接触器一旦一台冷却塔风机发生故障,势必造成接触器热元件动作,机组停运。技术实现要素:本发明的目的在于一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统及方法,基于传感器技术及PLC技术而设计,能够实现冷却塔风机组的最佳运行状态,避免出现资源浪费的情况发生,有效保障了设备运行的安全性和稳定性。本发明通过下述技术方案实现:一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统,设置有制冷机组、冷却塔风机组、传感器系统、PLC控制器及冷却塔风机控制开关组,所述冷却塔风机组与传感器系统相连接,传感器系统连接PLC控制器,PLC控制器连接冷却塔风机控制开关组,冷却塔风机控制开关组控制连接冷却塔风机组,制冷机组与传感器系统相连接,冷却塔风机组连通制冷机组。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述传感器系统内设置有温度传感器,温度传感器设置在制冷机组的循环水管路上,且温度传感器与PLC控制器相连接。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述传感器系统内还设置有压力传感器,压力传感器连接设置在制冷机组上,且压力传感器连接PLC控制器。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述冷却塔风机组内设置有1#冷却塔风机、2#冷却塔风机及3#冷却塔风机,1#冷却塔风机、2#冷却塔风机及3#冷却塔风机皆连通在制冷机组的循环水管路上;在循环水管路上还设置有冷却水泵,且冷却水泵设置在输送至冷却塔风机组段的循环水管路上,所述温度传感器设置在冷却水泵的输入侧与制冷机组之间的循环水管路上。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述冷却塔风机控制开关组内设置有分别与PLC控制器相连接的1#冷却塔风机控制开关、2#冷却塔风机控制开关和3#冷却塔风机控制开关,1#冷却塔风机控制开关控制连接1#冷却塔风机,2#冷却塔风机控制开关控制连接2#冷却塔风机,3#冷却塔风机控制开关控制连接3#冷却塔风机。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述制冷机组内设置有依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器,所述制冷机组的循环水管路连通冷凝器。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述压缩机和冷凝器之间的管路上还设置有截止阀,所述压力传感器连接设置在截止阀上。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置结构:在所述蒸发器上还连通有冷冻水回水管路,在冷冻水回水管路上设置有冷冻水泵。一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的方法,基于一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统实现,包括下述步骤:1)分析制冷剂热力性质,构建热力性质表;分析冷却塔风机组压力特性,制定压力控制指标表;2)根据制冷剂热力性质或/和压力控制指标表设定冷却塔风机开停机的条件,形成设定值;3)利用传感器系统进行温度信息或/和压力信息的采集并转换为温度采集数据和压力采集数据;4)将温度采集数据或/和压力采集数据送入到PLC控制器内,转换成相应的数值;5)将相应的数值与设定值进行对比,得到比较参数;6)PLC控制器根据比较参数通过冷却塔风机控制开关组对相应的冷却塔风机组进行管理控制,从而根据不同需要实现1#冷却塔风机控制开关控制1#冷却塔风机的开停,2#冷却塔风机控制开关控制2#冷却塔风机的开停,3#冷却塔风机控制开关控制3#冷却塔风机的开停。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置方式:所述比较参数包括温度值比较参数和压力值比较参数中的一种或多种,从而实现压力、温度两种条件控制冷却塔风机的开停,提高系统控制的可靠性。本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:(1)本发明基于传感器技术及PLC技术而设计,能够实现冷却塔风机组的最佳运行状态,避免出现资源浪费的情况发生,有效保障了设备运行的安全性和稳定性。(2)本发明采用制冷剂的热力性质的温度、压力,控制冷却塔风机的开停,可以提升设备运行的安全性和稳定性,避免温度、压力单一控制时由于温度或压力控制失灵带来的设备运行风险。(3)本发明避免了冷却塔风机随机组同时运行造成不必要的电能消耗。在实际应用时,就一台贝园冷冻机组而言,三台电机风扇(每台3100瓦)每年五到十月份二十四小时工作一年耗电量4万多度电,采用本发明结构实现控制冷却塔风机的开停,一台设备每年就可节约上万度电能消耗,减少不必要的经济支出。(4)本发明取得了良好的经济和社会效益,且该技术应用在成本低、施工操作简单、热负荷较低机组不能正常运转的问题,有广阔的推广前景。(5)本发明采用压力和温度双重控制保护模式进行控制保护,从而使PLC控制器控制冷却塔风机启动起到双重保护的作用。附图说明图1为本发明结构示意图。其中,1-压缩机,2-冷凝器,3-节流阀,4-蒸发器,5-冷却水泵,6-1#冷却塔风机,7-2#冷却塔风机,8-3#冷却塔风机,9-温度传感器,10-截止阀,11-压力传感器,12-PLC控制器,13-1#冷却塔风机控制开关,14-2#冷却塔风机控制开关15-3#冷却塔风机控制开关,16-冷冻水泵。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。实施例1:本发明提出了一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统,基于传感器技术及PLC技术而设计,能够实现冷却塔风机组的最佳运行状态,避免出现资源浪费的情况发生,有效保障了设备运行的安全性和稳定性,如图1所示,特别采用下述设置结构:设置有制冷机组、冷却塔风机组、传感器系统、PLC控制器12及冷却塔风机控制开关组,所述冷却塔风机组与传感器系统相连接,传感器系统连接PLC控制器12,PLC控制器12连接冷却塔风机控制开关组,冷却塔风机控制开关组控制连接冷却塔风机组,制冷机组与传感器系统相连接,冷却塔风机组连通制冷机组。实施例2:本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述传感器系统内设置有温度传感器9,温度传感器9设置在制冷机组的循环水管路上,且温度传感器9与PLC控制器12相连接。实施例3:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述传感器系统内还设置有压力传感器11,压力传感器11连接设置在制冷机组上,且压力传感器11连接PLC控制器12。实施例4:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述冷却塔风机组内设置有1#冷却塔风机6、2#冷却塔风机7及3#冷却塔风机8,1#冷却塔风机6、2#冷却塔风机7及3#冷却塔风机8皆连通在制冷机组的循环水管路上;在循环水管路上还设置有冷却水泵5,且冷却水泵5设置在输送至冷却塔风机组段的循环水管路上,所述温度传感器9设置在冷却水泵5的输入侧与制冷机组之间的循环水管路上,在设置时,优选的将温度传感器9选用PT100温度传感器,并将温度传感器9设置在循环水管路的总管上,通过装在循环水出水总管上的PT100温度传感器,把出水温度信号变成4~20mA的标准信号,送入PLC控制器的模拟输入模块,并最终转换为相应的数值(BCD码),通过预制在PLC内的数据运行程序,将相应的量和在人机界面上设定的温度值进行比较,得到一比较参数,PLC控制器输出此模拟信号(比较参数)作为变频器频率给定值,由温度控制每一台冷却塔风机的开停,并根据出水温度的高低,由PLC控制器控制冷却塔风机启动,使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。为了确保系统运行的安全可靠性,在温度控制的基础上,在排气压力上接压力控制器(压力传感器11),由压力控制每一台冷却塔风机的开停,并根据排气压力的高低,由PLC控制器控制冷却塔风机启动,从而起到双重保护,值得注意的是,在本发明中,信号在PLC控制器内处理时基于现有技术即可实现,并不存在软件技术的改进。实施例5:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述冷却塔风机控制开关组内设置有分别与PLC控制器12相连接的1#冷却塔风机控制开关13、2#冷却塔风机控制开关14和3#冷却塔风机控制开关15,1#冷却塔风机控制开关13控制连接1#冷却塔风机6,2#冷却塔风机控制开关14控制连接2#冷却塔风机7,3#冷却塔风机控制开关15控制连接3#冷却塔风机8。实施例6:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述制冷机组内设置有依次连通的压缩机1、冷凝器2、节流阀3及蒸发器4,所述制冷机组的循环水管路连通冷凝器2。实施例7:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述压缩机1和冷凝器2之间的管路上还设置有截止阀10,所述压力传感器11连接设置在截止阀10上。实施例8:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,进一步的为更好地实现本发明,如图1所示,特别采用下述设置结构:在所述蒸发器4上还连通有冷冻水回水管路,在冷冻水回水管路上设置有冷冻水泵16。在使用时,在PLC控制器12内设置参数及冷却塔风机运行状态为:1#冷却塔风机控制开关13,闭合条件满足温度28℃、压力1Mpa的任何一个条件,1#冷却塔风机6运行;满足温度25℃、压力0.9Mpa的两个条件时,PLC控制器12将控制1#冷却塔风机控制开关13开启,1#冷却塔风机6停止运行。2#冷却塔风机控制开关14,闭合条件满足温度30℃、压力1.1Mpa的任何一个条件,2#冷却塔风机7运行;满足温度28℃、压力1Mpa的两个条件时,PLC控制器12将控制2#冷却塔风机控制开关14开启,2#冷却塔风机7停止运行;3#冷却塔风机控制开关15,闭合条件满足温度35℃、压力1.2Mpa的任何一个条件,3#冷却塔风机8运行;满足温度30℃、压力1.1Mpa的两个条件时,PLC控制器12将控制3#冷却塔风机控制开关15开启,3#冷却塔风机8停止运行;在PLC控制器12中写入不同温度压力的开停控制点,通过制冷剂的温度和压力开停控制点,控制风机(冷却塔风机组)的开停。实施例9:一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的方法,基于一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的系统实现,如图1所示,包括下述步骤:1)分析制冷剂热力性质,构建热力性质表;分析冷却塔风机组压力特性,制定压力控制指标表;2)根据制冷剂热力性质或/和压力控制指标表设定冷却塔风机开停机的条件,形成设定值;3)利用传感器系统进行温度信息或/和压力信息的采集并转换为温度采集数据和压力采集数据;4)将温度采集数据或/和压力采集数据送入到PLC控制器内,转换成相应的数值;5)将相应的数值与设定值进行对比,得到比较参数;6)PLC控制器根据比较参数通过冷却塔风机控制开关组对相应的冷却塔风机组进行管理控制,从而根据不同需要实现1#冷却塔风机控制开关控制1#冷却塔风机的开停,2#冷却塔风机控制开关控制2#冷却塔风机的开停,3#冷却塔风机控制开关控制3#冷却塔风机的开停。进一步的为更好地实现本发明,特别采用下述设置方式:所述比较参数包括温度值比较参数和压力值比较参数中的一种或多种,从而实现压力、温度两种条件控制冷却塔风机的开停,提高系统控制的可靠性。实施例10:一种采用制冷剂的热力性质控制冷却塔风机的方法,利用温度或/和压力传感器实现冷却塔风机使用台数控制(在本实施例中以R124a制冷系统冷却塔风机及R22制冷系统冷却塔风机为例):制冷剂热力性质的分析(如表1~4所示),R134a热力性质表Mpa0.60.70.80.911.1℃2631.3135.5139.3742.9546.29R134a压力控制指标表项目检查方法中控指标排气压力检查高压表(排气)0.6Mpa——1.1Mpa表1针对不同的制冷剂系统、根据制冷剂热力性质设定冷却塔风机开停机的条件。R134a制冷系统冷却塔风机温度控制(设定值)R134a压力控制(设定值)表2R22热力性质表Mpa0.911.11.21.31.41.51.6℃23.4026.9430.2534.2536.2939.0841.7344.27R22压力控制指标表项目检查方法中控指标排气压力检查高压表(排气)1.1-1.7Mpa表3R22制冷系统冷却塔风机温度控制(设定值)R22压力控制()设定值表4通过装在循环水出水总管上的PT100温度传感器,把出水温度信号变成4~20mA的标准信号,送入PLC控制器的模拟输入模块,并最终转换为相应的数值(BCD码),通过预制在PLC内的数据运行程序,将相应的量和在人机界面上设定的温度值进行比较,得到一比较参数,PLC控制器输出此模拟信号(比较参数)作为变频器频率给定值,由温度控制每一台冷却塔风机的开停,并根据出水温度的高低,由PLC控制器控制冷却塔风机启动,使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。为了确保系统运行的安全可靠性,在温度控制的基础上,在排气压力上接压力控制器(压力传感器11),由压力控制每一台冷却塔风机的开停,并根据排气压力的高低,由PLC控制器控制冷却塔风机启动,从而起到双重保护,值得注意的是,在本发明中,信号在PLC控制器内处理时基于现有技术即可实现,并不存在软件技术的改进。以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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