一种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统及工厂的制作方法

本发明涉及冷却设备领域，具体而言，涉及一种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统及工厂。

背景技术：

现有的工厂加热系统，多采用单机冷却或异程管网系统冷却的模式。单机冷却模式，即针对每个用于加热的设备，配置单独的工业冷却设备，设备投入大，且设备利用效率低。单机冷却的设备，大多放在厂房内，不利于工作环境的散热。而异程管网系统冷却模式，管网末端的加热系统对水温、水压的需求，会受到管网始端和中段加热系统的开启量的影响，即管网始端和中段的加热系统如果开启量大，则整个管网系统的大部分流量都被始端和中段的设备使用，而系统末端的设备所需的流量和压力均无法得到保证，影响末端设备正常工作。

发明人在研究中发现，现有的冷却设备至少存在以下缺点：现有的冷却设备中的冷却水在经过热交换而升温后，容易形成水垢堵塞管道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统，以改善现有的冷却设备中的冷却水在经过热交换而升温后，容易形成水垢堵塞管道的问题。

本发明的目的在于提供一种工厂，以改善现有的冷却设备中的冷却水在经过热交换而升温后，容易形成水垢堵塞管道的问题。

本发明是这样实现的：

基于上述的第一目的，本发明提供了一种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统，包括电源冷却系统、负载冷却系统和真空补水系统，

所述电源冷却系统包括电源供水管路、电源回水管路、电源闭式冷却塔和电源冷却水泵，所述电源供水管的一端与所述电源冷却水泵的输出端连接，所述电源供水管的另一端与所述电源回水管连通，所述电源回水管远离所述电源供水管的一端与所述电源闭式冷却塔的输入端连通，所述电源闭式冷却塔与所述电源冷却水泵连接；

所述负载冷却系统包括负载供水管路、负载回水管路、负载闭式冷却塔和负载冷却水泵，所述负载供水管的一端与所述负载冷却水泵的输出端连接，所述负载供水管的另一端与所述负载回水管连通，所述负载回水管远离所述负载供水管的一端与所述负载闭式冷却塔的输入端连通，所述负载闭式冷却塔与所述负载冷却水泵连接；

所述真空补水系统包括软水处理器，所述电源冷却水泵和所述负载冷却水泵分别与所述软水处理器的输出端连接。

在本实施例的一种实施方式中：所述真空补水系统还包括过滤器、紫外线消毒装置、水箱、补水泵、隔膜压力变送器和压力表，所述软水处理器与所述过滤器连接，所述过滤器与所述水箱连接，所述补水泵与所述水箱连通，所述电源冷却水泵和所述负载冷却水泵分别与所述水箱连通，所述隔膜压力变送器用于检测回水压力，所述压力表用于显示所述隔膜压力变送器的检测值。

在本实施例的一种实施方式中：所述电源冷却系统还包括电源缓蚀阻垢剂添加装置、电源温度传感器和电源压力传感器，所述电源缓蚀阻垢剂添加装置的输出端与所述电源冷却水泵连接，所述电源温度传感器用于检测所述电源供水管路和所述电源回水管路的温度，所述电源压力传感器用于检测所述电源供水管路和所述电源回水管路的压力。

在本实施例的一种实施方式中：所述负载冷却系统还包括负载缓蚀阻垢剂添加装置、负载温度传感器和负载压力传感器，所述负载缓蚀阻垢剂添加装置的输出端与所述负载冷却水泵连接，所述负载温度传感器用于检测所述负载供水管路和所述负载回水管路的温度，所述负载压力传感器用于检测所述负载供水管路和所述负载回水管路的压力。

在本实施例的一种实施方式中：所述基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统还包括plc控制系统，所述plc控制系统分别与所述电源冷却系统、所述负载冷却系统和所述真空补水系统电性连接。

在本实施例的一种实施方式中：所述plc中设置有pid控制模块，所述pid控制模块用于计算电源回水管路内的压力与设定值之间的偏差，且所述pid控制模块用于计算负载回水管路内的压力与设定值之间的偏差。

在本实施例的一种实施方式中：所述电源闭式冷却塔设置为多个，多个所述电源闭式冷却塔分别与所述电源冷却水泵连接；所述负载闭式冷却塔设置为多个，多个所述负载闭式冷却塔分别与所述负载冷却水泵连接。

在本实施例的一种实施方式中：所述电源冷却水泵设置为三个，且每次所述电源冷却系统工作时，任意两个所述电源冷却水泵工作，而另一个所述电源冷却水泵不工作。

在本实施例的一种实施方式中：所述负载冷却水泵设置为三个，且每次所述负载冷却系统工作时，任意两个所述负载冷却水泵工作，而另一个所述负载冷却水泵不工作。

基于上述的第二目的，本发明还提供了一种工厂，包括厂房和如上所述的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统，所述电源供水管路、所述电源回水管路、所述负载供水管路和所述负载回水管路位于所述厂房内，所述真空补水系统、所述电源闭式冷却塔、所述电源冷却水泵、所述负载闭式冷却塔和所述负载冷却水泵均位于所述厂房外。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统主要用于解决生产过程中加热系统所需要的恒温、恒压冷却液循环供应的问题，本发明在基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统内设置有软水处理器，利用软水处理器，可以降低冷却液的硬度，这样在冷却液升温后，不易产生水垢，从而避免将系统内的管道堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统的示意图；

图2示出了本发明实施例1提供的电源冷却系统的示意图；

图3示出了本发明实施例1提供的负载冷却系统的示意图；

图4示出了本发明实施例1提供的真空补水系统的示意图。

图中：101-电源冷却系统；102-负载冷却系统；103-真空补水系统；1011-电源冷却水泵；1012-电源供水管路；1013-电源回水管路；1014-电源闭式冷却塔；1021-负载冷却水泵；1022-负载供水管路；1023-负载回水管路；1024-负载闭式冷却塔；1031-软水处理器；1032-水箱；1033-补水泵。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参照图1至图4，本实施例提供了一种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统，包括电源冷却系统101、负载冷却系统102和真空补水系统103，

电源冷却系统101包括电源供水管路1012、电源回水管路1013、电源闭式冷却塔1014和电源冷却水泵1011，电源供水管的一端与电源冷却水泵1011的输出端连接，电源供水管的另一端与电源回水管连通，电源回水管远离电源供水管的一端与电源闭式冷却塔1014的输入端连通，电源闭式冷却塔1014与电源冷却水泵1011连接；

负载冷却系统102包括负载供水管路件1022、负载回水管路1023、负载闭式冷却塔1024和负载冷却水泵1021，负载供水管的一端与负载冷却水泵1021的输出端连接，负载供水管的另一端与负载回水管连通，负载回水管远离负载供水管的一端与负载闭式冷却塔1024的输入端连通，负载闭式冷却塔1024与负载冷却水泵1021连接；

真空补水系统103包括软水处理器1031，电源冷却水泵1011和负载冷却水泵1021分别与软水处理器1031的输出端连接。

本实施例提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统主要用于解决生产过程中加热系统所需要的恒温、恒压冷却液循环供应的问题，本实施例在基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统内设置有软水处理器1031，利用软水处理器1031，可以降低冷却液的硬度，这样在冷却液升温后，不易产生水垢，从而避免将系统内的管道堵塞。

真空补水系统103还包括过滤器、紫外线消毒装置、水箱1032、补水泵1033、隔膜压力变送器和压力表，软水处理器1031与过滤器连接，过滤器与水箱1032连接，补水泵1033与水箱1032连通，电源冷却水泵1011和负载冷却水泵1021分别与水箱1032连通，隔膜压力变送器用于检测回水压力，压力表用于显示隔膜压力变送器的检测值。

本实施例提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统的补水方式分为起泵补水和停泵补水；

起泵补水的工作方式为：开启基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统时启泵，等待大约达到补水时间设定值时长后，若实际回水压力值≤启泵补水冷却水回水压力阀门开设定值，则立即打开补水阀门，直到实际回水压力值≥启泵补水冷却水回水压力阀门关设定值，则立即关闭补水阀门。

停泵补水的工作方式为：关闭基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统时停泵，实际回水压力值≤停泵补水冷却水回水压力阀门开设定值，则立即打开补水阀门，直到实际回水压力值≥停泵补水冷却水回水压力阀门关设定值，则立即关闭补水阀门。

电源冷却系统101还包括电源缓蚀阻垢剂添加装置、电源温度传感器和电源压力传感器，电源缓蚀阻垢剂添加装置的输出端与电源冷却水泵1011连接，电源温度传感器用于检测电源供水管路1012和电源回水管路1013的温度，电源压力传感器用于检测电源供水管路1012和电源回水管路1013的压力。

负载冷却系统102还包括负载缓蚀阻垢剂添加装置、负载温度传感器和负载压力传感器，负载缓蚀阻垢剂添加装置的输出端与负载冷却水泵1021连接，负载温度传感器用于检测负载供水管路件1022和负载回水管路1023的温度，负载压力传感器用于检测负载供水管路件1022和负载回水管路1023的压力。

基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统还包括plc控制系统，plc控制系统分别与电源冷却系统101、负载冷却系统102和真空补水系统103电性连接。基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统通过电源温度传感器、负载温度传感器、电源压力传感器和负载压力传感器，将温度和压力值转换为模拟量信号，传送给plc控制系统，得到实际的供、回水的温度和压力值。又通过外部开关量控制信号，以及触摸屏上的控制开关等信号，集中在plc中进行相关的逻辑控制。

plc通过数字量输出对继电器、电磁阀等各种开关的通断控制来实现对指示灯、补水阀门、闭式冷却塔、冷却循环水泵等的启停控制；通过电源闭式冷却塔1014开启数量来实现对电源冷却系统101温度的控制，并通过模拟量输出控制变频器的频率来对电源冷却水泵1011转速的控制，从而实现对电源冷却系统101内的压力进行控制；通过负载闭式冷却塔1024开启数量来实现对负载冷却系统102温度的控制，并通过模拟量输出控制变频器的频率来对负载冷却水泵1021转速的控制，从而实现对负载冷却系统102内的压力进行控制。

plc中设置有pid控制模块，pid控制模块用于计算电源回水管路1013内的压力与设定值之间的偏差，且pid控制模块用于计算负载回水管路1023内的压力与设定值之间的偏差。采用自动化控制的设计，实时监控和修正管网系统的压力和流量达到系统设定的工艺参数值。在plc中内置了pid控制模块，利用pid子程序，将冷却水泵回水压力的实际值与设定值的偏差进行pid计算，输出模拟量控制变频器的频率，以此来调节冷却水泵的转速，进而控制管内水的压力。本系统在触摸屏上提供比例和积分参数的调节窗口。

电源闭式冷却塔1014设置为多个，多个电源闭式冷却塔1014分别与电源冷却水泵1011连接；负载闭式冷却塔1024设置为多个，多个负载闭式冷却塔1024分别与负载冷却水泵1021连接。电源冷却系统101根据不同的供水温度值，逐次开启或关闭电源闭式冷却塔1014风扇及电源冷却水泵1011，温度越高，开启的数量越多；负载冷却系统102根据不同的供水温度值，逐次开启或关闭负载闭式冷却塔1024风扇及负载冷却水泵1021，温度越高，开启的数量越多。

其中，还可以在基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统内设置电源备用冷却塔和负载备用冷却塔，电源备用冷却塔和负载备用冷却塔分别与plc控制系统连接，可在触摸屏上选择为电源冷却系统101备用或负载冷却系统102备用。

电源冷却水泵1011设置为三个，且每次电源冷却系统101工作时，任意两个电源冷却水泵1011工作，而另一个电源冷却水泵1011不工作。三个电源冷却泵分为主泵和备用泵，工作泵为主泵，为工作的泵为备用泵，每次启动电源冷却系统101，电源冷却泵的主备模式自动切换一次，比如：第一次为1、2主3备，那第二次则为1、3主2备，第三次为2、3主1备。若将主备模式切换为手动，则可根据所选择的主备模式运行。

负载冷却水泵1021设置为三个，且每次负载冷却系统102工作时，任意两个负载冷却水泵1021工作，而另一个负载冷却水泵1021不工作。三个负载冷却泵分为主泵和备用泵，工作泵为主泵，为工作的泵为备用泵，每次启动负载冷却系统102，负载冷却泵的主备模式自动切换一次，比如：第一次为1、2主3备，那第二次则为1、3主2备，第三次为2、3主1备。若将主备模式切换为手动，则可根据所选择的主备模式运行。

本实施例提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统的plc控制系统的逻辑控制关系大致如下：

1.系统启动：系统上电后，plc即开始运行。在外部开关和触摸屏上开关都为自动运行的状态下，点击电源冷却系统101启动和负载冷却系统102启动，电源冷却系统101和负载冷却系统102开始自动工作。

2.冷却泵主备模式切换(此处指泵房里的水泵，本节以下简称冷却泵)：每次启动电源冷却系统101和负载冷却系统102，相应系统的冷却泵的主备模式自动切换一次，比如：1、2主3备，1、3主2备，2、3主1备。若将主备模式切换为手动，则可根据所选择的主备模式运行。

3.冷却泵手/自动：冷却泵默认为自动运行，也可在触摸屏上通过按钮切换为手动，通过启停按钮控制。当系统停止、回水压力高于设定保护值、泵发生故障时，冷却泵会停止工作。

4.启泵补水：开启系统时启泵，等待大约达到补水时间设定值时长后，若实际回水压力值≤启泵补水冷却水回水压力阀门开设定值，则立即打开补水阀门，直到实际回水压力值≥启泵补水冷却水回水压力阀门关设定值，则立即关闭补水阀门。

5.停泵补水：关闭系统时停泵，实际回水压力值≤停泵补水冷却水回水压力阀门开设定值，则立即打开补水阀门，直到实际回水压力值≥停泵补水冷却水回水压力阀门关设定值，则立即关闭补水阀门。

6.冷却塔风扇及喷淋水泵：根据不同的供水温度值，逐次开启或关闭相应的冷却塔风扇及水泵，温度越高，开启的数量越多。

7.备用冷却塔：可在触摸屏上选择为电源冷却系统101备用或负载冷却系统102备用。

8.冷却水泵延时关：冷却泵工作时的实际压差大于关冷却泵的设定压差，且变频器以最低频率运行持续达到负载关泵时间值后，要求并执行电源冷却系统101关泵动作；

9.冷却水泵延时可开：冷却水泵回水压力小于开冷却水泵当前压力设定值，持续达到电源冷却系统101开泵时间值后，才允许执行电源冷却系统101开泵动作。

10.关泵后pid积分值清零：程序执行清零。

实施例2

本实施例提供了一种工厂，包括厂房和如上的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统，电源供水管路1012、电源回水管路1013、负载供水管路件1022和负载回水管路1023位于厂房内，真空补水系统103、电源闭式冷却塔1014、电源冷却水泵1011、负载闭式冷却塔1024和负载冷却水泵1021均位于厂房外。

本实施例提供的工厂内的管道在软水处理器1031的帮助下，不易堵塞，通过对工厂所有加热系统所需热交换的能耗进行计算，选择热交换能力与之相匹配的热交换器机组，统一布置在厂房外，采用同程管网的设计，保证了整个管网系统中任何需求点的流量和压力均为恒定值，每个需求点均不受其他需求点对冷却液使用状况的影响，保证了整个工厂加热系统对冷却液温、流量、压力的需求。

综上所述，本发明提供的基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统不受工厂厂房形式的设计，任何结构形式的厂房均可采用本系统对加热系统所需的冷却液进行集中冷却和循环使用。整个管网系统，可以根据厂房实际情况，在地面上、地面以下，或架空桁架等铺设，这种基于同程管网的加热系统冷却液集中冷却循环系统利用软水处理利器，解决了普通冷却水在经过加热系统的高温加热后，容易生成水垢堵塞管道的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。