一种双控式高效冷却水控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种双控式高效冷却水控制系统，所述冷水机包括依次连接蒸发器、压缩机、冷凝器，所述蒸发器连接有冷冻水循环管路，所述冷冻水循环管路包括冷冻泵、冷冻水管道，所述冷凝器连接有冷却水循环管路，所述冷却水循环管路包括冷却泵、冷却水管道、冷却塔，所述控制系统包括参数采集模块、计算模块、控制器、变频器，冷水机在满足冷负载的前提下，冷却散热得以高效实现，保障冷水机自身COP最高前提下，冷却泵和冷却塔综合用电最低，达到高效机房中高效散热的分支目标。本发明专利技术有被动冷却模式，实现对空气冷源的最大化利用，从而提高冷却系统的COP值，更加节能高效。更加节能高效。更加节能高效。

【技术实现步骤摘要】
一种双控式高效冷却水控制系统


[0001]本专利技术涉及空调
，更具体而言是指一种双控式高效冷却水控制系统。

技术介绍

[0002]现有中央空调水冷式冷却系统，主要是根据冷却水出水和回水温差，调节冷却泵频率或冷却塔的开启台数，以达到系统高效冷却的目的。即冷却泵把经过冷水机冷凝器升温的冷却水，输送到冷却塔散热后，再回到冷凝器吸热升温后，再次回到冷却塔散热降温，如此循环往复实现系统冷却的目的。
[0003]然而调节冷却泵频率，降低冷却水流量，节省冷却泵电耗，会造成中央空调冷水机压缩机组散热效果不好，COP降低，能耗增加，冷却泵节约的电能，不足以对冲冷水机压缩机组的电耗增加。
[0004]而调节冷却塔开启台数，减少冷却塔散热面积和风扇电机电耗，同样会造成中央空调冷水机压缩机组散热效果不好，COP降低，能耗增加，散热风扇电机节约的电量，不足以对冲冷水机压缩机组的电耗增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种双控式高效冷却水控制系统，其能实现冷水机冷却散热得以最佳满足，保障冷水机自身COP最高前提下，冷却泵和冷却塔合计能耗最低。
[0006]本专利技术的又一目的在于提供一种双控式高效冷却水控制系统，其实现智能调高冷却水温度，保证磁悬浮压缩机冷媒冷却系统正常工作，实现智能自动加载启动，有效保护压缩机不受损害和保障顺利开机生产不受影响。
[0007]本专利技术采用的技术方案为：一种双控式高效冷却水控制系统，所述冷水机包括依次连接蒸发器、压缩机、冷凝器，所述蒸发器连接有冷冻水循环管路，所述冷冻水循环管路包括冷冻泵、冷冻水管道，所述冷凝器连接有冷却水循环管路，所述冷却水循环管路包括冷却泵、冷却水管道、冷却塔，所述控制系统包括参数采集模块、计算模块、控制器、变频器，所述参数采集模块用于采集冷水机输出冷量及冷水机的输入电量、采集的蒸发器的冷却水进出水温度和流量、采集冷凝器的冷却水进出水温度和流量，采集冷却塔的散热出口空气温度和环境湿球温度，所述变频器用于调节控制所述冷却泵、冷却塔的运行频率，所述计算模块用于计算得出所述冷却泵、所述冷却塔的最佳运行频率并下发到所述变频器作为冷却泵、冷却塔的运行频率，所述控制器分别与所述参数采集模块、所述计算模块电连接并用于控制所述冷水机、所述冷却塔的启闭。
[0008]所述计算模块是通过参数采集模块采集的冷水机输出冷量及冷水机的输入电量、采集的蒸发器的冷却水进出水温度和流量、采集的冷凝器的冷却水进出水温度和流量，采集的冷却塔的散热出口空气温度和环境湿球温度建立数学模型并计算出所述冷却泵的最佳运行频率和所述冷却塔的最佳运行频率。
[0009]所述数学模型的计算公式如下：
[0010]冷却水散热量 Q1＝∑冷却水流量*冷却水温差*冷却水比热；
[0011]冷却塔散热量 Q2＝∑冷却风量*冷却风温差*空气比热；
[0012]冷水机制冷量 Q＝∑冷冻水量*冷冻水温差*冷冻水比热；
[0013]冷水机电量P＝∑输入功率*时间；
[0014]冷却水温度设定值T＝环境湿球温度+3℃
[0015]计算冷却泵和冷却塔电机最佳频率时，以满足条件一：P+Q＝Q1，冷却水温差等于预设冷却水温差值和条件二：Q1＝Q2,冷却水温度等于冷却水温度设定值；
[0016]冷却泵最佳节能运行频率为：f1＝(q1/额定流量)*50；
[0017]q1为冷却水进出水温差为预设冷却水温差值的条件下，按照冷却水散热量Q1计算得到的冷却水最小流量值；
[0018]冷却塔最佳节能运行频率为f2＝(Q2/冷却塔额定散热量)*50。
[0019]综合COP＝冷水机输出冷量/(冷水机耗电+冷却泵耗电+冷却塔耗电+冷冻泵耗电)。
[0020]当参数采集模块采集到的环境湿球温度低于第一预设环境湿球温度以下时，所述冷水机进入被动冷却模式。
[0021]当参数采集模块采集到的环境湿球温度低于第二预设环境湿球温度以下时，所述冷水机进入自然冷却模式。
[0022]所述被动冷却模式是通过控制器关闭冷却塔，促使冷却塔进入被动冷却运行状态，同时所述计算模块根据建立的数学模型的计算出Q+P＝Q1时，则重新开启冷却塔。
[0023]所述自然冷却模式是通过控制器关闭冷水机，促使冷冻水管自动切换到冷却水循环管路，冷冻水通过冷却塔进形冷却(运行状态，同时所述计算模块根据建立的数学模型的计算出Q+P＝Q2时，则重新开启冷水机。
[0024]所述控制系统还包括旁通管路，所述旁通管路连接在冷凝器的进出口之间，所述参数采集模块还可以用于采集压缩比、采集冷却水循环管路中的冷却水温度与采集冷冻水循环管路中的冷冻水温度的温差值使所述控制器能够根据所采集到的压缩比或者温差值控制所述旁通管路的启闭或者控制所述冷却塔的启闭。
[0025]当参数采集模块采集到的压缩比小于等于预设标的压比值时或者所采集到的温差值小于预设标的温差值时，则通过所述控制器开启旁通管路并同时关闭冷却塔，当参数采集模块采集到的压缩比小于等于预设标的压比值时或者所采集到的温差值大于等于预设标的温差值时，则通过所述控制器控制旁通管路关闭并同时开启冷却塔。
[0026]所述旁通管路包括旁通管以及旁通电动阀，所述旁通管连接在所述冷凝器进出口之间，所述旁通电动阀设置在所述旁通管中。
[0027]本专利技术的有益效果为
[0028]1.使冷水机在满足冷负载的前提下，冷却散热得以高效实现，保障冷水机自身COP最高前提下，冷却泵和冷却塔综合用电最低，达到高效机房中高效散热的分支目标。
[0029]2本专利技术有被动冷却模式，实现对空气冷源的最大化利用。从而提高冷却系统的COP值。更加节能高效。
[0030]3.本专利技术有自然冷却模式，由于建筑内或生产工艺需要冷源时，本专利技术直接将冷水机制冷切换为冷却塔降温制冷，实现自然冷却，最大限度利用空气中的冷源为建筑及生
产工艺提供更加低成本的冷源。
[0031]4在冬季和过渡性季节环境温度较低时，利用冷却水旁通自动调高压比和冷却水温，保护磁悬浮压缩机顺利开机制冷的控制。
附图说明
[0032]通过附图中所示的本专利技术优选实施例更具体说明，本专利技术上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
[0033]图1为本专利技术的原理示意图；
[0034]图2为本专利技术控制原理方框图；
具体实施方式
[0035]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。
[0036]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0037]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双控式高效冷却水控制系统，所述冷水机包括依次连接蒸发器、压缩机、冷凝器，所述蒸发器连接有冷冻水循环管路，所述冷冻水循环管路包括冷冻泵、冷冻水管道，所述冷凝器连接有冷却水循环管路，所述冷却水循环管路包括冷却泵、冷却水管道、冷却塔，其特征在于：所述控制系统包括参数采集模块、计算模块、控制器、变频器，所述参数采集模块分别与所述计算模块、所述控制器连接，所述计算模块分别与所述控制器、所述变频器连接，所述控制器分别与所述冷却塔、所述冷却泵连接，所述变频器分别与所述冷却塔、所述冷却泵连接，所述参数采集模块用于采集所述冷水机输出冷量及输入电量、所述蒸发器的冷却水进出水温度和流量、所述冷凝器的冷却水进出水温度和流量，所述冷却塔的散热出口空气温度和环境湿球温度，所述变频器用于调节控制所述冷却泵、冷却塔的运行频率，所述计算模块用于计算得出所述冷却泵、所述冷却塔的最佳运行频率并下发到所述变频器作为冷却泵、冷却塔的运行频率，所述控制器能够根据参数采集模块所采集到的环境湿球温度控制所述冷水机、所述冷却塔的关闭及能够根据计算模块的计算结果控制所述冷水机、所述冷却塔的开启。2.如权利要求1所述的一种双控式高效冷却水控制系统，其特征在于，所述计算模块是通过参数采集模块采集的冷水机输出冷量及冷水机的输入电量、采集的蒸发器的冷却水进出水温度和流量、采集的冷凝器的冷却水进出水温度和流量，采集的冷却塔的散热出口空气温度和环境湿球温度建立数学模型并计算出所述冷却泵的最佳运行频率和所述冷却塔的最佳运行频率。3.如权利要求2所述的一种双控式高效冷却水控制系统，其特征在于，所述数学模型的计算公式如下：冷却水散热量 Q1＝∑冷却水流量*冷却水温差*冷却水比热；冷却塔散热量 Q2＝∑冷却风量*冷却风温差* 空气比热；冷水机制冷量 Q ＝∑冷冻水量*冷冻水温差*冷冻水比热；冷水机电量P＝∑输入功率*时间；冷却水温度设定值T＝环境湿球温度+3℃计算冷却泵和冷却塔电机最佳频率时，以满足条件一：P+Q＝Q1，冷却水温差等于预设冷却水温差值和条件二：Q1＝Q2,冷却水温度等于冷却水温度设定值；冷却泵最佳节能运行频率为：f1＝(q1/额定流量)*50；q1为冷却水进出水温差为预设冷却水温差值的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：王照，李勇，
申请(专利权)人：广州市铭汉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：