[發明專利]基于動力合成器的冷卻塔綜合節能系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201010200382.4
• 申請日: 2010-06-09
• 公開（公告）號: CN101865613A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張國強;郭潤睿;史金華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;南京大洋冷卻塔股份有限公司
• 主分類號: F28C1/00
• 分類號: F28C1/00;F28F27/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種基于動力合成器的冷卻塔綜合節能系統，包括風機(2)、水輪機(3)、第一電動機(4)、第一變頻器(5)、水泵(6)、第二電動機(7)、第二變頻器(8)和傳感器組(9)，其特征是所述綜合節能系統還包括動力合成器(1)和智能控制器(10)；所述的傳感器組(9)包括轉速傳感器(901)、流量計(902)、壓力傳感器(903)、第一溫度傳感器(904)、第二溫度傳感器(905)、干濕球溫度傳感器(906)；轉速傳感器(901)位于動力合成器(1)的輸出軸端，流量計(902)、壓力傳感器(903)以及第一溫度傳感器(904)位于冷卻塔的循環冷卻水管路進水口處，第二溫度傳感器(905)位于冷卻塔的出水口處，干濕球溫度傳感器(906)置于冷卻塔附近的空氣中；傳感器組(9)的信號輸出端與智能控制器(10)的信號輸入端相連，智能控制器(10)的信號輸出端與動力合成器(1)、第一變頻器(5)和第二變頻器(8)相連，第一變頻器(5)與第一電動機(4)相連，第二變頻器(8)與第二電動機(7)相連，第二電動機(7)與水泵(6)相連驅動水泵(6)運轉，水輪機(3)的進水口與水泵(6)的出水口通過管路相連，動力合成器(1)的兩個輸入軸分別與水輪機(3)和第一電動機(4)的輸出軸相連，動力合成器(1)的輸出軸與風機(2)相連，所述的綜合節能系統采用水輪機(3)作為主要動力，第一電動機(4)作為輔助動力驅動風機(2)運轉。

2.應用于權利要求1所述的基于動力合成器的冷卻塔綜合節能系統的控制方法，其特征是：所述的轉速傳感器(901)、流量計(902)、壓力傳感器(903)、第一溫度傳感器(904)、第二溫度傳感器(905)、干濕球溫度傳感器(906)分別采集風機(2)的轉速、循環冷卻水的流量、壓力、冷卻塔的進水溫度t_1s、冷卻塔的出水溫度t_2s、環境的干濕球溫度τ_s，并送至智能控制器(10)，智能控制器(10)根據以上參數對冷卻塔、水泵(6)和水輪機(3)工作狀態進行分析，若造成冷卻塔冷卻效果下降的原因是負荷增加，則增加第二電動機(7)的輸出功率，進而增加水泵(6)的流量和揚程；若造成冷卻塔冷卻效果下降的原因是由于環境條件變化帶來的影響，則增加第一電動機(4)的輸出功率；當冷卻塔的冷卻效果較好可以節能運行時，則優先減小第一電動機(4)的輸出功率，當第一電動機(4)關閉后，再逐漸減小第二電動機(7)的輸出功率，降低水泵(6)的流量和揚程。

3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征是對所述的第二電動機(7)是在常規單閉環控制的基礎上，以冷卻塔進水溫度作為反饋量，并增加效率判斷環節；在控制周期開始時，第一溫度傳感器(904)采集冷卻塔的進水溫度，送至智能控制器(10)；智能控制器(10)將冷卻塔的進水溫度與進水溫度設定值進行比較，進水溫度與進水溫度設定值的差值經過智能控制器(10)的調節子程序處理后，生成初始的第二電動機(7)的轉速控制信號，送給智能控制器(10)的判斷子程序；判斷子程序的工作流程為：當第二電動機(7)的轉速控制信號向遞增的方向變化時，流量計(902)、壓力傳感器(903)和轉速傳感器(901)分別檢測冷卻塔入口循環冷卻水的流量、壓力和風機轉速等參數，送至智能控制器(10)，智能控制器(10)依據采集的冷卻塔入口循環冷卻水的流量、壓力和風機轉速等參數計算水輪機(3)的單位流量和單位轉速，得到水輪機(3)在水輪機(3)的特性曲線上的工作點，智能控制器(10)同時估算水泵(6)的實際揚程，得到水泵(6)在水泵(6)的特性曲線上的工作點，進而判斷水輪機(3)和水泵(6)的工作點是否在各自特性曲線上的高效率區域；若水輪機(3)和水泵(6)的工作點均在各自特性曲線上的高效率區域，則表明水輪機3和水泵6的工作效率較高，此時輸出本周期的第二電動機(7)的轉速控制信號給第二變頻器(8)，第二變頻器(8)完成對第二電動機(7)的調速控制；否則輸出上一周期的第二電動機(7)的轉速控制信號，維持第二電動機(7)原來的運行狀態；當第二電動機(7)的轉速控制信號向遞減的方向變化時，智能控制器(10)不經過判斷直接輸出本周期的第二電動機(7)的轉速控制信號送至第二變頻器(8)，第二變頻器(8)實現對第二電動機(7)的工作狀態的調速控制。