根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法。屬于建筑暖通空調技術領域。
【背景技術】
[0002]冷卻塔是水冷式中央空調系統必不可少的部件。冷卻塔的出水溫度對中央空調制冷機的運行效率具有較大影響，在出水溫度不低于制冷機安全運行的最低溫度的前提下，冷卻塔出水溫度越低，制冷機的能效比越高，反之，冷卻塔出水溫度越高，制冷機的能效比越低。
[0003]目前，絕大多數中央空調系統的冷卻塔工作在固定工況下，例如一種普遍的工況是回水溫度為37度，出水溫度為32度。即使冷卻塔出水溫度能變化，也不能根據室外空氣狀態而改變，不能接近冷卻塔在一定的室外空氣狀態能達到的最低出水溫度值。結果是導致冷卻塔未能利用全年變化的室外空氣狀態的有利條件，使制冷機的實際運行能效比低，造成能源浪費。
[0004]例如專利號為“ZL 201120294045.6”的冷卻水溫度控制系統，通過時間控制和溫度控制的方法，由于未考慮室外空氣狀態和冷卻塔的性能，其節能效果較差；專利號為“ZL200820229623.6”的冷卻水溫度控制裝置，以使冷卻水溫度保持相對穩定為其主要目的，應用在建筑暖通空調技術領域，會造成能源浪費。
【發明內容】
[0005]本發明的目的，是為了解決現有冷卻塔出水溫度不能根據室外空氣狀態而充分改變、存在制冷機的實際運行能效比低、造成能源浪費的問題，提供一種根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法。具有提高制冷機的實際運行能效、節約能源及經濟運行的特點。
[0006]本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到:
[0007]根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]I)根據制冷機組和冷卻塔的性能，確定冷卻塔的最低出水溫度和冷卻塔的最大效率;
[0009]2)測量并獲得室外空氣狀態，包括室外干球溫度、相對濕度和室外濕球溫度，以及冷卻塔的進水溫度和出水溫度；
[0010]3)計算當前狀態的冷卻塔效率；
[0011]4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的旁通閥；
[0012]5)每隔時間T，T通常在5分鐘到3小時之間取值，重復步驟I) _4)，使冷卻塔的出水溫度跟隨室外空氣狀態變化而改變，以保持冷卻塔的最低出水溫度值，提高制冷機的實際運行能效。
[0013]本發明的目的還可以通過采取如下技術方案達到:
[0014]進一步地，步驟I)根據制冷機組和冷卻塔的性能，可以選擇確定冷卻塔的最低出水溫度丨_為18°C，冷卻塔的最大效率η _為80%。
[0015]進一步地，步驟2)測量并獲得室外空氣狀態，包括室外干球溫度、相對濕度和室外濕球溫度ts，以及冷卻塔的進水溫度tin和出水溫度t
[0016]進一步地，步驟3)計算當前狀態的冷卻塔效率，是指利用室外濕球溫度ts、冷卻塔的進水溫度tin和出水溫度t _計算冷卻塔的效率，表達式為n = (t in-tout) / (tin-ts)。
[0017]進一步地，步驟4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的旁通閥，具體是指:
[0018]A.當tout > t-且η = η _時，冷卻塔運行在合理、節能的狀態，維持系統的運行參數；
[0019]B.當U〉t_且η < η _時，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，加大冷卻塔的風機轉速，直至η = η_;
[0020]C.當t-彡t_時，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，減小冷卻塔的風機轉速，直至Lut= t_;如果冷卻塔的風機轉速到達最小仍不能滿足要求，則停止風機；如果停止風機仍不能滿足要求，則打開冷卻塔的旁通閥，通過混合使t-= t _。
[0021]本發明具有如下突出的優點和有益效果:
[0022]1、本發明通過改進冷卻塔出水溫度的控制方法，使冷卻塔出水溫度接近滿足制冷機組安全性要求、在一定室外空氣狀態下可實現的最低值，比現有的普遍的固定冷卻塔出水溫度的控制方法，能顯著提高制冷機組的運行效率，從而達到節能的目的。
[0023]2、本發明可以使冷卻塔出水溫度根據室外空氣狀態動態變化，接近理論上冷卻塔在一定室外空氣狀態下的最低出水溫度值，從而提高制冷機的實際運行能效，達到節能經濟運行的目的。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實現冷卻塔出水溫度控制的裝置結構示意圖。
[0025]圖2為本發明控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖進一步說明發明的【具體實施方式】。
[0027]具體實施例1:
[0028]參照圖1，本發明涉及的控制裝置包括測量室外空氣狀態的濕球溫度傳感器1、冷卻塔進水溫度溫度傳感器2和出水溫度溫度傳感器3、控制器4、控制冷卻塔風機電機的變頻器5及保證信號傳輸的通訊電路。濕球溫度傳感器I測量室外空氣的濕球溫度，冷卻塔進水溫度溫度傳感器2測量冷卻塔進水溫度，冷卻塔出水溫度溫度傳感器3測量冷卻塔出水溫度。
[0029]上述各個傳感器得到的信號通過通訊電路傳輸到控制器4。接著，控制器計算得出冷卻塔風機的需要風量和運行頻率，通過通訊電路將代表運行頻率值的信號傳輸到控制冷卻塔風機電機的變頻器5，控制冷卻塔風機轉速。
[0030]如圖2所示，本發明的一個實施例的控制方法流程包括以下步驟:
[0031]I)根據制冷機組和冷卻塔的性能，選擇確定冷卻塔的最低出水溫度t_(例如18度)和冷卻塔的最大效率n_(例如80%);
[0032]2)測量并獲得室外空氣狀態(包括室外干球溫度、相對濕度和室外濕球溫度、等參數)以及冷卻塔的進水溫度tin和出水溫度t out；
[0033]3)計算當前狀態的冷卻塔效率n = (tin-tout)/(tin-ts)；
[0034]4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的旁通閥；具體為:
[0035]A.當且η = η _時，冷卻塔運行在合理、節能的狀態，維持系統的運行參數；
[0036]B.當U〉t_且η < η _時，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，加大冷卻塔的風機轉速，直至η = η_;
[0037]C.當t-彡t_時，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，減小冷卻塔的風機轉速，直至t-= t_;如果冷卻塔的風機轉速到達最小仍不能滿足要求，則停止風機；如果停止風機仍不能滿足要求，則打開冷卻塔的旁通閥，通過混合使t-= t
[0038]每隔時間T，T可以為10分鐘，20分鐘，30分鐘，40分鐘，50分鐘，60分鐘，70分鐘，80分鐘，或90分鐘，重復步驟I)-4)，使冷卻塔的出水溫度跟隨室外空氣狀態變化而改變，以保持冷卻塔的最低出水溫度值，提高制冷機的實際運行能效。
[0039]當然，T也可以為100分鐘，110分鐘，120分鐘，130分鐘，140分鐘，150分鐘，160
分鐘，170分鐘，或180分鐘，重復步驟I)-4)，使冷卻塔的出水溫度跟隨室外空氣狀態變化而改變，以保持冷卻塔的最低出水溫度值，提高制冷機的實際運行能效。
[0040]本發明是根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，考慮室外空氣狀態和冷卻塔的性能，使冷卻塔出水溫度根據室外空氣狀態動態變化，接近理論上冷卻塔在一定室外空氣狀態下的最低出水溫度值，從而提高制冷機的實際運行能效。
[0041]以上所述僅為本發明創造的較佳實施例，本發明的保護范圍并不局限于此，任何基于本發明技術方案上的等效轉換均屬于本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)根據制冷機組和冷卻塔的性能，確定冷卻塔的最低出水溫度和冷卻塔的最大效率； 2)測量并獲得室外空氣狀態，包括室外干球溫度、相對濕度和室外濕球溫度，以及冷卻塔的進水溫度和出水溫度； 3)計算當前狀態的冷卻塔效率； 4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的芳通閥； 5)每隔時間T，T通常在5分鐘到3小時之間取值，重復步驟I)-4)，使冷卻塔的出水溫度跟隨室外空氣狀態變化而改變，以保持冷卻塔的最低出水溫度值，提高制冷機的實際運行能效。2.根據權利要求1所述的根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于:步驟I)根據制冷機組和冷卻塔的性能，選擇確定冷卻塔的最低出水溫度〖_為18°C，冷卻塔的最大效率η _為80%。3.根據權利要求1所述的根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于:步驟2)測量并獲得室外空氣狀態，包括室外干球溫度、相對濕度和室外濕球溫度ts，以及冷卻塔的進水溫度tin和出水溫度t4.根據權利要求1所述的根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于:步驟3)計算當前狀態的冷卻塔效率，是指利用室外濕球溫度ts、冷卻塔的進水溫度tin和出水溫度計算冷卻塔的效率，表達式為n = (t in-tout)/(tin-ts)。5.根據權利要求1所述的根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于:步驟4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的旁通閥，具體是指: A.當Uptmin且n= n _時，冷卻塔運行在合理、節能的狀態，維持系統的運行參數； B.且Tl< Tl _時，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，加大冷卻塔的風機轉速，直至rI = rImax; C.，通過調節冷卻塔風機電機的變頻器，減小冷卻塔的風機轉速，直至13_;如果冷卻塔的風機轉速到達最小仍不能滿足要求，則停止風機；如果停止風機仍不能滿足要求，則打開冷卻塔的旁通閥，通過混合使
【專利摘要】本發明涉及根據室外空氣狀態控制冷卻塔出水溫度的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)根據制冷機組和冷卻塔的性能，確定冷卻塔的最低出水溫度和冷卻塔的最大效率；2)測量并獲得室外空氣狀態；3)計算當前狀態的冷卻塔效率；4)根據實際冷卻塔效率和室外空氣狀態，相應調節冷卻塔風機電機的開關和變頻器及冷卻塔的旁通閥；5)每隔時間T，T通常在5分鐘到3小時之間取值，重復步驟1)-4)，使冷卻塔的出水溫度跟隨室外空氣狀態變化而改變，以保持冷卻塔的最低出水溫度值，提高制冷機的實際運行能效。具有顯著提高制冷機組的運行效率和節能的特點。
【IPC分類】F24F11/00
【公開號】CN105157177
【申請號】CN201510599405
【發明人】屈國倫, 何恒釗
【申請人】廣州市設計院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月18日