[发明专利]一种冷却塔的节能控制系统及方法

说明书

本发明提出一种冷却塔的节能控制系统及方法。所述系统包括：至少两台制冷主机、至少两台冷却塔、至少两台冷冻水泵、至少两台冷却水泵；所述冷却塔的冷却水通过冷却水泵输入制冷主机，制冷主机通过冷冻水供水管道输出冷冻水；冷冻水回水管道通过冷冻水泵输入所述制冷主机，制冷主机通过冷却水回水管道输入所述冷却塔。所述系统通过冷却塔的节能控制方法充分利用冷却塔的冷却面积，有效降低冷却供水温度，进而降低冷却主机用电能耗；同时保障冷却塔的用电能耗最低。

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种冷却塔的节能控制系统及方法。

背景技术

制冷站房主要包含制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及其附属设备。制冷主机通过制冷剂相变吸收、散发热量，同时消耗电能；冷冻水泵将制冷主机供应的低温冷冻水运输至用能末端换热后回到制冷主机，完成冷冻水循环过程；冷却水泵将制冷主机的高温冷却水运输至冷却塔换热后回到制冷主机，完成冷却水循环过程；冷却塔将高温冷却水与室外空气换热，换热后的水进入制冷主机，因此称之为冷却水供水。

制冷主机能耗占整个机房能耗的60％以上，降级制冷主机能耗能够有效降低制冷站房的能源支出。实践证明冷却水供水温度降低1℃，制冷主机能耗降低3％，因此应该通过控制系统使得冷却水供水温度尽量低。

冷却水供水温度与室外空气湿球温度之差称为冷幅，冷幅越低，则系统越节能。

常规的冷却塔的节能控制策略按照风机的运行频率是否可调，冷却塔分为工频和变频两种。常规冷却塔节能控制策略分为两个部分：开机台数控制和风机速度控制。开机台数与制冷主机开机台数一致。对于工频冷却塔，风机可进行一级、二级调速，通过冷却水供水温度控制风机速度，若冷却水供水温度高于制冷主机允许最低温度，则风机速度保持，若不能，则降低风机速度，若供水温度仍然不达标，则开启旁通阀门，直至冷却水供水温度达标。对于变频冷却塔，风机可以变频调速，通过室外空气湿球温度调节风机频率，若冷却水供水温度高于制冷主机允许最低温度，则风机速度保持，若不能，则降低风机速度，若供水温度仍然不达标，则开启旁通阀门，直至冷却水供水温度达标。

常规控制策略中，一方面冷却塔开机台数完全由制冷主机决定，导致冷却塔的填料换热面积通常未充分利用，冷却水冷幅达不到设计值；另一方面，风机的速度调节只保证了冷却水供水温度高于制冷主机允许最低温度，对冷却水冷幅未做监测。实际上，冷却塔可能安装在有围墙遮挡、通风不便的场合，甚至存在填料不足等情况，导致厂家提供的样本数据必须经过校核修正才能使用，增加了控制难度。一方面，常规控制中冷却塔开启台数与主机台数一一对应，存在两个问题，①实际上，冷却塔可能安装在有围墙遮挡、通风不便的场合，甚至存在填料不足等情况，导致风机即使工频运行，冷却供水温度仍达不到设计值；②系统大部分时间部分负荷运行，主机未全开启，冷却塔部分运行，不能充分利用冷却填料换热面积。

另一方面，对于工频冷却塔，根据风机类型，有一级、二级调速，通过监测冷却水供水温度控制风机速度，若冷却水供水温度高于制冷主机允许最低温度，则风机速度保持，若不能，则降低风机速度，若供水温度仍然不达标，则开启旁通阀门，直至冷却水供水温度达标。存在问题：同样的冷却水温度，由于风机不变频，导致冷却塔能耗高。对于变频冷却塔，根据室外温度变频调速，存在问题：一般项目中，冷却水的设计冷幅达不到。而且，对于改造项目，更换冷却塔的费用高，无法对冷却塔重新选型设计，增加改造难度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种冷却塔的节能控制系统及方法，本申请实施例提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，本发明包括一种冷却塔的节能控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、制冷主机和冷却塔开机，制冷主机的开机台数与冷却塔的开机台数相同；

步骤S2、控制冷却水旁通阀门的开度V＝0；