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1. 一种循环冷却系统, 其特征在于, 所述系统包括内冷循环 装置、 板式换热器和外冷循环装置, 其中外冷循环装置包括外冷主 循环泵、 蓄冷水池、 水风板翅式换热器、 蓄冷空冷器、 第一阀门和 第二阀门, 其中: 内冷循环装置, 用于对发热 i殳备进行循环冷却; 板式换热器, 用于将来自外冷循环装置中的外冷却水和来自内 冷循环装置中的内冷却氺 行热交换; 外冷循环装置, 用于对外冷却水进行冷却, 其中在外冷循环装 置中: 外冷主循环泵, 用于驱动外冷却水在外冷循环装置中循环; 蓄冷水池, 用于存储和冷却外冷却水, 并接收板式换热器提供 的外冷却水; 水风板翅式换热器,用于对来自蓄冷水池的外冷却水进行冷却, 并将外冷却水提供给蓄冷空冷器; 蓄冷空冷器, 用于对来自水风板翅式换热器的外冷却水进行冷 却, 并将外冷却水提供给板式换热器; 第一阀门, 用于控制将蓄冷水池存储的外冷却水提供给板式换 热器; 第二阀门, 用于控制将蓄冷水池存储的外冷却水提供给水风板 翅式换热器。 2. 根据权利要求 1 所述的系统, 其特征在于, 所述系统还包 括温度传感器、 控制器, 其中: 温度传感器, 用于周期性地对环境温度进行测量; 控制器, 用于相 ·据温度传感器测量的环境温度对外冷循环装置 中的外冷主循环泵、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门进行控制。 3. 根据权利要求 2所述的系统, 其特征在于, 内冷循环装置 包括内冷主循环泵、 内冷空冷器、 第三阀门、 第四阀门和第五阀门, 其中在内冷循环装置中: 内冷主循环泵, 用于驱动内冷却水在内冷循环装置中循环; 内冷空冷器, 用于对发热设备加热的内冷却 行冷却; 第三阀门, 用于控制内冷空冷器将内冷却 7 ^供给发热设备; 第四阀门,用于控制内冷空冷器将内冷却 7 ^供给板式换热器; 第五阀门, 用于控制板式换热器将内冷却 7j<^供给发热设备。 4. 根据权利要求 3所述的系统, 其特征在于, 控制器还根据温度传感器测量的环境温度对内冷循环装置中的 内冷主循环泵、 内冷空冷器、 第三阀门、 第四阀门和第五阀门进行 控制。 5. 根据权利要求 4所述的系统, 其特征在于, 控制器在温度传感器测量的环境温度不大于温度 T1时,打开外 冷主循环泵、 内冷主循环泵, 关闭蓄冷空冷器和内冷空冷器的 , 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀 门。 6. 根据权利要求 5所述的系统, 其特 于, 控制器 温度传感器测量当前环境温度低于温度 T0、 JL¾L热 设^ H止运行时, 打开第一阀门, 关闭第二阀门, 其中 T0 < T1。 7. 根据权利要求 5所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 T1 并不大于 温度 Τ2时, 打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵,打开蓄冷空冷器的 风机, 关闭内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第 五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ1 < Τ2。 8. 根据权利要求 7所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ2 并不大于 温度 T3时, 关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风机, 打开内 冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第 四阀门、第五阀门, 其中 Τ2 < Τ3, 内冷空冷器以预定比例的功率进 转。 9. 根据权利要求 8所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ3 并不大于 温度 Τ4时, 打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵,打开内冷空冷器的 风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第 五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ3 < Τ4, 内冷空冷器以预 定比例的功率进行运转。 10. 根据权利要求 9所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ4并不大于 温度 Τ5时, 打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵,打开内冷空冷器的 风机、 蓄冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀 门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ4 < Τ5, 内冷空冷器以预定比 例的功率进行运转。 11. 根据权利要求 10所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ5并不大于 温度 Τ6时, 关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风机, 打开内 冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第 四阀门、第五阀门, 其中 Τ5 < Τ6, 内冷空冷器以预定比例的功率进 转。 12. 根据权利要求 11所述的系统, 其特征在于, 控制器还在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ6时,打开内 冷主循环泵和外冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空 冷器的风机, 同时打开第一阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第二 阀门、 第三阀门, 其中内冷空冷器以预定比例的功率进 ¾转。 13. 根据权利要求 12所述的系统, 其特征在于, 所述系统还 包括第一定时器和第二定时器, 其中: 第一定时器, 用于在温度传感器测量的环境温度大于温度 T6 时开始计时; 控制器还在第一定时器计时达到 M个小时后关闭第一定时器, 打开蓄冷空冷器的风机, 打开第二阀门、 第三阀门, 关闭第一阀门、 第四阀门、 第五阀门, 并指示第二定时器开始计时, 并在第二定时 器计时达到 N个小时后关闭第二定时器, 重新根据温度传感器测量 的环境温度进行控制。 14. 根据权利要求 13所述的系统,其中 M和 N的取值范围是 10-12小时。 15. 一种控制循环冷却系统的方法, 其特征在于, 温度传感器对环境温度进行测量; 控制器根据温度传感器测量的环境温度对如权利要求 1所述的 循环冷却系统中的外冷循环装置中的外冷主循环泵、 蓄冷空冷器、 第一阀门、 第二阀门进行控制。 16. 根据权利要求 15所述的方法, 其特征在于, 控制器还根据温度传感器测量的环境温度对如权利要求 3所述 的内冷循环装置包括内冷主循环泵、 内冷空冷器、 第三阀门、 第四 阀门和第五阀门进行控制。 17. 根据权利要求 16所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度不大于温度 T1时,控制器打开外 冷主循环泵、 内冷主循环泵, 关闭蓄冷空冷器和内冷空冷器的 , 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀 门。 18. 根据权利要求 17所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的当前环境温度低于温度 T0、 JL¾L热设 止运行时, 控制器进一步打开第一阀门, 关闭第二阀门, 其中 το < Tl。 19. 根据权利要求 17所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 T1 并不大于温度 Τ2 时, 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开蓄冷空冷器的 风机, 关闭内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第 五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ1 < Τ2。 20. 根据权利要求 19所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ2 并不大于温度 Τ3 时, 控制器关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风机, 打开内 冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第 四阀门、第五阀门, 其中 Τ2 < Τ3, 内冷空冷器以预定比例的功率进 转。 21. 根据权利要求 20所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ3 并不大于温度 Τ4 时, 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的 风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第 五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ3 < Τ4, 内冷空冷器以预 定比例的功率进行运转。 22. 根据权利要求 21所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ4 并不大于温度 Τ5 时, 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开内冷空冷器和 蓄冷空冷器的风 , 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关 闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ4<Τ5, 内冷空冷器以预定比例的功 率进行运转。 23. 根据权利要求 22所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ5 并不大于温度 Τ6 时, 控制器关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风机, 打开内 冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第 四阀门、第五阀门, 其中 T5 < T6, 内冷空冷器以预定比例的功率进 转。 24. 根据权利要求 23所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ6时,控制器打开内冷 主循环泵和外冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷 器的风 , 同时打开第一阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第二阀 门、 第三阀门, 其中内冷空冷器以预定比例的功率进行运转。 25. 根据权利要求 24所述的方法, 其特征在于, 在温度传感器测量的环境温度大于温度 Τ6时,第一定时器开始 计时; 在第一定时器计时达到 Μ个小时后, 控制器还关闭第一定时 器, 打开蓄冷空冷器的风机, 打开第二阀门、 第三阀门, 关闭第一 阀门、 第四阀门、 第五阀门, 并指示第二定时器开始计时; 在第二定时器计时达到 Ν个小时后, 控制器关闭第二定时器, 并重新根据温度传感器测量的环境温度进行控制。 26. 根据权利要求 25所述的方法,其中 Μ和 Ν的取值范围是 10-12小时。 |
本发明属于冷却领域, 具体涉及一种循环冷却系统及控制循 环冷却系统的方法。 背景技术
目前在众多的发电、 输电设备中使用的一次冷却设备均采用密 闭循环的冷却系统。 为保证发热设备的温度在其材料可承受或工艺 要求的范围内, 一般有最大进水温度的要求。
以直流输电设备中的换流阀为例, 换流阀冷却设备中直接冷却 换流阀的一次冷却水为纯水, 该纯水将换流阀晶闸管发出的热量带 走。 为了能够循环利用该一次冷却水, 换流阀冷却设备必须配备专 用的室外冷却设备。
图 1为现有技术中密闭循环冷却设备的示意图。 如图 1所示, 现有的密闭循环冷却设备主要由主循环泵 1、稳压装置 2、 旁路水处 理装置 3、补水装置 4、 室外换热设备 5组成, 以便对发热设备 6进 行冷却。 其中主循环泵 1作为换流阀的一次冷却水循环的动力源; 稳压装置 2是系统稳定运行的必要前提和^?; 旁路水处理装置 3 是保证一次冷却水的水质满足换流阀要求的必 需设备; 补水装置 4 是在系统水量不足时必要的补充设施; 室外换热设备 5是保证换流 阀冷却要求的核心和保证,没有它整个换流阀 冷却设备将失去效用。
目前常用的室外冷却设备主要有闭式冷却塔和 空气冷却器两 种。
空气冷却器在环境温度较低时效果较好, 但是随着环境温度的 上升, 空气冷却器的性能会显著下降, 甚至起不到冷却的作用。 同 时空气冷却器耗电量较大, 运行成械高。 闭式冷却塔受环境温度影响较小,但是因蒸发 导致的 耗量 比较大, 为了确保闭式冷却塔能够正常工作, 需要连续对因蒸发而 损失的水进行补充, 因此运行成 ^高。 发明内容
本发明的目的是:提供一种循环冷却系统及控 制循环冷却系 统的方法, 从而在对发热设备进行有效冷却的同时, 有效地节省了 用水量和用电量。
本发明采用的技术方案是: 一种循环冷却系统, 所述系统包 括内冷循环装置、 板式换热器和外冷循环装置, 其中外冷循环装置 包括外冷主循环泵、 蓄冷水池、 水风板翅式换热器、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门, 其中:
内冷循环装置, 用于对发热 i殳备进行循环冷却;
板式换热器, 用于将来自外冷循环装置中的外冷却水和来自 内 冷循环装置中的内冷却氺 行热交换;
外冷循环装置, 用于对外冷却水进行冷却, 其中在外冷循环装 置中:
外冷主循环泵, 用于驱动外冷却水在外冷循环装置中循环; 蓄冷水池, 用于存储和冷却外冷却水, 并接收板式换热器提供 的外冷却水;
水风板翅式换热器,用于对来自蓄冷水池的外 冷却水进行冷却, 并将外冷却水提供给蓄冷空冷器;
蓄冷空冷器, 用于对来自水风板翅式换热器的外冷却水进行 冷 却, 并将外冷却水提供给板式换热器;
第一阀门, 用于控制将蓄冷水池存储的外冷却水提供给板 式换 热器;
第二阀门, 用于控制将蓄冷水池存储的外冷却水提供给水 风板 翅式换热器。
如上所述的循环冷却系统, 所述系统还包括温度传感器、 控制 器, 其中:
温度传感器, 用于周期性地对环境温度进行测量;
控制器, 用于相 ·据温度传感器测量的环境温度对外冷循环装 中的外冷主循环泵、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门进行控制。
如上所述的循环冷却系统, 内冷循环装置包括内冷主循环泵、 内冷空冷器、 第三阀门、 第四阀门和第五阀门, 其中在内冷循环装 置中:
内冷主循环泵, 用于驱动内冷却水在内冷循环装置中循环; 内冷空冷器, 用于对发热设备加热的内冷却 行冷却; 第三阀门, 用于控制内冷空冷器将内冷却 7 ^供给发热设备; 第四阀门,用于控制内冷空冷器将内冷却 7 ^供给板式换热器; 第五阀门, 用于控制板式换热器将内冷却 7j<^供给发热设备。 如上所述的循环冷却系统, 控制器还根据温度传感器测量的环 境温度对内冷循环装置中的内冷主循环泵、 内冷空冷器、第三阀门、 第四阀门和第五阀门进行控制。
如上所述的循环冷却系统, 控制器在温度传感器测量的环境温 度不大于温度 T1时,打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 关闭蓄冷 空冷器和内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五 阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量当前环 境温度低于温度 T0、 热设备停止运行时, 打开第一阀门, 关闭 第二阀门, 其中 Τ0 < Τ1。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 T1并不大于温度 Τ2时, 打开外冷主循环泵、 内冷主 循环泵, 打开蓄冷空冷器的风机, 关闭内冷空冷器的风机, 同时打 开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其 中 Tl < T2。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 Τ2并不大于温度 Τ3时, 关闭外冷主循环泵, 并关闭 蓄冷空冷器的 , 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第四阀门、 第五阀门, 其中 T2 < T3, 内冷 空冷器以预定比例的功率进行运转。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 Τ3并不大于温度 Τ4时, 打开外冷主循环泵、 内冷主 循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打 开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其 中 Τ3 < Τ4, 内冷空冷器以预定比例的功率进 转。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 Τ4并不大于温度 Τ5时, 打开外冷主循环泵、 内冷主 循环泵, 打开内冷空冷器的风机、 蓄冷空冷器的风机, 同时打开第 二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其中 Τ4 < Τ5, 内冷空冷器以预定比例的功率进 ^转。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 Τ5并不大于温度 Τ6时, 关闭外冷主循环泵, 并关闭 蓄冷空冷器的 , 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第四阀门、 第五阀门, 其中 T5 < T6, 内冷 空冷器以预定比例的功率进行运转。
如上所述的循环冷却系统, 控制器还在温度传感器测量的环境 温度大于温度 Τ6时,打开内冷主循环泵和外冷主循环泵,打 开内冷 空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第一阀门、 第四 阀门、 第五阀门, 关闭第二阀门、 第三阀门, 其中内冷空冷器以预 定比例的功率进行运转。 如上所述的循环冷却系统, 所述系统还包括第一定时器和第二 定时器, 其中:
第一定时器, 用于在温度传感器测量的环境温度大于温度 T6 时开始计时;
控制器还在第一定时器计时达到 M个小时后关闭第一定时器, 打开蓄冷空冷器的风机, 打开第二阀门、 第三阀门, 关闭第一阀门、 第四阀门、 第五阀门, 并指示第二定时器开始计时, 并在第二定时 器计时达到 N个小时后关闭第二定时器, 重新根据温度传感器测量 的环境温度进行控制。
如上所述的循环冷却系统,其中 M和 N的取值范围是 10-12小 时。
本发明还提供一种控制循环冷却系统的方法, 包括:
温度传感器对环境温度进行测量;
控制器根据温度传感器测量的环境温度对上述 循环冷却系统 中的外冷循环装置中的外冷主循环泵、 蓄冷空冷器、 第一阀门、 第 二阀门进行控制。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 控制器还根据温度传 感器测量的环境温度对如权利要求 3所述的内冷循环装置包括内冷 主循环泵、 内冷空冷器、 第三阀门、 第四阀门和第五阀门进行控制。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度不大于温度 T1时,控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环 泵, 关闭蓄冷空冷器和内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第 四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 当前环境温度低于温度 T0、 JL¾L热设^ ^止运行时, 控制器进一步 打开第一阀门, 关闭第二阀门, 其中 T0 < T1。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 T1并不大于温度 T2时,控制器打开外冷主循环 泵、 内冷主循环泵, 打开蓄冷空冷器的风机, 关闭内冷空冷器的风 机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第 三阀门, 其中 T1 < T2。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 Τ2并不大于温度 Τ3时,控制器关闭外冷主循环 泵, 并关闭蓄冷空冷器的 , 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷 器的风机, 同时打开第三阀门, 关闭第四阀门、 第五阀门, 其中 T2 < T3, 内冷空冷器以预定比例的功率进 ^转。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 Τ3并不大于温度 Τ4时,控制器打开外冷主循环 泵、 内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风 机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第 三阀门, 其中 Τ3 < Τ4, 内冷空冷器以预定比例的功率进行运转。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 Τ4并不大于温度 Τ5时,控制器打开外冷主循环 泵、 内冷主循环泵, 打开内冷空冷器和蓄冷空冷器的风机, 同时打 开第二阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门, 其 中 Τ4<Τ5, 内冷空冷器以预定比例的功率进行运转。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 Τ5并不大于温度 Τ6时,控制器关闭外冷主循环 泵, 并关闭蓄冷空冷器的 , 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷 器的风 , 同时打开第三阀门, 关闭第四阀门、 第五阀门, 其中 T5 < T6, 内冷空冷器以预定比例的功率进 ^转。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 Τ6 时, 控制器打开内冷主循环泵和外冷主循环 泵, 打开内冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第 一阀门、 第四阀门、 第五阀门, 关闭第二阀门、 第三阀门, 其中内 冷空冷器以预定比例的功率进行运转。
如上所述的控制循环冷却系统的方法, 在温度传感器测量的 环境温度大于温度 T6时, 第一定时器开始计时;
在第一定时器计时达到 M个小时后, 控制器还关闭第一定时 器, 打开蓄冷空冷器的风机, 打开第二阀门、 第三阀门, 关闭第一 阀门、 第四阀门、 第五阀门, 并指示第二定时器开始计时;
在第二定时器计时达到 N个小时后, 控制器关闭第二定时器, 并重新根据温度传感器测量的环境温度进行控 制。
如上所述的控制循环冷却系统的方法,其中 M和 N的取值范 围是 10-12小时。
与现有技术相比, 本发明的优点在于: 在对发热设备进行有 效冷却的同时, 有效地节省了用水量和用电量。 附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步 理解, 构成本 申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说 明用于解幹本发明, 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中:
图 1为现有技术中密闭循环冷却设备的示意图。
图 2为本发明循环冷却系统一个实施例的示意图
图 3为本发明循环冷却系统另一个实施例的示意 。
图 4为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 5为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 6为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 7为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 8为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 9为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 图 10为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 11为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 12为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。
图 13 为本发明控制循环冷却系统的方法一个实施例 的示意 图。
图 14为本发明控制循环冷却系统的方法另一个实 例的示意 图。
图 15为本发明控制循环冷却系统的方法另一个实 例的示意 图。 具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的详 细说明。
图 2为本发明循环冷却系统一个实施例的示意图 如图 2所 示, 循环冷却系统包括内冷循环装置 21、 板式换热器 22和外冷循 环装置 23, 用于对发热设备 24进行冷却。 其中外冷循环装置 23包 括外冷主循环泵 231、 蓄冷水池 232、 7J风板翅式换热器 233、 蓄冷 空冷器 234、 第一阀门 235和第二阀门 236, 其中:
内冷循环装置 21, 用于对发热 i殳备进行循环冷却。
板式换热器 22, 用于将来自外冷循环装置 23 中的外冷却水和 来自内冷循环装置 21中的内冷却水进行热交换。
外冷循环装置 23, 用于对外冷却水进行冷却。
其中在外冷循环装置 23中:
外冷主循环泵 231, 用于驱动外冷却水在外冷循环装置 23中循 环。
蓄冷水池 232, 用于存储和冷却外冷却水, 并接收板式换热器 22提供的外冷却水。
7j<^M 翅式换热器 233, 用于对来自蓄冷水池 232的外冷却水 进行冷却, 并将外冷却水提供给蓄冷空冷器 234。
蓄冷空冷器 234, 用于对来自水风板翅式换热器 233的外冷却 水进行冷却, 并将外冷却水提供给板式换热器 22。
第一阀门 235, 用于控制将蓄冷水池 232存储的外冷却水提供 给板式换热器 22。
第二阀门 236, 用于控制将蓄冷水池 232存储的外冷却水提供 给水 ^翅式换热器 233。
基于本发明上述实施例提供的循环冷却系统, 循环冷却系统包 括内冷循环装置、 板式换热器和外冷循环装置三部分, 其中内冷循 环装置用于对发热设备进行循环冷却; 板式换热器用于将来自外冷 循环装置中的外冷却水和来自内冷循环装置中 的内冷却水进行热交 换; 外冷循环装置, 用于对外冷却水进行冷却。 同时可以分别对外 冷循环装置中包括的外冷主循环泵、蓄冷水池 、水风板翅式换热器、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门进行控制。 从而在对发热设备进 行有效冷却的同时, 有效地节省了用水量和用电量。
根据本发明另一具体实施例, 循环冷却系统还包括温度传感器 和控制器, 其中:
温度传感器, 用于周期性地对环境温度进行测量。
控制器, 用于相 ·据温度传感器测量的环境温度对外冷循环装 中的外冷主循环泵、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门进行控制。
根据本发明另一具体实施例, 温度传感器的测量周期为半个小 时、 1个小时、 两个小时或其它合适的时间间隔。
图 3为本发明循环冷却系统另一实施例的示意图 其中图 3 中包括的板式换热器 22和外冷循环装置 23与图 2中所示的板式换 热器 22和外冷循环装置 23相同。图 3中的内冷循环装置 21具体包 括内冷主循环泵 211、内冷空冷器 212、第三阀门 213、第四阀门 214 和第五阀门 215。 其中在内冷循环装置 21中: 内冷主循环泵 211, 用于驱动内冷却水在内冷循环装置 21中循 环。
内冷空冷器 212, 用于对发热设备加热的内冷却水进行冷却。 第三阀门 213, 用于控制内冷空冷器 212将内冷却 7j<^供给发 热设备。
第四阀门 214, 用于控制内冷空冷器 212将内冷却 7j<^供给板 式换热器 22;
第五阀门 215, 用于控制板式换热器 22将内冷却 7j<^供给发热 设备。
根据本发明另一具体实施例, 循环冷却系统中的控制器还根据 温度传感器周期性测量的环境温度对内冷循环 装置 21 中的内冷主 循环泵 211、 内冷空冷器 212、 第三阀门 213、 第四阀门 214和第五 阀门 215进行控制。
根据本发明另一具体实施例, 温度传感器的测量周期为半个小 时、 1个小时、 两个小时或其它合适的时间间隔。
图 4为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 4 中, 当环境温度不大于温度 T1时,控制器打开外冷主循环泵 231、 内冷主循环泵 211, 关闭内冷空冷器 212和蓄冷空冷器 234的 >Wu、 打开第二阀门 236、第四阀门 214、第五阀门 215,关闭第一阀门 235、 第三阀门 213。
其中温度 T1由系统使用地点处的环境最低温度而定。在 发明 一个具体实施例中, 1 的取值范围为-10。〇~ -5。〇。
在该实施例中, 由于环境温度较低, 内冷空冷器 212和蓄冷空 冷器 234的风机全停, 系统只依赖内冷空冷器 212、蓄冷空冷器 234 的自然散热和自然通风的板翅式换热器 233的冷却来满足冷却的需 要。 在此实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大能耗只有 55KW„ 图 5为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 5 中, 当环境温度低于温度 το、 并且发热设备停止运行时, 为了防 止系统结冻, 可采用温度相对较高的蓄冷水池 232中的水进行补 偿的方式, 其中 TO < Tl, 该 Tl与图 4所示实施例中的温度 Tl 相同。 具体为, 在图 4所示实施例的基础上, 进一步打开外冷循 环装置 23中的第一阀门 235, 并关闭第二阀门 236。
在本发明一个具体实施例中, TO的取值范围为 -20。C ~ -10。C。 在该实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大能耗只有 55KW„
图 6为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 6 中, 在环境温度大于温度 T1并不大于温度 T2时, 控制器打开外冷 主循环泵 231、 内冷主循环泵 211, 打开蓄冷空冷器 234的 >WU, 关 闭内冷空冷器 212的风 , 同时打开第二阀门 236、 第四阀门 214、 第五阀门 215, 关闭第一阀门 235、 第三阀门 213, 其中 T1 < T2。
Tl与图 5所示的实施例中的温度 T1相同, T2由内冷空冷器 212在此环境温度范围内的散热量和自然通风的 水风板翅式换热器 233和蓄冷空冷器 234的设计冷却容量裕度确定, 当裕度越大时, T2的温度值越高。 在本发明一个具体实施例中, T2的取值范围为 5。C ~ 10。C。
在该实施例中, 系统只依赖内冷空冷器 212的自然散热、 蓄冷 空冷器 234的强制通风散热和板翅式换热器 233的自然通风就可以 满足冷却的需要。 在此实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最 大能耗为 121KW。
图 7为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 7 中, 在环境温度大于温度 T2并不大于温度 T3时, 控制器关闭外冷 主循环泵 231, 并关闭蓄冷空冷器 234的风机, 打开内冷主循环泵 211, 打开内冷空冷器 212的风机, 同时打开第三阀门 213, 关闭第 四阀门 214、 第五阀门 215, 其中 T2 < T3, 内冷空冷器 212以预定 比例的功率进 转。在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷器 212 以 50%的功率进 ¾转。
在该实施例中, Τ2与图 6所示的实施例中的温度 Τ2相同。 Τ3 由内冷空冷器 212 在此环境温度范围内时的设计冷却容量裕度确 定, 当裕 大, Τ3的温度值越高。 在本发明一个具体实施例中, Τ3的取值范围为 15 e C ~ 20 e C!。
在该实施例中,系统只依赖内冷空冷器 212中 50%的功率即可 满足冷却需要。 在此实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大 能耗为 132KW。
图 8为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 8 中, 在环境温度大于温度 T3并不大于温度 T4时, 控制器打开外冷 主循环泵 231、 内冷主循环泵 211, 打开内冷空冷器 212的 ^, 关 闭蓄冷空冷器 234的风 , 同时打开第二阀门 236、 第四阀门 214、 第五阀门 215, 关闭第一阀门 235、 第三阀门 213, 其中 T3 < T4, 内冷空冷器 212以预定比例的功率进行运转。 在本发明一个具体实 施例中, 内冷空冷器 212以 62%的功率进 ¾转。
在该实施例中, Τ3与图 7所示的实施例中的温度 Τ3相同。 Τ4 由在此环境温度范围内时内冷空冷器 212的设计冷却容量裕度和水 风板翅式换热器 233的设计容量确定, 当上述两者的任意其一的设 计冷却容量裕 L^大, T4的温度值越高。但出于节能及成本投资的 角度考虑, 可以考虑增大水风板翅式换热器的设计裕度。 在本发明 一个具体实施例中, T4的取值范围为 20°C ~ 30°C。
在该实施例中, 可仅依赖内冷空冷器 212即可满足冷却需要, 也可采用蓄冷水池 232夜间自然冷却, 白天启动板式换热器 233作 为内冷空冷器 212的辅助冷却设备的方式。 毫无疑问, 若采用内冷 空冷器 212的风机全开运转与水风板翅式换热器 233结合的方式则 无疑^ 使得冷却系统运行^ 节能。在该实施例中, 典型的一套 循环冷却系统的最大能耗为 220KW, 在夜间能耗能降低 20 %。
图 9为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 在图 9 中, 在环境温度大于温度 T4并不大于温度 T5时, 控制器打开外冷 主循环泵 231、 内冷主循环泵 211, 打开内冷空冷器 212的 >WU、 蓄 冷空冷器 234的风机, 同时打开第二阀门 236、 第四阀门 214、 第五 阀门 215, 关闭第一阀门 235、 第三阀门 213, 其中 T4 < T5, 内冷 空冷器 212以预定比例的功率进行运转。 在本发明一个具体实施例 中, 内冷空冷器 212以 70%的功率进 ¾转。
在该实施例中, Τ4与图 8所示的实施例中的温度 Τ4相同。 Τ5 由在此环境温度范围内时水风板翅式换热器的 设计容量确定, 当其 设计冷却容量裕 大, Τ5的温度值越高。 在本发明一个具体实施 例中, Τ5的取值范围为 30。C ~ 37。C。
在该实施例中, 可仅依赖内冷空冷器 212即可满足冷却需要, 也可采用蓄冷水池 232夜间自然冷却, 白天启动板式换热器 233作 为内冷空冷器 212的辅助冷却设备的方式。 毫无疑问, 若采用内冷 空冷器 212和蓄冷空冷器 234的风机全开运转与水风板翅式换热器 233 结合的方式则无疑^ 使得冷却系统运行^ 节能, 当然可以 在夜间启动蓄冷空冷器 234的风机以进一步对外冷却水进行冷却。 在该实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大能耗为 240KW。
图 10为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。在图 10 中, 在环境温度大于温度 T5并不大于温度 T6时, 控制器关闭外冷 主循环泵 231, 并关闭蓄冷空冷器 234的风机, 打开内冷主循环泵 211, 打开内冷空冷器 212的风机, 同时打开第三阀门 213, 关闭第 四阀门 214、 第五阀门 215, 其中 T5 < T6, 内冷空冷器 212以预定 比例的功率进 转。在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷器 212 以 100%的功率进行运转。 在该实施例中, T5与图 9所示的实施例中的温度 T5相同。 T6 由系统所在地的极端环境最高温度所决定, 在本发明一个具体实施 例中, T6的取值范围为 38。C ~ 42。C。
在该实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大能耗为 285KW„
图 11为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。在图 11 中, 在环境温度大于温度 T6时, 控制器打开内冷主循环泵 211和 外冷主循环泵 231, 打开内冷空冷器 212的风机, 关闭蓄冷空冷器 234的风 , 同时打开第一阀门 235、 第四阀门 214、 第五阀门 215, 关闭第二阀门 236、第三阀门 213。其中 T6与图 10所示的实施例中 的温度 T6相同, 内冷空冷器 212以预定比例的功率进 转。在本 发明一个具体实施例中, 内冷空冷器 212以 100%的功率进行运转。
图 12为本发明循环冷却系统又一个实施例的示意 。 为了进 一步节省能耗,控制器还在环境温度大于温度 T6时,控制器除按图 11所示方式进行控制外, 还指示温度传感器停止对环境温度进行测 量。
系统还包括第一定时器和第二定时器, 其中:
第一定时器, 用于在温度传感器测量的环境温度大于温度 T6 时开始计时。
控制器还在第一定时器计时达到 M个小时后关闭第一定时器, 在图 11所示的控制方式的基础上, 打开蓄冷空冷器 234的风机, 打 开第二阀门 236、 第三阀门 213, 关闭第一阀门 235、 第四阀门 214、 第五阀门 215, 如图 12所示, 并指示第二定时器开始计时, 并在第 二定时器计时达到 N个小时后关闭第二定时器, 指示温度传感器重 新开始测量的环境温度。
根据本发明的另一具体实施例, M和 N的取值范围是 10-12小 时。 例如, 当白天的温度超过 38°C, 系统会在第一定时器规定的 M个小时内一直采用图 11所述的实施例进行冷却, 而在经过 M 个小时, 此时可能处于夜间或温度较 38°C有明显降低, 此时一方 面利用内冷空冷器 212对内冷却水进行强制通风, 另一方面利用蓄 冷空冷器 234的强制通风和水风板翅式换热器 233的自然冷却对外 冷却水进行 N个小时的冷却, 以便在白天温度较高时利用经过冷却 的外冷却水进行冷却时能够节省能耗。
在该实施例中, 典型的一套循环冷却系统的最大能耗为 319KW„
根据以上实施例, 可将循环冷却系统的运行特点概括如下: 在环境温度较低时, 如小于 T2, 内冷空冷器风机 4^, 外冷循 环设备只依赖水风板翅式换热器和蓄冷空冷器 进行冷却。
在环境温度较高时, 例如在 Τ2和 Τ6之间, 采用内冷空冷器强 制通风运行并结合其它方式进行冷却。
当环境温度高于一定值时, 例如大于 Τ6, 此时内冷空冷器冷却 能力将不再能够满足冷却的需求, 因此需要使用在夜间冷却的外冷 却水作为内冷却水的冷却介质, 从而有效保证了环境最热时仍可满 热设备对冷却容量和冷却水温度的要求。
上述图 4-图 12所示实施例的最大能耗如表 1所示:
表 1 λΚ^ 1中可以看到, 本发明相比于现有技术, 节能效果有明显 改善, 并且随着环境温度的降低, 节能效果越好。
图 13为控制循环冷却系统的方法一个实施例的示 图。如图 13所示, 该控制循环冷却系统的方法如下:
步骤 101: 温度传感器周期性地对环境温度进行测量; 步骤 102: 控制器根据温度传感器测量的环境温度对如图 1所 示实施例中的外冷循环装置中的外冷主循环泵 、 蓄冷空冷器、 第一 阀门、 第二阀门进行控制。
基于本发明上述实施例提供的控制循环冷却系 统的方法,循环 冷却系统包括内冷循环装置、 板式换热器和外冷循环装置三部分, 其中内冷循环装置用于对发热设备进行循环冷 却; 板式换热器用于 将来自外冷循环装置中的外冷却水和来自内冷 循环装置中的内冷却 水进行热交换; 外冷循环装置, 用于对外冷却水进行冷却。 同时可 以分别对外冷循环装置中包括的外冷主循环泵 、 蓄冷水池、 7J风板 翅式换热器、 蓄冷空冷器、 第一阀门和第二阀门进行控制。 从而在 对发热设备进行有效冷却的同时, 有效地节省了用水量和用电量。
根据本发明另一具体实施例, 温度传感器的测量周期为半个小 时、 1个小时、 两个小时或其它合适的时间间隔。
图 14为控制循环冷却系统的方法一个实施例的示 图。如图 14所示, 该控制循环冷却系统的方法如下:
步骤 201: 温度传感器周期性地对环境温度进行测量。
步骤 202: 控制器根据温度传感器测量的环境温度对如图 1所 示实施例中的外冷循环装置中的外冷主循环泵 、 蓄冷空冷器、 第一 阀门、 第二阀门进行控制。
步骤 203: 控制器根据温度传感器测量的环境温度对如图 3所 示实施例中的内冷循环装置中的内冷主循环泵 、 内冷空冷器、 第三 阀门、 第四阀门和第五阀门进行控制。 图 15为控制循环冷却系统的方法一个实施例的示 图。如图
15所示, 该控制循环冷却系统的方法如下:
步骤 301: 温度传感器周期性地对环境温度进行测量。
步骤 302: 控制器判断环境温度是否不大于 T1时, 若环境温度 大于 T1则执行步骤 304; 若温度不大于 T1是执行步骤 303。 其中 T1的取值范围为 -10°C ~ -5°C。
步骤 303: 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 关闭蓄 冷空冷器和内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀门、 第 五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。 之后返回步骤 301。
在本发明另一具体实施方式中, 当环境温度低于 T0、 并 JL¾L热 设备停止工作时, 控制器在步骤 303的操作基础上进一步打开第一 阀门, 关闭第二阀门。 之后返回步骤 301。
其中 T0 < T1, TO的取值范围为 -15。C ~ -5。C。
步骤 304:控制器判断环境温度是否大于温度 T1并不大于温度 T2, 当环境温度满足该 , 则执行步骤 305, 否则执行步骤 306。 其中 Τ2>Τ1, Τ2的取值范围为 -5。C ~ 10。C。
步骤 305: 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开蓄 冷空冷器的风机, 关闭内冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第 四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。 之后返回步骤 301。
步骤 306:控制器判断环境温度是否大于温度 T2并不大于温度 T3, 当环境温度满足该 , 则执行步骤 307, 否则执行步骤 308。 其中 Τ3>Τ2, Τ3的取值范围为 15。C ~ 20。C。
步骤 307: 控制器关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风 机, 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀 门, 关闭第四阀门、 第五阀门。 其中内冷空冷器以预定比例的功率 进行运转。 在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷器以 50%的功率 进行运转。 之后返回步骤 301。 步骤 308:控制器判断环境温度是否大于温度 T3并不大于温度 T4, 当环境温度满足该 , 则执行步骤 309, 否则执行步骤 310。 其中 Τ4>Τ3, Τ4的取值范围为 20。C ~ 30。C。
步骤 309: 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开内 冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第 四阀门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。 其中内冷空冷器以 预定比例的功率进行运转。 在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷 器以 62%的功率进行运转。 之后返回步骤 301。
步骤 310:控制器判断环境温度是否大于温度 T4并不大于温度 T5, 当环境温度满足该奈件, 则执行步骤 311, 否则执行步骤 312。 其中 Τ5>Τ4, Τ5的取值范围为 30。C ~ 37。C。
步骤 311: 控制器打开外冷主循环泵、 内冷主循环泵, 打开内 冷空冷器的风机、 蓄冷空冷器的风机, 同时打开第二阀门、 第四阀 门、 第五阀门, 关闭第一阀门、 第三阀门。 其中内冷空冷器以预定 比例的功率进行运转。 在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷器以 70%的功率进行运转。 之后返回步骤 301。
步骤 312:控制器判断环境温度是否大于温度 T5并不大于温度 T6, 当环境温度满足该 , 则执行步骤 313, 否则执行步骤 314。 其中 Τ6>Τ5, Τ6的取值范围为 38。C ~ 42。C。
步骤 313: 控制器关闭外冷主循环泵, 并关闭蓄冷空冷器的风 机, 打开内冷主循环泵, 打开内冷空冷器的风机, 同时打开第三阀 门, 关闭第四阀门、 第五阀门。 其中内冷空冷器以预定比例的功率 进行运转。 在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷器以 100%的功 率进行运转。 之后返回步骤 301。
步骤 314: 控制器打开内冷主循环泵和外冷主循环泵, 打开内 冷空冷器的风机, 关闭蓄冷空冷器的风机, 同时打开第一阀门、 第 四阀门、 第五阀门, 关闭第二阀门、 第三阀门。 其中内冷空冷器以 预定比例的功率进行运转。 在本发明一个具体实施例中, 内冷空冷 器以 100%的功率进行运转。 之后返回步骤 301。
在本发明另一具体实施方式中, 当环境温度大于 T6时,在控制 器执行步骤 309中的控制操作后, 温度传感器停止对环境温度进行 测量, 第一定时器开始进行计时, 控制器在第一定时器计时达到 M 个小时后关闭第一定时器, 打开蓄冷空冷器 234的风机, 打开第二 阀门 236、 第三阀门 213, 关闭第一阀门 235、 第四阀门 214、 第五 阀门 215, 并指示第二定时器开始计时。 当第二定时器计时达到 N 个小时后, 关闭第二定时器, 温度传感器重新开始测量的环境温度。 之后返回步骤 301。
根据本发明的另一具体实施例, M和 N的取值范围是 10-12小 时。
最后应当说明的是: 以上实施例仅用以说明本发明的技术方 案而非对其限制; 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说 明, 所属领域的普通技术人员应当理解: 依然可以对本发明的具 体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行 等同替换; 而不脱 离本发明技术方案的精神, 其均应涵盖在本发明请求保护的技术 方案范围当中。
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