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Title:
CIRCULATING COOLING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING CIRCULATING COOLING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/078842
Kind Code:
A1
Abstract:
A circulating cooling system and a method for controlling the circulating cooling system. The circulating cooling system is divided into three parts, namely an internal cooling circulation apparatus (21), a plate heat exchanger (22), and an external cooling circulation apparatus (23). The internal cooling circulation apparatus is for use in circulative cooling of a heat-generating apparatus (24). The plate heat exchanger is for use in heat exchange between external cooling water from the external cooling circulation apparatus and internal cooling water from the internal cooling circulation apparatus. The external cooling circulation apparatus is for use in cooling the external cooling water. Also, allowed is control respectively of an external cooling main circulator pump (231), a thermal-storage water pool (232), a water-/air-cooled plate-fin heat exchanger (233), a thermal-storage air cooler (234), a first valve (235), and a second valve (236) comprised in the external cooling circulation apparatus, thus water consumption and electricity consumption are effectively conserved while cooling the heat-generating apparatus.

Inventors:
DING YIGONG (CN)
YAO WEIZHENG (CN)
ZHANG JIAN (CN)
RUAN WEIHUA (CN)
WANG DAWEI (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/076186
Publication Date:
June 06, 2013
Filing Date:
May 29, 2012
Export Citation:
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Assignee:
STATE GRID CORP CHINA (CN)
XUCHANG XUJI JING RUI SCIENCE & TECHNOLOGY CO LTD (CN)
DING YIGONG (CN)
YAO WEIZHENG (CN)
ZHANG JIAN (CN)
RUAN WEIHUA (CN)
WANG DAWEI (CN)
International Classes:
H02M1/00; H05K7/20
Foreign References:
CN201774788U2011-03-23
CN201852343U2011-06-01
CN1891994A2007-01-10
CN101694357A2010-04-14
JPS54146444A1979-11-15
Attorney, Agent or Firm:
CCPIT PATENT AND TRADEMARK LAW OFFICE (CN)
中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 (CN)
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Claims:

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。

Description:
循环冷却系统及控制循环冷却系统的方法 技术领域

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。