一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统的制作方法

1.本发明涉及地铁中央空调技术领域，具体为一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统。


背景技术：

2.随着地铁轨道交通线网总规模的增长，地铁在方便市民出行的同时，也产生了巨大的能耗，其中冷水机房的能耗在地铁中央空调中占比最大。
3.在夏热冬暖地区，地铁中央空调的能耗较大，而且冷却塔安装空间较少，更有部分安装在下沉地面，导致由冷却水泵以及冷却塔等设备组成的冷却水系统运行条件较差，且该空间自成一个小气候，现有的冷却水系统及冷水主机整体的能耗较高。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统，能够解决上述技术问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统，高效节能冷却水系统包括冷却水泵、冷却塔以及室外气象站，高效节能冷却水系统还包括流量计、电动调节阀、温度传感器以及高效冷却控制系统；各个冷却塔的进水管均安装有流量计以及电动调节阀，高效冷却控制系统用于根据流量计的流量读数相应调节电动调节阀，以使得各个冷却塔分水平衡；高效冷却控制系统还用于根据冷却水主管的总流量以及各个冷却塔的最少运行流量控制冷却塔的启动台数；各个冷却塔的出水管均安装有温度传感器，高效冷却控制系统还用于根据温度传感器、室外气象站的湿球温度以及冷却塔的逼近度阈值控制冷却塔的风机频率，其中温度传感器用于测量冷却塔的出水温度；高效冷却控制系统还用于根据室外气象站的湿度值调整冷却塔的逼近度阈值；高效冷却控制系统还用于在室外气象站的湿球温度低于预设的湿球温度阈值时，进一步的，当冷却塔的出水温度低于预设的第一出水温度阈值时停止冷却塔的风机的运行，当冷却塔的出水温度达到预设的第二出水温度阈值时启动冷却塔的风机。
8.优选的，高效冷却控制系统具体用于判断冷却塔的逼近度实时值是否小于冷却塔的逼近度阈值，若是则控制降低冷却塔的风机频率，其中冷却塔的逼近度实时值＝冷却塔的出水温度
‑
室外气象站的湿球温度。
9.优选的，高效节能冷却水系统还包括变频控制柜，变频控制柜与冷却塔的风机连接，高效冷却控制系统通过变频控制柜控制冷却塔的风机频率。
10.优选的，高效冷却控制系统具体用于当室外气象站的湿度值增大时，提高冷却塔的逼近度阈值，以使得冷却塔的风机相应降低的功耗大于冷水主机相应增大的功耗。
11.优选的，高效冷却控制系统还用于根据冷却水泵的功耗及冷水主机的功耗调整冷
却水泵的运行模式。
12.优选的，冷却水泵的运行模式包括变频变流量运行模式以及定频定流量运行模式。
13.优选的，高效冷却控制系统具体用于当冷却水泵的流量降低时，判断冷却水泵相应降低的功耗是否大于冷水主机相应增大的功耗，若是则控制冷却水泵保持变频变流量运行模式，否则将冷却水泵的运行模式调整为定频定流量运行模式。
14.优选的，高效冷却控制系统具体用于根据冷却水主管的总流量，在满足各个冷却塔的最少运行流量的前提下，控制启动运行最大数量的冷却塔。
15.优选的，第一出水温度阈值为20℃，第二出水温度阈值为23℃。
16.优选的，高效节能冷却水系统还包括水质检测装置，高效冷却控制系统还用于将水质检测装置测得的水质数据与水质标准数据作对比以获得对比结果，当对比结果为水质不达标时进行预警提醒。
17.(三)有益效果
18.与现有技术相比，本发明提供了一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统，具备以下有益效果：(1)本发明的高效节能冷却水系统包括有流量计以及电动调节阀，高效冷却控制系统用于根据流量计的流量读数相应调节电动调节阀，以使得各个冷却塔分水平衡，可平衡各个冷却塔的风机功耗，从而有效降低冷却塔的整体功耗；(2)高效冷却控制系统还用于根据冷却水主管的总流量以及各个冷却塔的最少运行流量控制冷却塔的启动台数，以充分扩大冷却塔的换热面积，从而有效降低冷却塔的风机功耗；(3)本发明各个冷却塔的出水管均安装有温度传感器，高效冷却控制系统还用于根据温度传感器、室外气象站的湿球温度以及冷却塔的逼近度阈值控制冷却塔的风机频率，有效降低冷却塔的风机功耗；(4)本发明的高效冷却控制系统还用于根据室外气象站的湿度值调整冷却塔的逼近度阈值，以降低冷却塔及冷水主机两者的整体功耗；(5)高效冷却控制系统还用于在室外气象站的湿球温度低于预设的湿球温度阈值时，进一步的，当冷却塔的出水温度低于预设的第一出水温度阈值时停止冷却塔的风机的运行，当冷却塔的出水温度达到预设的第二出水温度阈值时启动冷却塔的风机，以实现在过度季节有效降低冷却塔的风机功耗。本发明的高效节能冷却水系统的节能减耗效果较好。
附图说明
19.图1为本发明一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统的原理框图。
20.图中标号为：1冷却水泵、2冷却塔、3室外气象站、4流量计、5电动调节阀、6温度传感器、7高效冷却控制系统、8变频控制柜、9水质检测装置。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明公开了一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统，高效节能冷却水系统包括冷却水泵1、冷却塔2、室外气象站3、流量计4、电动调节阀5、温度传感器6以及高效冷却控制系统7。
23.各个冷却塔2的进水管均安装有流量计4以及电动调节阀5，高效冷却控制系统7用于根据流量计4的流量读数相应调节电动调节阀5，以使得各个冷却塔2分水平衡，可平衡各个冷却塔2的风机功耗，从而有效降低冷却塔2的整体功耗。例如冷却塔a的流量读数小于冷却塔b的流量读数，则增大a的电动调节阀以使得a的流量增大，同时减小b的电动调节阀以使得b的流量减小。
24.高效冷却控制系统7还用于根据冷却水主管的总流量以及各个冷却塔2的最少运行流量控制冷却塔2的启动台数。高效冷却控制系统7具体用于根据冷却水主管的总流量，在满足各个冷却塔2的最少运行流量的前提下，控制启动运行最大数量的冷却塔2，以充分扩大冷却塔2的换热面积，从而有效降低冷却塔2的风机功耗。
25.各个冷却塔2的出水管均安装有温度传感器6，高效冷却控制系统7还用于根据温度传感器6、室外气象站3的湿球温度以及冷却塔的逼近度阈值控制冷却塔2的风机频率，其中温度传感器6用于测量冷却塔2的出水温度。高效冷却控制系统7具体用于判断冷却塔的逼近度实时值是否小于冷却塔的逼近度阈值，若是则控制降低冷却塔2的风机频率，其中冷却塔的逼近度实时值＝冷却塔的出水温度
‑
室外气象站的湿球温度。高效节能冷却水系统7还包括变频控制柜8，变频控制柜8与冷却塔2的风机连接，高效冷却控制系统7通过变频控制柜8控制冷却塔2的风机频率。冷却塔的逼近度阈值的国标值为4℃。
26.高效冷却控制系统7还用于根据室外气象站3的湿度值调整冷却塔的逼近度阈值。高效冷却控制系统7具体用于当室外气象站的湿度值增大时，提高冷却塔的逼近度阈值，以使得冷却塔2的风机相应降低的功耗大于冷水主机相应增大的功耗。应理解，室外气象站的湿度值增大时，冷却塔2的换热能力会下降，在同样的逼近度下冷却塔2的风机功耗会增大，通过提高冷却塔的逼近度阈值，使得冷却塔2的风机功耗会降低，此时冷却塔的出水温度会上升从而导致冷水主机的功耗会增大，因此从节能减耗角度考虑，冷却塔的风机相应降低的功耗大于冷水主机相应增大的功耗。例如当室外气象站的湿度值增大时，将冷却塔的逼近度阈值由3.5℃提高为4℃，此冷却塔的逼近度阈值提高操作：使得冷却塔的风机相应降低的功耗为a(kw)，使得冷水主机相应增大的功耗为b(kw)，其中a>b，a
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b的差值即对应的节能量，即实现降低冷却塔的风机及冷水主机两者的整体功耗。
27.高效冷却控制系统7还用于在室外气象站的湿球温度低于预设的湿球温度阈值时，进一步的，当冷却塔的出水温度低于预设的第一出水温度阈值时停止冷却塔2的风机的运行，当冷却塔的出水温度达到预设的第二出水温度阈值时启动冷却塔2的风机，以实现在过度季节，室外气象站的湿球温度较低时，有效降低冷却塔2的风机功耗。具体的，第一出水温度阈值为20℃，所述第二出水温度阈值为23℃；第一出水温度阈值及第二出水温度阈值可根据冷水主机的实际运行条件要求进行调整。
28.可以理解，本发明一种用于地铁中央空调冷水机房的高效节能冷却水系统具备以下有益效果：(1)本发明的高效节能冷却水系统包括有流量计以及电动调节阀，高效冷却控制系统用于根据流量计的流量读数相应调节电动调节阀，以使得各个冷却塔分水平衡，可平衡各个冷却塔的风机功耗，从而有效降低冷却塔的整体功耗；(2)高效冷却控制系统还用
于根据冷却水主管的总流量以及各个冷却塔的最少运行流量控制冷却塔的启动台数，以充分扩大冷却塔的换热面积，从而有效降低冷却塔的风机功耗；(3)本发明各个冷却塔的出水管均安装有温度传感器，高效冷却控制系统还用于根据温度传感器、室外气象站的湿球温度以及冷却塔的逼近度阈值控制冷却塔的风机频率，有效降低冷却塔的风机功耗；(4)本发明的高效冷却控制系统还用于根据室外气象站的湿度值调整冷却塔的逼近度阈值，以降低冷却塔及冷水主机两者的整体功耗；(5)高效冷却控制系统还用于在室外气象站的湿球温度低于预设的湿球温度阈值时，进一步的，当冷却塔的出水温度低于预设的第一出水温度阈值时停止冷却塔的风机的运行，当冷却塔的出水温度达到预设的第二出水温度阈值时启动冷却塔的风机，以实现在过度季节有效降低冷却塔的风机功耗。本发明的高效节能冷却水系统的节能减耗效果较好。
29.此外，高效冷却控制系统7还用于根据冷却水泵1的功耗及冷水主机的功耗调整冷却水泵1的运行模式。冷却水泵1的运行模式包括变频变流量运行模式以及定频定流量运行模式，其中变频变流量运行模式也即冷却水泵1定温差运行。
30.高效冷却控制系统7具体用于当冷却水泵1的流量降低时，应理解此时冷却水泵1处于变频变流量运行模式，高效冷却控制系统7判断冷却水泵1相应降低的功耗是否大于冷水主机相应增大的功耗，若是则控制冷却水泵1保持变频变流量运行模式，否则将冷却水泵1的运行模式调整为定频定流量运行模式。
31.应理解，冷却水泵1的流量降低是通过降低冷却水泵1的频率而实现的，具体可通过变频控制柜控制冷却水泵1的频率，当冷却水泵1的流量降低时，冷却水泵1的功耗也相应降低，但冷却水出水温度会上升从而导致冷水主机的功耗会增大。例如当冷却水泵的流量降低时：冷却水泵相应降低的功耗为a(kw)，冷水主机相应增大的功耗为b(kw)，若判断得到a>b，则控制冷却水泵保持变频变流量运行模式，此时a
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b的差值即冷却水泵处于变频变流量运行模式的节能量；若判断得到a<b，则将冷却水泵的运行模式由变频变流量运行模式调整为定频定流量运行模式。
32.此外，冷却水的水质不符合要求的话，会对空调系统的设备运行效率和设备、管道使用寿命等产生很大影响，因此高效节能冷却水系统7还可包括水质检测装置9，高效冷却控制系统7还用于将水质检测装置9测得的水质数据与水质标准数据作对比以获得对比结果，当对比结果为水质不达标时进行预警提醒。水质检测装置9用于检测冷却水的水质，其中冷却水包括冷水机房使用的循环水和补充水，水质标准数据包括ph值、浊度、电导率、钙硬度、总碱度等不同方面，例如补充水的ph值的标准要求为6.5
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8.5，循环水的ph值的标准要求为7.5
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9.5。当对比结果为水质不达标时进行预警提醒，以对不达标的冷却水通过化学处理等方式进行处理，化学处理所使用的化学药剂根据其主要功能可分为阻垢剂、缓蚀剂和杀生剂等。
33.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。