冷却系统的控制装置制造方法及图纸

技术编号:12269267 阅读:124 留言:0更新日期:2015-11-04 10:46
在冷却系统中,无需高价的干湿球温度测量用的传感器,只用冷却水温度测量用的传感器就进行与使用了干湿球温度测量用传感器的控制同等的控制,即使是在无法得到与冷却风扇或冷却水泵的转速相符的冷却效果的外界空气条件下,也减少变频器装置的能量消耗量。具备冷却塔(1)、冷冻机(2)、设置于冷却塔(1)的冷却风扇(11)、使冷却水在冷却塔(1)与冷冻机(2)之间循环的冷却水泵(21)、检测冷却塔(1)的入口的冷却水温度的入口温度传感器(7)以及对冷却风扇(11)进行可变速控制的变频器装置(12),其中,在变频器装置(12)的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的入口温度检测值(T2)上升的输出频率,以后基于所存储的输出频率来运转变频器装置(12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却系统的控制装置
本专利技术涉及一种用于空调设备等的、在冷却塔与冷冻机之间循环使用冷却水的冷却系统的控制装置。
技术介绍
一般来说,用于空调设备等的冷却系统具备冷却塔、冷冻机以及作为冷却负载的空调机,在冷却塔中被冷却的冷却水通过冷却水泵被送至冷冻机,在冷冻机中与冷却空调机的冷水进行热交换。作为与这种冷却系统的控制装置有关的技术,例如在专利文献1中有所记载。在该冷却系统中,由冷冻机制造的冷水通过冷水泵被送至空调机,经过与空调机的热交换后返回至冷冻机。另一方面,冷却塔中设置有用于对冷却水进行风冷的冷却风扇,在冷却塔中被冷却的冷却水通过冷却水泵被送至冷冻机,经过冷冻机内的热交换后返回至冷却塔。在该冷却水的配管上设置有检测冷却塔入口的冷却水温度的入口温度传感器和检测冷却塔出口的冷却水温度的出口温度传感器这双方或任一方。作为这种冷却系统的控制方式,有“冷却风扇的控制”、“冷却水泵的控制”、“控制冷却风扇和冷却水泵这双方”等,基于冷却水的入口温度、出口温度的检测值来调节变频器(inverter)装置的输出频率,由此控制冷却风扇、冷却水泵的转速来调整冷却风的风量、冷却水的流量。下面说明“冷却风扇的控制”,而关于“冷却水泵的控制”、“控制冷却风扇和冷却水泵这双方”也能够同样地考虑,无论哪个情况都是通过以下控制来进行控制的:以使冷却塔入口的冷却水温度固定的方式进行控制的入口温度固定控制、以使冷却塔出口的冷却水温度固定的方式进行控制的出口温度固定控制、或者以使冷却水的冷却塔入口温度与出口温度的温度差固定的方式进行控制的温度差固定控制。通过控制冷却风扇而进行的入口温度固定控制如下:检测冷却塔入口的冷却水入口温度,通过变频器装置对驱动冷却风扇的风扇电动机的转速进行控制,使得冷却水入口温度的检测值与预先设定的入口温度设定值一致。在该入口温度固定控制中,在冷却水入口温度低的情况下,不太需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此降低变频器装置的输出频率来降低风扇电动机的转速;反之在冷却水入口温度高的情况下,需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此提高变频器装置的输出频率来提高风扇电动机的转速。另外,通过控制冷却风扇而进行的出口温度固定控制如下:检测冷却塔出口的冷却水出口温度,通过变频器装置对驱动冷却风扇的风扇电动机的转速进行控制,使得冷却水出口温度的检测值与预先设定的出口温度设定值一致。在该出口温度固定控制中,在冷却水出口温度低的情况下,不太需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此降低变频器装置的输出频率来降低风扇电动机的转速;反之在冷却水出口温度高的情况下,需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此提高变频器装置的输出频率来提高风扇电动机的转速。并且,通过控制冷却风扇而进行的温度差固定控制如下:根据冷却塔入口的冷却水入口温度和冷却塔出口的冷却水出口温度的检测值来求出冷却水入口温度与冷却水出口温度的温度差,通过变频器装置对驱动冷却风扇的风扇电动机的转速进行控制,使得该温度差成为固定温度。在该温度差固定控制中,在冷却水入口与出口的温度差小的情况下,不太需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此降低变频器装置的输出频率来降低风扇电动机的转速;反之在温度差大的情况下,需要在冷却塔中对冷却水进行冷却,因此提高变频器装置的输出频率来提高风扇电动机的转速。专利文献1:日本特开2000-283527号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在上述冷却系统中,冷却塔一般是利用水的蒸发热(潜热)的开放式冷却塔,无论是在上述入口温度固定控制、出口温度固定控制、温度差固定控制的哪一个情况下,都在冷却塔中利用蒸发热对冷却水进行冷却。然而,该冷却方法是有限度的,在其原理上无法将冷却水温度降低到外界空气的湿球温度以下。在冷却塔中对冷却水进行冷却时,在外界空气温度高、外界空气湿度低的情况下冷却水温度显著下降,但在外界空气温度低、外界空气湿度高的情况下几乎无法期待冷却水温度的降低。由于在上述入口温度固定控制、出口温度固定控制或温度差固定控制中与外界空气湿度无关地以使冷却水温度或冷却水温度差成为设定温度的方式控制冷却风扇的风扇电动机的转速,因此有时尽管处于几乎无法期待冷却塔中的冷却水温度的降低效果的外界空气条件,但还是超过所需程度地将风扇电动机的转速控制得高。例如,在外界空气温度低、外界空气湿度高的情况下,不太能期待利用水的蒸发热来使冷却水的温度下降,因此不管怎么增大风扇电动机的转速,冷却水温度也不那么下降。若在这种情况下也进行入口温度固定控制、出口温度固定控制或温度差固定控制,则会为了使冷却水温度成为设定值而使输出频率逐渐上升,但是冷却水温度并不下降,因此变频器装置所输出的频率不久就达到上限频率(或最高频率、PID输出上限限幅),变频器装置以该上限频率持续运转。这样,存在以下问题:尽管由于外界空气条件而无法得到与风扇电动机的转速相符的冷却效果,但是变频器装置还是输出超过所需程度地高的频率,因此消耗无谓的电力。作为针对该问题的对策,可考虑根据外界空气的干球温度与湿球温度的关系来计算相对湿度以控制变频器装置的输出频率。然而,在该情况下,除了冷却水温度测量用传感器以外,还需要用于测量外界空气的干球温度、湿球温度的干湿球温度测量用传感器等多个传感器,而且一般来说干湿球温度测量用传感器的价格高,因此存在装置的成本上升的问题。本专利技术是为了解决如上所述的问题而完成的,其目的在于提供一种无需高价的干湿球温度测量用的传感器而只用冷却水温度测量用的传感器就能够进行与使用了干湿球温度测量用传感器的控制同等的控制的冷却系统的控制装置。用于解决问题的方案为了达到上述目的,设本专利技术是一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇(或冷却水泵)进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的入口温度上升的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇(或冷却水泵)。另外,设本专利技术是一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置具备:出口温度传感器,其检测上述冷却塔的出口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇(或冷却水泵)进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的出口温度上升的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇(或冷却水泵)。另外,设本专利技术是一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的本文档来自技高网
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冷却系统的控制装置

【技术保护点】
一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的入口温度上升的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.08 JP 2013-0802321.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的入口温度上升的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇。2.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:出口温度传感器,其检测上述冷却塔的出口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的出口温度上升的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇。3.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;出口温度传感器,其检测上述冷却塔的出口的冷却水温度;运算部,其运算上述冷却水的入口温度与出口温度的温度差;变频器装置,其以使上述温度差与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致上述温度差变大的输出频率,基于所存储的该输出频率来控制上述冷却风扇。4.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的入口温度上升的温度,基于所存储的该温度来控制上述冷却风扇。5.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:出口温度传感器,其检测上述冷却塔的出口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致冷却水的出口温度上升的温度,基于所存储的该温度来控制上述冷却风扇。6.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;出口温度传感器,其检测上述冷却塔的出口的冷却水温度;运算部,其运算上述冷却水的入口温度与出口温度的温度差;变频器装置,其以使上述温度差与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却风扇进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储即使降低输出频率也不会导致上述温度差变大的温度差,基于所存储的该温度差来控制上述冷却风扇。7.一种冷却系统的控制装置,该冷却系统具备冷却塔、冷冻机、设置于上述冷却塔的冷却风扇以及使冷却水在上述冷却塔与上述冷冻机之间循环的冷却水泵,该冷却系统的控制装置的特征在于,具备:入口温度传感器,其检测上述冷却塔的入口的冷却水温度;变频器装置,其以使上述冷却水温度的温度检测值与预先决定并设定的设定值一致的方式运算指令值,产生基于该指令值的输出频率的交流电压来对上述冷却水泵进行可变速控制;以及湿球温度估计控制部,其在上述变频器装置的输出频率达到上限频率的情况下,使输出频率逐渐下降,存储...

【专利技术属性】
技术研发人员:河野博之
申请(专利权)人:富士电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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