工业循环水系统组合节能实验系统技术方案

本发明专利技术提供了一种工业循环水系统组合节能实验系统，包括：监控子系统、数据采集子系统和水循环装置；监控子系统包括信号处理单元、变频调速单元、智能控制阀；信号处理单元分别与变频调速单元、智能控制阀通信，水循环装置包括水箱、水泵、等效换热器、冷却塔；水箱的出口通过水泵连至等效换热器，等效换热器的换热出口通过智能控制阀连至冷却塔的进水口；监控子系统与数据采集子系统和水循环子系统电性连接，监控子系统通过数据采集子系统获取、显示、输出水循环装置各部分的运行信息，并响应外部操作对水循环装置的工作状态进行改变。通过更换或切换组件实现单项节能技术或节能技术组合能效评估，直观地展现节能原理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验系统，具体地，涉及一种工业循环水系统组合节能实验系统。
技术介绍
工业循环水系统是工业企业内大量采用的工艺系统，其能耗往往占据工业用电的20%以上，系统的节能有助于工业企业的节能减排和增强行业竞争力。由于在设计时难以全面预测系统管网的阻力和生产工艺的实际需求，致使系统中设计余量往往很大，根据设计建成的循环水系统不能在最优能耗状况下运行。同时，随着生产状况的变化、设备状态的变化和环境的变化，使得工业循环水系统经常处于变工况运行状态，运行能耗不能始终保持在较低状态。巨大的运行能耗和可观的节能潜力使得工业循环水系统节能方兴未艾，但目前所用的节能技术通常只局限于高效栗技术，变频调速技术，水动力风机冷却塔技术中的某一种节能技术。虽然工业循环水系统具有一定的共性，但要做到最大化的节能，可持续的节能，则必须考虑每个工业循环水系统的个性特点，单纯采用某种单项节能技术并不是最优选择，尤其是要求实现持续最大化节能时，因为工业循环水系统中，每个组件都在消耗一定的能量，如果只从循环水栗，或冷却塔风机角度采取单一的节能措施，则可节省的能量有限。例如，采用高效栗节能技术对循环水栗进行替换改造，一定程度上提高了栗的运行效率，降低了能耗，但并不能消除由于水量分配不均，水力不平衡引起的多送循环水引起的能耗。再如，单纯采用变频调速技术并不能改变栗本身效率低的不足。因此，为了保证持续最大化节能，有必要采用组合节能技术，即通过对工业循环水系统的组成设备、工艺需求、设备状态和环境条件的调研，对其进行能效分析，获得各组成设备所需消耗的能量，从而确定出可用的节能技术组合，再通过节能效益以及投资决策分析得出最终的工业循环水组合节能系统。组合节能技术虽然可解决工业循环水系统的持续最大化节能的问题，但在实际应用后是否会产生如预期的效果，则需要提前做模拟分析。除通过数值实验分析外，还可以通过模拟实验分析进行评估。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种工业循环水系统组合节能实验系统。本专利技术设计的一种工业循环水系统组合节能实验系统，用以模拟工业循环水系统中采用了包括变频调速节能、三元流高效水栗节能、高效电机节能、水力平衡节能、水动风机节能等单项节能技术在内的一种或多种节能技术后的节能原理和节能效果，从而可为评估节能技术组合提供参考，并为最终实现工业循环水系统的持续最大化节能提供参考依据。根据本专利技术提供的一种工业循环水系统组合节能实验系统，包括:监控子系统、数据采集子系统和水循环装置；所述监控子系统包括信号处理单元、变频调速单元、智能控制阀；所述信号处理单元分别与所述变频调速单元、智能控制阀通信， 所述数据采集子系统至少用于监测所述水循环装置流量、温度、压力、电能、电流、电压、转速、阀门开度； 所述水循环装置包括水箱、水栗、等效换热器、冷却塔；所述水箱的出口通过所述水栗连至所述等效换热器，所述等效换热器的换热出口通过所述智能控制阀连至所述冷却塔的进水口 ； 所述监控子系统与所述数据采集子系统和水循环子系统电性连接，所述监控子系统通过所述数据采集子系统获取、显示、输出所述水循环装置各部分的运行信息，并响应外部操作对所述水循环装置的工作状态进行改变。进一步地，所述水栗至少包括一个低效节能栗和一个高效节能栗；所述低效节能栗和高效节能栗分别与所述监控子系统相连，所述监控子系统还用于分别控制各个所述低效节能栗和高效节能栗的转速； 所述水循环装置包括出水母管；所述低效节能栗和高效节能栗分别与所述出水母管相连，水从所述水箱中被所述低效节能栗和高效节能栗抽出后汇流至所述出水母管中，并经过所述出水母管进入所述等效换热器。进一步地，所述数据采集子系统还用于分别实时监测所述低效节能栗和高效节能栗的能耗，并将该低效节能栗和高效节能栗的能耗发送至所述信号处理单元。进一步地，所述水循环装置包括若干个所述等效换热器和回水母管，水从若干个所述等效换热器流出后汇流至所述回水母管，并通过该回水母管进入所述冷却塔； 每个所述等效换热器的换热出口均设有一个所述智能控制阀，所述智能控制阀用于根据所述信号处理单元的控制信号改变阀门开度并至少测得温度信息。进一步地，每个所述等效换热器分别与所述监控子系统电性相连，所述监控子系统还用于分别控制各个所述等效换热器的换热功率。进一步地，所述数据采集子系统还用于分别实时监测所述等效换热器的能耗。进一步地，所述数据采集子系统包括第一压力计、第一温度传感器、第一流量计和电表; 所述第一温度传感器、第一压力计和第一流量计设于所述等效换热器的换热入口，监测进入所述等效换热器前的第一水温、第一水压、第一流量，所述电表用于获取整个水循环装置的能耗。8、根据权利要求7所述的一种工业循环水系统组合节能实验系统，其特征在于，所述监控子系统包括显示模块和控制模块； 所述控制模块用于响应外部操作对所述水循环装置的工作状态进行改变； 所述显示模块用于显示包括所述第一压力计、第一温度传感器、第一流量计和电表监测的所述水循环装置各部分的运行信息。进一步地，所述冷却塔为机械通风逆流式冷却塔；所述机械通风逆流式冷却塔的轴流风机包括电机拖动风机和水轮机拖动风机；所述监控子系统还用于控制所述电机拖动风机和/或水轮机拖动风机的开关； 所述数据采集子系统还用于监测所述冷却塔的能耗。进一步地，所述等效换热器设置在所述水箱的顶部，所述冷却塔安装在所述等效换热器的顶部，所述监控子系统安装于所述冷却塔的侧面，所述水栗设于所述监控子系统下方。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果: 1)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置是集合了包括变频调速节能、三元流高效水栗节能、高效电机节能、水力平衡节能、水动风机节能等多种工业循环水系统节能技术的成套系统，装置中包括了工业循环水系统的主要组件，且具有多种对比实验部件，方便自由组合搭配形成组合节能设备系统； 2)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置通过巧妙的三维布置，使得整个装置在具有上述强大功能的情况下结构十分紧凑； 3)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置，可以通过更换或切换组件实现运单项节能技术或节能技术组合能效评估，直观地展现节能原理； 4)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置，除可各自独立手动调节外，还集成了自动控制功能，可模拟工业循环水不同的控制工艺，如恒压控制、恒温控制等； 5)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置，通过自动数据采集、自动数据处理、自动输出报表实现了数据处理、存储、检索、输出的智能化； 6)本专利技术提供的工业循环水系统组合节能实验装置，其中的水介质做到了充分循环使用，减少了水的浪费。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中: 图1是可选实施例中的一种工业循环水系统组合节能实验系统结构示意图(正面)； 图2是可选实施例中的一种工业循环水系统组合节能实验系统结构示意图(侧面)。符号说明: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业循环水系统组合节能实验系统，其特征在于，包括：监控子系统、数据采集子系统和水循环装置；所述监控子系统包括信号处理单元、变频调速单元、智能控制阀；所述信号处理单元分别与所述变频调速单元、智能控制阀通信，所述数据采集子系统至少用于监测所述水循环装置的流量、温度、压力、电能、电流、电压、转速、阀门开度；所述水循环装置包括水箱、水泵、等效换热器、冷却塔；所述水箱的出口通过所述水泵连至所述等效换热器，所述等效换热器的换热出口通过所述智能控制阀连至所述冷却塔的进水口；所述监控子系统与所述数据采集子系统和水循环子系统电性连接，所述监控子系统通过所述数据采集子系统获取、显示、输出所述水循环装置各部分的运行信息，并响应外部操作对所述水循环装置的工作状态进行改变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈池，唐永东，顾威，李晓平，
申请(专利权)人：上海宝钢节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31