一种横流方形冷却塔及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种横流方形冷却塔及其控制方法，该冷却塔包括塔体、填料、布水器以及接水盘，塔体上设轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统，轨道式变频伸缩系统包括变频风机、导轨、自由多级伸缩杆、变频伺服电机、布水挡板和挡板支架，风速风向监测系统包括风速传感器和风向传感器；填料可拆卸的安装于导轨与自由多级伸缩杆之间，布水挡板通过挡板支架与所述自由多级伸缩杆末端连接，所述自由多级伸缩杆通过变频伺服电机驱动作动，带动填料和挡板支架移动；变频伺服电机、变频风机、风速传感器和风向传感器分别与控制器连接进行控制。本发明专利技术冷却塔可根据外部环境自动调整到最佳填料工作状态，保持高效节能工作，且便于拆卸维护。

A new high efficiency and energy saving cross flow square cooling tower and its control method

The invention provides a new type of high efficiency and energy saving cross flow square cooling tower and its control method. The cooling tower includes a tower body, a filler, a water distributor and a water receiving disc. The tower body has a track type frequency conversion system and a wind speed wind direction detection system. The track type frequency conversion system includes a frequency conversion fan, a guide rail, a free multistage telescopic rod, and a change. Frequency servo motor, water baffle and baffle support, wind speed and wind direction monitoring system including wind speed sensor and wind direction sensor; fillers are detachable between guide rail and free multistage telescopic rod. The water baffle is connected with the end of the free multistage telescopic rod through the baffle bracket. The free multistage telescopic rod passes through the frequency servo. The motor drive is driven to drive the packing and the baffle support to move, and the frequency conversion servo motor, the frequency conversion fan, the wind speed sensor and the wind direction sensor are connected to the controller respectively. The cooling tower of the invention can automatically adjust to the optimum packing working state according to the external environment, maintain high efficiency and energy saving work, and is convenient for disassembly and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效节能横流方形冷却塔及其控制方法
本专利技术涉及冷却塔
，尤其涉及一种新型高效节能横流方形冷却塔及其控制方法。
技术介绍
随着经济的发展，人们对室内空间的舒适度要求越来越高，使得水冷机组与冷却塔配合的中央空调越来越普及，横流方形冷却塔得到大规模的使用。在使用过程中，横流方形冷却塔存在以下几个问题：(1)由于填料结构限制，长期使用冷却水及周围空气中的粉尘在填料上结垢，使得冷却塔的换热效率降低，进而影响整个空调系统的运行效果，造成较大的运行费用损失。(2)同时，为保证横流方形冷却塔效率，需定期3到4个月要对填料进行清洗，在这个清洗过程中，由于传统横流方形冷却塔填料间距为19mm，高压水枪等清洗设备无法伸入填料进行直接清洗，需要将填料卸下，再进行清洗，清洗后再依次重新安装填料，这不仅工作量巨大而且拆卸的过程易破坏填料。(3)在横流方形冷却塔较长时间不工作时，(比如冬季期间)填料结构受外界风压吹拂会产生灰尘堆积，减少使用寿命。针对以上问题，人们进行了有效的改进，例如，现有的中国专利——申请号为201620219012.8的一种冷却塔填料除垢装置，其所提供的冷却塔填料除垢装置可实现冷却塔的自清洗，可避免由于冷却塔填料积灰板结造成换热器效率下降；以及现有的中国专利——申请号为201320322533.2的冷却塔填料，其提供了冷却塔填料装卸形式，可实现装卸方便，但由于填料是固定安装，无法考虑当外界风速风向变化保证横流方形冷却塔保持较高的效率。虽然这些技术能够改善某方面的问题，但都没有从根本上解决以上问题。如何在风速风向变化时能保证横流方形冷却塔高效节能，易于清洗，在冷却塔较长时间不工作时能对填料进行保护，成为了当务之急。据此，本专利技术提出了一种新型高效节能横流方形冷却塔及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种新型高效节能横流方形冷却塔，可根据外部环境自动调整到最佳填料工作状态，保持高效工作，且便于拆卸维护。本专利技术要解决的技术问题之一是这样实现的：一种新型高效节能横流方形冷却塔，包括塔体、填料、布水器以及接水盘，所述塔体上设有轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统，所述轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统均连接至一控制器，所述轨道式变频伸缩系统包括变频风机、导轨、自由多级伸缩杆、变频伺服电机、布水挡板和挡板支架，所述风速风向监测系统包括风速传感器和风向传感器；所述塔体包括用于安装填料的填料区和填料间距变化所需的填料缓冲区，所述变频风机设于所述塔体上方开口处，所述布水器安装于塔体内且位于所述变频风机下方，所述导轨包括轨道和安装于所述轨道内的滑轮，所述轨道安装于所布水器下方，所述布水挡板与轨道连接，且位于所述填料缓冲区内布水器下方，所述布水挡板通过挡板支架与所述自由多级伸缩杆末端连接，所述填料上端通过滑轮安装于所述轨道上，下端安装于所述自由多级伸缩杆上，所述自由多级伸缩杆通过变频伺服电机驱动作动，并带动所述填料和挡板支架移动；所述控制器、变频伺服电机、风速传感器和风向传感器分别安装于塔体外侧，所述变频伺服电机、变频风机、风速传感器和风向传感器分别与控制器连接，并受所述控制器控制；所述接水盘安装于塔体底部，冷却水从塔体内的布水器喷出到填料后流入接水盘。进一步的，所述自由多级伸缩杆、变频伺服电机以及导轨均设置两个，所述填料间隔设置于导轨与自由多级伸缩杆之间，每一所述填料下方两侧分别以卡扣形式安装于两所述自由多级伸缩杆上，上方两侧以卡扣形式与所述滑轮连接，且每一自由多级伸缩杆通过一变频伺服电机控制。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种新型高效节能横流方形冷却塔的控制方法，可根据外部环境自动调整到最佳填料工作状态，保持高效节能工作，且便于拆卸维护。本专利技术要解决的技术问题之二是这样实现的：一种新型高效节能横流方形冷却塔的控制方法，所述方法需提供上述冷却塔，所述方法包括如下步骤：步骤10、预先设定所述冷却塔的工作状态分为“正常工作状态”，“保护状态”和“清洗状态”，所述“正常工作状态”包括“强风状态”、“弱风状态”和“常风状态”，设置冷却塔填料的最大工作间距为d1，最小工作间距为d2，最大工作间距对应的风速为v1，最小工作间距对应的风速为v2，以及冷却塔填料的最大间距为d3；步骤20、当冷却塔开始工作时，进入“正常工作状态”，所述风向传感器连续测得周围环境的风向与填料的角度超过一阈值时，给控制器传递信号指令，控制器控制变频伺服电机变频运行，驱动自由多级伸缩杆运动，填料两侧的自由多级伸缩杆运动速度不同从而得到填料迎合风向的朝向，利用外界风压使得更多空气进入冷却塔内，与冷却水充分接触；步骤30、当冷却塔处于“正常工作状态”且风向传感器连续测得周围环境的风向与填料的角度未超过所述阈值时，风速传感器连续测得周围环境的风速v，若风速v大于v2，则启用“强风状态”，若风速v小于v1时，则启用“弱风状态”，若风速v大于等于v1且小于等于v2，则启用“常风状态”；具体的，所述“强风状态”是在风速传感器测得的风速v大于v2时，控制器接收到风速传感器信号控制变频伺服电机运行，驱动自由多级伸缩杆收缩直至填料间距达到d2为止，同时控制器控制变频风机停止工作，自由多级伸缩杆联动挡板支架带动布水挡板向塔体内侧运动，使得布水器流出的冷却水均匀流入填料，所述“弱风状态”是在风速传感器测得的风速v小于v1时，控制器接收到风速传感器信号控制变频伺服电机运行，驱动自由多级伸缩杆伸展直至填料间距达到d1为止，同时控制器控制变频风机高速工作，自由多级伸缩杆联动挡板支架带动布水挡板向塔体外侧运动，使得布水器流出的冷却水均匀流入填料，所述“常风状态”是在风速传感器测得的风速v大于等于v1且小于等于v2时，控制器接收到风速传感器信号控制变频伺服电机运行，驱动自由多级伸缩杆动作，根据预先设定好的填料间距和风速的线性关系，当风速v逐渐增大至v2时，则控制填料间距逐渐减小到d2，当风速逐渐减小到v1时，则控制填料间距逐渐增大到d1；同时在风速v增大时控制器控制变频风机转速下降，当风速v减小时控制器控制变频风机转数增加，所述变频风机的转速控制在一定范围内，同时自由多级伸缩杆联动挡板支架带动布水挡板运动，使得布水器流出的冷却水均匀流入填料；步骤40、当冷却塔启用一预定周期后，启用“清洗状态”，控制器控制变频伺服电机运行，驱动自由多级伸缩杆动作，将填料在填料缓冲区完全伸展达到间距最大d3，对塔体内填料进行冲洗，在间距最大d3时对已经损坏的填料进行单独更换；步骤50、当冷却塔长时间不工作时，进入保护状态，控制器控制变频伺服电机运行，驱动自由多级伸缩杆动作，将填料收缩合并，使填料无间隙。进一步的，所述步骤20和30中的阈值根据当地气象参数以及当地年主导风向进行设定。进一步的，所述步骤30中的线性关系具体为：d＝d1-kv，其中d为填料实际需要调整到的间距，d1为填料的最大工作间距，v为风速传感器测得的当前风速，k为比例系数。进一步的，所述比例系数k的计算公式为k＝(d1-d2)/(v2-v1)，其中，d1为填料的最大工作间距，d2为填料的最小工作间距，v1为最大工作间距对应的风速，v2为最小工作间距对应的风速。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术的冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高效节能横流方形冷却塔，包括塔体、填料、布水器以及接水盘，其特征在于：所述塔体上设有轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统，所述轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统均连接至一控制器，所述轨道式变频伸缩系统包括变频风机、导轨、自由多级伸缩杆、变频伺服电机、布水挡板和挡板支架，所述风速风向监测系统包括风速传感器和风向传感器；所述塔体包括用于安装填料的填料区和填料间距变化所需的填料缓冲区，所述变频风机设于所述塔体上方开口处，所述布水器安装于塔体内且位于所述变频风机下方，所述导轨包括轨道和安装于所述轨道内的滑轮，所述轨道安装于所述布水器下方，所述布水挡板与轨道连接，且位于所述填料缓冲区内布水器下方，所述布水挡板通过挡板支架与所述自由多级伸缩杆末端连接，所述填料上端以卡扣形式与滑轮连接安装于所述轨道上，下端以卡扣形式安装于所述自由多级伸缩杆上，所述自由多级伸缩杆通过变频伺服电机驱动作动，并带动所述填料、挡板支架和布水挡板移动；所述控制器、变频伺服电机、风速传感器和风向传感器分别安装于塔体外侧，所述变频伺服电机、变频风机、风速传感器和风向传感器分别与控制器连接，并受所述控制器控制；所述接水盘安装于塔体底部，冷却水从塔体内的布水器喷出到填料后流入接水盘。...

【技术特征摘要】
1.一种新型高效节能横流方形冷却塔，包括塔体、填料、布水器以及接水盘，其特征在于：所述塔体上设有轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统，所述轨道式变频伸缩系统和风速风向检测系统均连接至一控制器，所述轨道式变频伸缩系统包括变频风机、导轨、自由多级伸缩杆、变频伺服电机、布水挡板和挡板支架，所述风速风向监测系统包括风速传感器和风向传感器；所述塔体包括用于安装填料的填料区和填料间距变化所需的填料缓冲区，所述变频风机设于所述塔体上方开口处，所述布水器安装于塔体内且位于所述变频风机下方，所述导轨包括轨道和安装于所述轨道内的滑轮，所述轨道安装于所述布水器下方，所述布水挡板与轨道连接，且位于所述填料缓冲区内布水器下方，所述布水挡板通过挡板支架与所述自由多级伸缩杆末端连接，所述填料上端以卡扣形式与滑轮连接安装于所述轨道上，下端以卡扣形式安装于所述自由多级伸缩杆上，所述自由多级伸缩杆通过变频伺服电机驱动作动，并带动所述填料、挡板支架和布水挡板移动；所述控制器、变频伺服电机、风速传感器和风向传感器分别安装于塔体外侧，所述变频伺服电机、变频风机、风速传感器和风向传感器分别与控制器连接，并受所述控制器控制；所述接水盘安装于塔体底部，冷却水从塔体内的布水器喷出到填料后流入接水盘。2.根据权利要求1所述的一种新型高效节能横流方形冷却塔，其特征在于：所述自由多级伸缩杆、变频伺服电机以及导轨均设置两个，所述填料间隔设置于导轨与自由多级伸缩杆之间，每一所述填料下方两侧分别以卡扣形式安装于两所述自由多级伸缩杆上，上方两侧以卡扣形式与所述滑轮连接，且每一自由多级伸缩杆通过一变频伺服电机控制。3.一种新型高效节能横流方形冷却塔的控制方法，其特征在于：所述方法需提供如权利要求1或2任一项所述的冷却塔，所述方法包括如下步骤：步骤10、预先设定所述冷却塔的工作状态分为“正常工作状态”，“保护状态”和“清洗状态”，所述“正常工作状态”包括“强风状态”、“弱风状态”和“常风状态”，设置冷却塔填料的最大工作间距为d1，最小工作间距为d2，最大工作间距对应的风速为v1，最小工作间距对应的风速为v2，以及冷却塔填料的最大间距为d3；步骤20、当冷却塔开始工作时，进入“正常工作状态”，所述风向传感器连续测得周围环境的风向与填料的角度超过一阈值时，给控制器传递信号指令，控制器控制变频伺服电机变频运行，驱动自由多级伸缩杆运动，填料两侧的自由多级伸缩杆运动速度不同从而得到填料迎合风向的朝向，利用外界风压使得更多空气进入冷却塔内，与冷却水充分接触；步骤30、当冷却塔处于“正常工作状态”且风向传感器连续测得周围环境的风向与填料的角度未超过所述阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永辉，方永梅，林志忠，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35