專利名稱：水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制冷技術(shù)，特別是涉及一種水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
水冷式冷凍系統(tǒng)是一種提供冷量的系統(tǒng)，因其綜合能效高等優(yōu)點，在工企業(yè)以及各大建筑中的應(yīng)用日益廣泛。水冷式冷凍系統(tǒng)中都設(shè)有冷卻水泵等用于散發(fā)冷凍系統(tǒng)熱量的設(shè)備，其冷卻水泵的能耗通常都較高，因此降低冷卻水泵的能耗是控制水冷式冷凍系統(tǒng)能耗的重要手段。傳統(tǒng)水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵控制裝置都是采用冷卻水溫度定點控制方法來 控制冷卻水泵運行的，這種控制方法都通過檢測冷卻水的溫度來調(diào)節(jié)冷卻水泵運行頻率，因此無法確保制冷壓縮機的最佳冷凝溫度、冷凝壓力，也無法準(zhǔn)確跟蹤系統(tǒng)運行負(fù)荷進行動態(tài)調(diào)整，冷卻水泵在制冷壓縮機負(fù)荷波動時也沒有起到很好的冷卻效果，這種控制方法雖然有所節(jié)省冷卻水泵的能耗，但卻忽略了冷凍系統(tǒng)本身的功耗因素，往往會出現(xiàn)冷卻水泵節(jié)能量還沒有冷凍系統(tǒng)額外增加的耗能量多的現(xiàn)象，反而得不償失，其節(jié)能效果較差。

實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)能效果好的水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所提供的一種水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置，所述水冷式冷凍系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、用戶端用冷設(shè)備；所述冷卻塔的出水口經(jīng)冷卻水泵接到冷凝器的水側(cè)進口 ；所述冷凝器的制冷劑側(cè)進口接到壓縮機的排氣口，其制冷劑側(cè)出口經(jīng)一膨脹閥接到蒸發(fā)器的制冷劑側(cè)進口，其水側(cè)出口接到冷卻塔的進水口 ；所述蒸發(fā)器的制冷劑側(cè)出口接到壓縮機的進氣口，其水側(cè)出口接用戶端用冷設(shè)備的進水口 ；所述用戶端用冷設(shè)備的出水口經(jīng)冷凍水泵接蒸發(fā)器的水側(cè)進口 ；其特征在于該裝置包括控制器、變頻器和傳感器；所述傳感器有多個，分別為冷卻水進水溫度變送器、冷凝壓力變送器、冷凍出水溫度變送器、冷凍水流量計、冷凍水進水溫度變送器、壓縮機電流變送器；所述冷卻水進水溫度變送器設(shè)于冷卻塔的出水口，所述冷凝壓力變送器設(shè)于冷凝器的制冷劑側(cè)出口，所述冷凍出水溫度變送器、冷凍水流量計設(shè)于蒸發(fā)器的水側(cè)出口，所述冷凍水進水溫度變送器設(shè)于蒸發(fā)器的水側(cè)進口，所述壓縮機電流變送器設(shè)于壓縮機的動力主回路中；所述變頻器設(shè)有一控制信號輸入端、一功率輸出端，其功率輸出端接到冷卻水泵的電源端；所述控制器設(shè)有一控制信號輸出端及多個信號采集端，其控制信號輸出端連接變頻器的控制信號輸入端，其各信號采集端分別連接各傳感器。進一步的，所述控制器還設(shè)有通信接口，其通信接口接到外部人機交互設(shè)備。本實用新型提供的水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置，利用傳感器采集系統(tǒng)冷凍水進水水溫、供水水溫及供水流量，計算出系統(tǒng)實時冷量輸出，利用傳感器采集壓縮機動力主回路的電流值，計算出壓縮機的電功耗，再根據(jù)實時冷量輸出及壓縮機的電功耗計算出系統(tǒng)的能效比及冷凝壓力理論值，并利用傳感器采集冷凝壓力實際值及冷卻介質(zhì)溫度，再根據(jù)冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力實際值及冷卻塔出水口的冷卻介質(zhì)溫度輸出相應(yīng)控制信號給變頻器，變頻器再根據(jù)接收到的控制信號控制冷卻水泵運行，因此冷卻水泵的運轉(zhuǎn)由系統(tǒng)能效比決定，考慮了系統(tǒng)的綜合節(jié)能效果，而不僅僅是冷卻水泵的節(jié)能， 具有很好的節(jié)能效果。

圖I是本實用新型實施例的水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細(xì)描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實用新型的保護范圍。如圖I所示，本實用新型實施例所提供的一種水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置，所述水冷式冷凍系統(tǒng)包括壓縮機I、冷凝器2、蒸發(fā)器4、冷卻塔6、冷卻水泵16、冷凍水泵15、用戶端用冷設(shè)備17 ；所述冷卻塔6的出水口經(jīng)冷卻水泵16接到冷凝器2的水側(cè)進口 ；所述冷凝器2的制冷劑側(cè)進口接到壓縮機I的排氣口，其制冷劑側(cè)出口經(jīng)一膨脹閥3接到蒸發(fā)器4的制冷劑側(cè)進口，其水側(cè)出口接到冷卻塔6的進水口 ；所述蒸發(fā)器4的制冷劑側(cè)出口接到壓縮機I的進氣口，其水側(cè)出口接用戶端用冷設(shè)備17的進水口 ；所述用戶端用冷設(shè)備17的出水口經(jīng)冷凍水泵15接蒸發(fā)器4的水側(cè)進口 ；其特征在于該裝置包括控制器(圖中未示)、變頻器(圖中未示)和傳感器；所述傳感器有多個，分別為冷卻水進水溫度變送器9、冷凝壓力變送器10、冷凍出水溫度變送器11、冷凍水流量計12、冷凍水進水溫度變送器13、壓縮機電流變送器14 ；所述冷卻水進水溫度變送器9設(shè)于冷卻塔6的出水口，所述冷凝壓力變送器10設(shè)于冷凝器2的制冷劑側(cè)出口，所述冷凍出水溫度變送器11、冷凍水流量計12設(shè)于蒸發(fā)器4的水側(cè)出口，所述冷凍水進水溫度變送器13設(shè)于蒸發(fā)器4的水側(cè)進口，所述壓縮機電流變送器14設(shè)于壓縮機I的動力主回路中；所述變頻器設(shè)有一控制信號輸入端、一功率輸出端，其功率輸出端接到冷卻水泵16的電源端；[0028]所述控制器設(shè)有一控制信號輸出端及多個信號采集端，其控制信號輸出端連接變頻器的控制信號輸入端，其各信號采集端分別連接各傳感器。本實用新型實施例中，所述控制器還設(shè)有通信接口，其通信接口接到外部人機交互設(shè)備。本實用新型實施例的工作原理如下 水冷式冷凍系統(tǒng)工作時，壓縮機I從蒸發(fā)器4吸入低壓低溫的制冷劑蒸汽，經(jīng)壓縮機I絕熱壓縮后成為高壓過熱制冷劑蒸汽進入冷凝器2，在冷凝器2中由冷卻介質(zhì)定壓冷卻為過冷液態(tài)制冷劑，并向冷凝器2中的冷卻介質(zhì)釋放熱量，過冷液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥3絕熱節(jié)流為低壓液態(tài)制冷劑后進入蒸發(fā)器4，在蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)吸收蒸發(fā)器4內(nèi)的冷凍循環(huán)水中的熱量后變?yōu)榈蛪旱蜏氐闹评鋭┱羝?，實現(xiàn)對冷凍循環(huán)水制冷的目的，蒸發(fā)器4內(nèi)低壓低溫的制冷劑蒸汽又重新被吸入壓縮機1，如此循環(huán)工作；冷凝器2中的冷卻介質(zhì)吸收熱量后進入冷卻塔中，在冷卻塔中冷卻后在冷卻水泵的動力作用下再次進入冷凝器2，所述冷卻介質(zhì)一般體現(xiàn)為冷卻循環(huán)水，經(jīng)過冷卻塔6后，其熱量被散發(fā)到室外空氣中；從用戶端用冷設(shè)備出水口接入的冷凍循環(huán)水在冷凍水泵15的動力作用下進入蒸發(fā)器4，在蒸發(fā)器4內(nèi)吸取冷量后進入用戶端用冷設(shè)備，循環(huán)用冷；操作人員通過外部人機交互設(shè)備可設(shè)置系統(tǒng)運行參數(shù)，控制器通過冷凍出水溫度變送器11、冷凍水流量計12分別采集蒸發(fā)器4水側(cè)出口的水溫及水流量，通過冷凍水進水溫度變送器13采集蒸發(fā)器4水側(cè)進口的進水水溫，進而計算出蒸發(fā)器4的實時冷量輸出，通過壓縮機電流變送器14采集壓縮機I動力主回路的電流值，進而計算出壓縮機的電功耗，再根據(jù)蒸發(fā)器4的實時冷量輸出及壓縮機的電功耗計算出水冷式冷凍系統(tǒng)能效比(EER)及系統(tǒng)冷凝壓力理論值；控制器通過冷凝壓力變送器10采集冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力實際值，通過冷卻水進水溫度變送器9采集冷卻塔6出水口的冷卻介質(zhì)溫度，再根據(jù)冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力實際值、冷卻塔6出水口的冷卻介質(zhì)溫度及計算出的系統(tǒng)能效比(EER)、系統(tǒng)冷凝壓力理論值，輸出相應(yīng)控制信號給變頻器，變頻器再根據(jù)接收到的控制信號控制冷卻水泵運行，其控制原理為冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力越低，則系統(tǒng)能耗也越小，冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力的高低由送入冷卻水進水溫度及冷卻塔6輸出的冷卻介質(zhì)流量決定，而冷卻塔6輸出的冷卻介質(zhì)流量由冷卻水泵決定，冷卻水進水溫度在冷卻塔6換熱量能力不變時，間接受冷卻介質(zhì)流量控制，控制器通過計算后輸出控制信號調(diào)節(jié)變頻器2的運行頻率，來控制冷卻水泵運行，即可控制冷卻塔6輸出的冷卻介質(zhì)的流量，進而控制冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力，求取系統(tǒng)能效比(EER)的最大值。
權(quán)利要求1.一種水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置，所述水冷式冷凍系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、用戶端用冷設(shè)備； 所述冷卻塔的出水口經(jīng)冷卻水泵接到冷凝器的水側(cè)進口； 所述冷凝器的制冷劑側(cè)進口接到壓縮機的排氣口，其制冷劑側(cè)出口經(jīng)一膨脹閥接到蒸發(fā)器的制冷劑側(cè)進口，其水側(cè)出口接到冷卻塔的進水口 ； 所述蒸發(fā)器的制冷劑側(cè)出口接到壓縮機的進氣口，其水側(cè)出口接用戶端用冷設(shè)備的進水口 ； 所述用戶端用冷設(shè)備的出水口經(jīng)冷凍水泵接蒸發(fā)器的水側(cè)進口； 其特征在于該裝置包括控制器、變頻器和傳感器； 所述傳感器有多個，分別為冷卻水進水溫度變送器、冷凝壓力變送器、冷凍出水溫度變送器、冷凍水流量計、冷凍水進水溫度變送器、壓縮機電流變送器； 所述冷卻水進水溫度變送器設(shè)于冷卻塔的出水口，所述冷凝壓力變送器設(shè)于冷凝器的制冷劑側(cè)出口，所述冷凍出水溫度變送器、冷凍水流量計設(shè)于蒸發(fā)器的水側(cè)出口，所述冷凍水進水溫度變送器設(shè)于蒸發(fā)器的水側(cè)進口，所述壓縮機電流變送器設(shè)于壓縮機的動力主回路中； 所述變頻器設(shè)有一控制信號輸入端、一功率輸出端，其功率輸出端接到冷卻水泵的電源端； 所述控制器設(shè)有一控制信號輸出端及多個信號采集端，其控制信號輸出端連接變頻器的控制信號輸入端，其各信號采集端分別連接各傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述控制器還設(shè)有通信接口，其通信接口接到外部人機交互設(shè)備。
專利摘要一種水冷式冷凍系統(tǒng)的冷卻水泵節(jié)能變頻啟動裝置，涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是提高節(jié)能效果的技術(shù)問題。所述水冷式冷凍系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、、膨脹閥、蒸發(fā)器、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵，用戶端用冷設(shè)備；該裝置包括控制器、變頻器和傳感器；所述傳感器有多個，分別為設(shè)于冷卻塔出水口的冷卻水進水溫度變送器，設(shè)于冷凝器制冷劑側(cè)出口的冷凝壓力變送器，設(shè)于蒸發(fā)器水側(cè)出口的冷凍出水溫度變送器、冷凍水流量計，設(shè)于蒸發(fā)器水側(cè)進口的冷凍水進水溫度變送器，設(shè)于壓縮機動力主回路中的壓縮機電流變送器；所述控制器根據(jù)各傳感器采集的數(shù)據(jù)輸出相應(yīng)控制信號給變頻器，通過變頻器控制冷卻水泵運行。本實用新型提供的裝置，節(jié)能效果好。
文檔編號F25B49/02GK202511544SQ201220067779
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者趙新紅, 陳鋒 申請人:上海安悅節(jié)能技術(shù)有限公司