[发明专利]一种工业设备冷却系统及其控制方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及工业设备冷却领域，具体是一种工业设备冷却系统及其控制方法。

背景技术

工业冷却有着自身的特点，一般全年都需要冷却设备，需要一套冷却系统全年提供低温冷水，常规采用的有水冷式冷水机组、特殊设计的风冷式冷水机组等，但或多或少的存在以下的不足：第一，水冷式或风冷式冷水机组在提供工业冷却需要的低温冷水的同时，产生了大量的废热，并没有充分得到利用，造成能源利用率低，工业能耗加大；第二，风冷式冷水机组是利用空气中冷量对风冷冷凝器进行降温，但是此技术在极低的气温下制冷尚不完善，特别在-5℃以下制取冷冻水，风冷式冷水机组的设计并不成熟；第三，水冷式或风冷式冷水机组都是完全利用机组进行冷却降温，其系统能耗消耗大，运行成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业设备冷却系统及其控制方法，其根据外界的环境温度，将空气冷量和水源热泵机组结合制冷，降低了水源热泵机组制冷的能量消耗，降低了冷却系统的运行成本。

本发明的技术方案为：

一种工业设备冷却系统，包括有水源热泵、冷却水塔、冷冻水循环泵和多个控制阀，冷冻水循环泵的输出端通过第一控制阀与冷却水塔的输入端连接，所述的冷却水塔的输出端通过第二控制阀与水源热泵的制冷换热端连接，且冷冻水循环泵的输出端通过第三控制阀与水源热泵的制冷换热端连接。

所述的水源热泵是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器循环连接而成，所述的蒸发器端为水源热泵的制冷换热端，冷凝器端为水源热泵的制热换热端。

所述的工业设备冷却系统还包括有余热利用设备，所述的余热利用设备的换热端与水源热泵的制热换热端连接。

所述的工业设备冷却系统还包括有余热排放装置，所述的余热排放装置与水源热泵的制热换热端连接。

所述的余热排放装置选用冷却水塔。

所述的工业设备冷却系统还包括有设置于水源热泵的制热换热端处的冷水却循环泵。

所述的工业设备冷却系统还包括有第四控制阀和第五控制阀，所述的余热利用设备的换热端、第四控制阀、冷水却循环泵、水源热泵的制热换热端和第五控制阀依次循环连接。

所述的工业设备冷却系统还包括有第六控制阀和第七控制阀，所述的余热排放装置、第六控制阀、水源热泵的制热换热端和第七控制阀依次循环连接。

一种工业设备冷却系统的控制方法，首先将被冷却设备的换热输出端与冷冻水循环泵的输入端连接，被冷却设备的换热输入端与水源热泵的制冷换热端连接，然后进行以下控制： 

（1）、水源热泵冷却设备模式：

首先开启冷冻水循环泵、第三控制阀、水源热泵、冷却水循环泵、第六控制阀和第七控制阀，被冷却设备的换热输出端将携带有热量的冷冻水依次通过冷冻水循环泵、第三控制阀传递给水源热泵的制冷换热端-蒸发器，冷冻水与蒸发器内的制冷剂进行换热，换热后降温的冷冻水重新传输回被冷却设备对冷却设备进行降温，被加热的制冷剂经过水源热泵内部制冷循环将蒸发器的热量传递给冷凝器，冷凝器内的制冷剂再与外部的冷却水换热将此热量排放，最后加热的冷却水经过第七控制阀进入余热排放装置将热量排放；

（2）、水源热泵冷却设备结合余热利用模式：

首先开启冷冻水循环泵、第三控制阀、水源热泵、冷却水循环泵、第四控制阀和第五控制阀，被冷却设备的换热输出端将携带有热量的冷冻水依次通过冷冻水循环泵、第三控制阀传递给水源热泵的制冷换热端-蒸发器，冷冻水与蒸发器内的制冷剂进行换热，换热后降温的冷冻水重新传输回被冷却设备对冷却设备进行降温，被加热的制冷剂经过水源热泵内部制冷循环将蒸发器的热量传递给冷凝器，冷凝器内的制冷剂再与外部的冷却水换热将此热量排放，最后加热的冷却水经过第五控制阀被传递给余热利用设备从而对此热能进行再利用；

（3）、冷却水塔结合水源热泵冷却模式：

首先开启冷冻水循环泵、第一控制阀、第二控制阀、水源热泵、冷却水循环泵、第六控制阀和第七控制阀，被冷却设备的换热输出端将携带有热量的冷冻水依次通过冷冻水循环泵、第一控制阀传递给冷却水塔，冷却水塔将部分热量释放到空气中，剩余热量经过第二控制阀传递给水源热泵的制冷换热端-蒸发器，冷冻水与蒸发器内的制冷剂进行换热，换热后降温的冷冻水重新传输回被冷却设备对冷却设备进行降温，被加热的制冷剂经过水源热泵内部制冷循环将蒸发器的热量传递给冷凝器，冷凝器内的制冷剂再与外部的冷却水换热将此热量排放，最后加热的冷却水经过第七控制阀进入余热排放装置将热量排放；