[发明专利]一种冷却塔热力性能评估方法及系统有效
申请号: | 201310174853.2 | 申请日: | 2013-05-13 |
公开(公告)号: | CN103293013A | 公开(公告)日: | 2013-09-11 |
发明(设计)人: | 刘桂雄;叶季衡 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学 |
主分类号: | G01M99/00 | 分类号: | G01M99/00 |
代理公司: | 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 | 代理人: | 李振文 |
地址: | 510640 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 冷却塔 热力 性能 评估 方法 系统 | ||
技术领域
本发明涉及冷却塔热力性能评估方法及系统,尤其涉及基于气温边值测量下冷却塔热力性能评估方法及系统。
背景技术
21世纪以来,中国的工业系统、发电厂和中央空调系统等行业飞速发展,大型系统需要相应配置大型冷却系统排除大量废热。冷却塔是中央空调系统、发电厂和工业系统的必备末端冷却装置,其原理是通过空气与高温工业循环冷却水直接接触,在塔内完成水向空气传热传质过程,并将高温湿度空气排除塔内,带走部分热量,降低水温,实现工业冷却水的循环利用。
随着全球能源短缺问题日益严重,冷却系统的节能节水问题已成为冷却技术的重要课题。在整个循环冷却系统中,冷却塔热力性能的优劣不仅对冷却系统节水节能具有直接影响,对工业系统的正常稳定运行也具有重要意义。当冷却塔动力配置过高时,将降低冷却塔运行效率,而且容易造成冷却水的过度浪费;当动力配置过低时,将导致冷却塔出水温度高,无法满足循环冷却系统的需求,导致工业设备处于高温运行状态,损耗设备,甚至导致设备故障停止运行。若要提高换热效率,则有必要对冷却塔热力性能进行准确、高效评估。
目前,经典的冷却塔热力性能评估模型有Merkel模型、e-NTU模型和Poppe模型。Merkel模型基于假设建立,模型简单,评估误差大,且需要采用数值积分或迭代法求解,e-NTU模型引入传热单元数,避免数值积分或迭代计算,但和Merkel模型具有相同等级的评估误差,Poppe模型评估结果准确,但模型复杂,求解过程涉及多重迭代,评估时间较长,经典的冷却塔热力性能评估模型无法同时满足高精度和计算量小的要求。随着计算机技术的发展,人工智能算法被引入冷却塔热力性能评估中,避免冷却塔机理建模过程,但需要大量训练样本,且评估时间较长。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种冷却塔热力性能评估方法及系统。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现:
一种冷却塔热力性能评估方法,包括:
A 采集冷却塔现场运行参数和环境参数,确定水温和气温边值;
B 计算水温变化与气温变化之间的关系,建立气温边值约束表达式;
C 根据气温边值约束关系,建立冷却塔热力性能评估模型;
D 根据建立的冷却塔热力性能评估模型,建立四阶龙格-库塔法公式族,对冷却塔热力性能进行计算。
一种冷却塔热力性能评估系统,包括:
包括监测装置,该监测装置包括运行参数和环境参数采集模块、人机交互模块、Flash存储模块、实时时钟模块及嵌入式中央处理模块;所述
运行参数和环境参数采集模块,用于实时采集冷却塔现场运行参数和环境参数,根据采集到的运行参数和环境参数确定水温和气温边值;
人机交互模块,用于测量参数、采集频率、数据处理模式的设置;
Flash存储模块,用于存储传感器校准信息和人机交互模块字库;
实时时钟模块,用于记录运行参数和环境参数采集模块采集参数的时间;
存储模块,通过SD卡存储测量的运行参数和测量参数。
与现有技术相比,本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点:
基于实时测量值进行模型建立,有利于实现冷却塔热力性能实时在线评估,评估模型在基于气温边值测量下得到简化,相比已有评估方法,在保证评估精度前提下,较大减少计算时间。本方法实时性好、适应性强特点,可广泛应用于机械式逆流冷却塔现场热力性能实时评估中。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例共同用于解释本发明,不构成对本发明限制。在附图中:
图1是基于气温边值测量下冷却塔热力性能评估方法流程图;
图2是逆流方塔的热力性能评估系统安装示意图;
图3是基于气温边值测量下冷却塔热力性能监测装置原理结构图;
图4是基于气温边值测量下冷却塔热力性能评估模型图;
图5是基于气温边值测量下冷却塔热力性能评估模型焓湿图;
图6是基于气温边值测量下冷却塔热力性能评估方法建模与求解的程序流程图;
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