[发明专利]一种开式冷却塔在线综合诊断系统及方法

说明书

本发明提供一种开式冷却塔在线综合诊断方法，包括感知层、执行层、数据传输层及决策层，感知层，包括水温传感器、流量计、三相远传式智能电表、电流互感器、干湿球温度传感器、远传式水表以及脉冲计数单元；用于采集开式冷却塔及其设备的原始运行数据；执行层，包括诊断控制器，用于采集感知层的所有数据，并上传至数据传输层；数据传输层，包括4G工业物联网路由器，用于将诊断控制器采集的各项数据无线传输至决策层；决策层，用于将传输上来的各项数据进行运算及推理，并将结果以及各项数据显示至人机交互界面或移动终端APP；能够辅助判断开式冷却塔的运行异常状况、异常原因以及解决办法，极大的提高了设备的运行效率及人员工作效率。

技术领域

本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种开式冷却塔在线综合诊断系统及方法。

背景技术

大型建筑中央空调多采用集中式冷水机组作为冷源供应设备，其中包含了三大循环系统-制冷剂循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统，其中冷水机组的制冷效率与冷水机组的蒸发器侧温度以及冷凝器侧温度密切相关，蒸发器侧温度上升则冷水机组效率上升，冷凝器侧温度下降则冷水机组效率上升；而蒸发器侧温度与冷冻水循环系统直接相关，同时冷凝器侧温度与冷却水循环系统直接相关，故冷却水循环系统的运行情况直接关系着冷水机组的运行能耗。冷却水循环系统包括冷凝器侧换热器、冷却水循环泵、冷却塔(多用开式冷却塔)、管道及阀门等配件。而冷却塔作为系统的散热设备，它的运行效率直接影响冷水机组的运行能耗，它的运行安全直接影响着整个中央空调系统的运行安全，故需引起足够的重视。

现有技术的缺陷和不足：

1.目前冷却塔冷却能力的计算需要测量干湿球温度、大气压值、流量、排风风速、散热排风量等等，然后计算进塔空气相对湿度、饱和空气水蒸气分压、进塔干空气密度、气水比、出塔空气焓值、塔内空气的平均焓值、饱和空气焓值等等一系列参数，计算过程非常繁琐，且需要修正到冷却塔的测试工况进水温度才可以判断冷却塔的散热效率；计算过程需要手动抄录及计算，对专业性要求高，不能实时在线监测以及不能直观的判断冷却塔的当前运行效果；

2.现有开式冷却塔电机与散热风扇(风机)长期运行时，由于设备长期处于室外高温、高湿环境下，运行时间长后，电机与风扇传动部件-皮带有可能因为老化、磨损导致松动，传动效率不高，需要在出现上述情况时及时更换，避免排风量降低导致散热效果欠佳，进而影响冷水机组运行能耗；

3.现有投运的开式冷却塔的能效限定值中的风机耗电比无法计算，目前各建筑中使用的开式冷却塔很少对单台冷却塔风机耗电量及流经冷却塔的循环水量做计量，所以冷却塔风机的风机耗电比也就无从得知，后期运行中无法判断该冷却塔实际运行当中的风机耗电比是否与设计值或测试值是否存在偏差、是否存在能源浪费的情况；

4.冷却塔的飘水率高低是表征该冷却塔是否节水的重要标志，但目前实际工程应用中没有对实际运行中的冷却塔进行飘水率及飘水量计算，若因冷却水泵扬程过大、冷却水布水方向与水平夹角过小等因素都会导致冷却塔飘水率上升，造成水资源的极度浪费；冷却塔自来水补水管上一般都设计有计量水表，但并未纳入对冷却塔的运行能效诊断中，现阶段该水表仅作为冷却塔运行一段时间后的补水量计量使用，并不作为冷却塔运行能效的判断数据，仅作为分项计量的数据做能耗统计；

5.冷却塔风机长期运行疏于维护或因其他原因导致电机运转不畅，存在卡涩现象，运行电流增大，但一般塔风机控制箱的热继保护值设置的较为粗犷，精度不高，且很多项目中热继的保护电流设定值均较大，远超额定电流；当电机出现卡涩现象时，电机运行电流增大、电机线圈发烫，导致运行能耗上升，同时长期运行会导致设备温升过大，线圈加速老化，会有损设备使用寿命；

6.现有冷却塔一般安装在建筑的裙楼或主楼楼顶，在实际运行中，操作管理人员无法得知该设备的实时具体运转数据，设备的故障信息、运行数据均需操作管理人员到现场检查才能知晓，给后期运行带来极大不便。

因此针对上述问题，需要一种功能齐全的开式冷却塔在线综合诊断系统及方法。

发明内容