本發(fā)明屬于工廠附屬結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其地是一種工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)及其控制方式。

背景技術(shù)：

工廠常使用冷卻塔來進(jìn)行冷卻。冷卻塔使用外部冷卻水熱傳導(dǎo)的方式將工廠循環(huán)冷卻水的溫度降低。采用冷卻塔的方式進(jìn)行冷卻：需要大量的設(shè)備投入和后期維護(hù)，例如需要采用換熱器以增強(qiáng)熱傳導(dǎo)，而換熱器在一段時(shí)間后會發(fā)送堵塞造成換熱效率下降需要大量維修；熱傳導(dǎo)的散熱效率低，沒有對流換熱甚至蒸發(fā)散熱冷卻效果好；系統(tǒng)擴(kuò)展不便，在需要添加新設(shè)備時(shí)，無法通過簡單的功率調(diào)節(jié)方法增加系統(tǒng)的散熱能力。

在選擇其它冷卻系統(tǒng)方面，CN102410589A、CN102168923A、CN105403071A、CN105431010A、CN105465928A、CN204085238U和CN205316553U，提到了使用噴泉的方式直接將設(shè)備冷卻水與空氣進(jìn)行換熱以獲得更大的散熱能力并減少設(shè)備投入。工廠的冷卻方式可以借鑒這種噴泉冷卻的方式。然而，為了節(jié)能減排，需根據(jù)工廠具體情況合理選擇設(shè)備并控制相關(guān)設(shè)備以達(dá)到資源和能效最大化效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題：本申請?zhí)岢鲆环N工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)，包括熱水池、冷水池，所述冷水池將熱水池包圍，所述冷水池包括冷水池溫度測量裝置、水面高度測量裝置，冷水池外部設(shè)置雨水收集結(jié)構(gòu)，所述熱水池包括熱交換裝置、熱水池溫度測量裝置，所述冷卻系統(tǒng)通過所述熱交換裝置進(jìn)行溢流熱交換方式和噴淋熱交換方式進(jìn)行冷卻。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述熱交換裝置包括溢流結(jié)構(gòu)、噴淋頭、噴淋泵，所述溢流結(jié)構(gòu)位于所述噴淋頭下部。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，還包括兩路冷卻過濾裝置、多路內(nèi)部冷卻裝置、設(shè)置所述冷卻過濾裝置和內(nèi)部冷卻裝置之間的水壓表以及水流通管道，所述冷卻過濾裝置包括冷卻水過濾器、冷卻水泵、冷卻水手動閥門；所述多路內(nèi)部冷卻裝置每一路包括設(shè)備進(jìn)水口手動閥門、設(shè)備進(jìn)水口電動閥門、設(shè)備內(nèi)部冷卻回路；所述冷水池底部有補(bǔ)水口電動閥門、補(bǔ)水口手動閥門和補(bǔ)水管道。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述熱水池溫度測量裝置和冷水池溫度測量裝置測量的溫度數(shù)據(jù)提供溢流熱交換方式和/或噴淋熱交換方式選擇、以及作為噴淋泵功率和補(bǔ)水口電動閥門開合的依據(jù)。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述溢流熱交換方式和/或噴淋熱交換方式選擇的依據(jù)為熱水池溫度測量裝置讀取的數(shù)據(jù)，所述噴淋泵功率根據(jù)熱水池溫度測量裝置和冷水池溫度測量裝置測量的溫度數(shù)據(jù)的差值確定。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述雨水收集結(jié)構(gòu)為斜坡或溝槽。

所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷水池水面的水面高度測量裝置能夠產(chǎn)生水池空和水池滿的信號，用于控制補(bǔ)水口電動閥門的開合和冷卻水泵的啟動；所述水壓表的測量數(shù)據(jù)用來確定冷卻水泵是否發(fā)生故障，提供自動控制系統(tǒng)所需的水壓數(shù)據(jù)。

采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于：通過收集雨水、控制噴淋流量和控制冷卻水補(bǔ)充，能有效利用寶貴的水資源；通過溫度控制噴淋流量、根據(jù)設(shè)備冷卻需求調(diào)節(jié)泵的功率，能有效節(jié)約用電；冷水池將熱水池包圍，能降低熱水意外傷人的概率；通過溫度傳感器、壓力傳感器、池水高度測量裝置、泵驅(qū)動裝置、閥門驅(qū)動裝置，可以使用工廠的自動化系統(tǒng)對整個(gè)冷卻系統(tǒng)控制，達(dá)到無人值守和節(jié)能的效果。

附圖說明

圖1為本申請工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)的一種優(yōu)選的示意圖。

圖2為本申請一種工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)的控制流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述，有必要在此指出的是，以下具體實(shí)施方式只用于對本申請進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對本申請保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述申請內(nèi)容對本申請作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

如圖1所示，為本申請工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)的示意圖，所述冷卻系統(tǒng)包含冷卻水過濾器1、冷卻水泵2、冷卻水手動閥門3、水壓表4、設(shè)備進(jìn)水口手動閥門5、設(shè)備進(jìn)水口電動閥門6、設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7、噴淋頭8、溢流結(jié)構(gòu)9、水面高度測量裝置10、雨水收集結(jié)構(gòu)11、熱水池12、冷水池13、噴淋泵14、熱水池溫度測量裝置15、冷水池溫度測量裝置16、補(bǔ)水口電動閥門17、補(bǔ)水口手動閥門18和必要的管道。

在布置上，熱水池12被冷水池13包圍，熱水池12中安裝了噴淋泵14，熱水池頂部安裝了噴淋頭8；熱水池12中的水既可以通過噴淋泵14向空中噴射離開熱水池12，也可以通過溢流結(jié)構(gòu)9進(jìn)入冷水池13。

在冷水池13周圍，分布了雨水收集結(jié)構(gòu)11；雨水收集結(jié)構(gòu)可以為斜坡或溝槽。在冷水池13底部，有補(bǔ)水管道；補(bǔ)水管道通過補(bǔ)水口電動閥門17和補(bǔ)水口手動閥門18控制。在冷水池水面有水面高度測量裝置，在水位低時(shí)和水位高時(shí)均可以發(fā)出信號提示工廠控制系統(tǒng)。

在熱水池12和冷水池13中均有溫度測量裝置，溫度測量裝置的測量結(jié)果提供給工廠控制系統(tǒng)進(jìn)行工廠設(shè)備冷卻系統(tǒng)的動作控制。

從冷水池13中引出的冷卻水進(jìn)水管道上，分布了兩組進(jìn)水處理裝置，包括冷卻水過濾器1、冷卻水泵2、冷卻水手動閥門3，在進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7前，管道上有水壓表4；通過水壓表4可以判斷進(jìn)水處理裝置是否正常。

冷卻水在進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7前，流經(jīng)設(shè)備進(jìn)水口手動閥門5、設(shè)備進(jìn)水口電動閥門6。通常情況下，設(shè)備進(jìn)水口電動閥門6控制冷卻水管道的通斷；故障情況下，關(guān)閉進(jìn)水口手動閥門5，可以對設(shè)備進(jìn)水口電動閥門6和設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7進(jìn)行維修。

設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7的出水口可以與熱水池12直接連通，也可以在管道上裝手動閥門以單獨(dú)切斷某設(shè)備的出水回路。冷卻水在經(jīng)過設(shè)備內(nèi)部冷卻回路7后被加熱，所以熱水池12的水溫高于冷水池13的水溫。

如圖2所示，為本申請?zhí)岬降墓S設(shè)備冷卻系統(tǒng)的控制方式，具體方式如下。

冷卻水存儲在冷水池13中，其水面高度通過水面高度測量裝置10進(jìn)行測量，測量的結(jié)果用來控制補(bǔ)水口電動閥門17的開合而對冷水池進(jìn)行補(bǔ)水。程序控制補(bǔ)水的流程為，開機(jī)100后判斷冷水池是否為空101，水池不空時(shí)轉(zhuǎn)入執(zhí)行冷卻指令；水池空時(shí)，打開補(bǔ)水閥門102，達(dá)到可用最低水位103時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行冷卻指令；補(bǔ)水至水池滿104時(shí)，關(guān)閉補(bǔ)水閥門107，水池未滿時(shí)，等待105直至水池滿。

讀取冷卻命令106后，分別判斷各機(jī)是否需冷卻108a~n、設(shè)置需要冷卻的設(shè)備發(fā)送冷卻信號109a~n，然后打開相應(yīng)的電動閥門110a~n，各設(shè)備的閥門打開111a~n后，如1號冷卻泵打開116或2號冷卻泵啟動117后冷卻水可以通過冷卻水管進(jìn)入到設(shè)備中。

冷卻水通過冷卻水泵2抽取，冷卻水進(jìn)入冷卻水泵2前經(jīng)過過濾器1，以防止水藻、雜物等進(jìn)入到冷卻水管道中，水壓表4測量進(jìn)入設(shè)備前冷卻水的壓力，控制程序通過水壓表4測量值判斷水壓是否正常118。水壓低時(shí)觸發(fā)水壓低122報(bào)警，此時(shí)人工處理關(guān)閉1號泵閘閥123，并打開2號泵閘閥124，啟動2號泵125。水壓正常時(shí)或啟動2號泵時(shí)，根據(jù)需要冷卻的泵的數(shù)量調(diào)節(jié)泵的功率119。

在冷卻過程中，不斷讀取出水口處溫度120，如出水口溫度過高，則打開噴淋泵126，并通過讀取出水口和進(jìn)水口溫度差127調(diào)節(jié)噴淋泵的的功率。優(yōu)選的，根據(jù)讀取的溫度差采用PID算法調(diào)節(jié)噴淋泵功率128。

在冷卻過程中，不斷讀取入水口處溫度112，判斷進(jìn)水口溫度是否偏高113，如偏高則發(fā)出提醒信號114，等待手動添加冷水115。

本申請的冷卻系統(tǒng)，其設(shè)備冷卻水散熱方式為溢流熱交換方式和噴淋熱交換方式；其冷水、熱水位于不同的池中，通過溢流和噴淋的方式進(jìn)行流動，尤其地其熱水池被冷水池包圍，以免熱水傷人的事件發(fā)生；在冷水池中，有測量水位的裝置，以確定是否需要補(bǔ)充冷水；在冷水池和熱水池中均有溫度測量裝置，以提供控制噴淋泵開關(guān)及流量需要的數(shù)據(jù)；在冷水池周邊，有利于水向冷水池流動的斜坡或水槽，以便收集雨水節(jié)約水資源；在設(shè)備進(jìn)水口總管側(cè)，布置了兩組抽水泵，可互為備用，以防止單臺水泵失效造成工廠停產(chǎn)；在每臺設(shè)備進(jìn)水口處，分別布置了手動截止閥和電動截止閥，使用電動截止閥來控制冷卻水是否進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部冷卻回路，在電動截止閥發(fā)生故障時(shí)關(guān)閉手動截止閥方便在系統(tǒng)不停機(jī)的情況下對電動截止閥進(jìn)行維修；控制程序通過讀取設(shè)備冷卻信號，控制進(jìn)水口水泵的流量。

采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于：通過收集雨水、控制噴淋流量和控制冷卻水補(bǔ)充，能有效利用寶貴的水資源；通過溫度控制噴淋流量、根據(jù)設(shè)備冷卻需求調(diào)節(jié)泵的功率，能有效節(jié)約用電；冷水池將熱水池包圍，能降低熱水意外傷人的概率；通過溫度傳感器、壓力傳感器、池水高度測量裝置、泵驅(qū)動裝置、閥門驅(qū)動裝置，可以使用工廠的自動化系統(tǒng)對整個(gè)冷卻系統(tǒng)控制，達(dá)到無人值守和節(jié)能的效果。