空调冷却塔的控制与监测装置及空调的制作方法

1.本实用新型涉及空调技术领域，尤其是涉及一种空调冷却塔的控制与监测装置及空调。

背景技术：

2.在大型公共建筑中，中央空调系统的电耗约占建筑总能耗的30％～60％，而冷却塔的电耗约占空调系统总电耗的3％～5％，运行中的冷却塔的功耗主要受设定的出水温度值的影响，而冷却塔的实际出水温度将直接影响冷水机的能耗，可见空调系统中的各个设备是彼此相互影响的，而冷却塔的运行情况将直接影响整个空调系统的节能降耗。
3.现有技术中，常见的冷却塔的控制装置要么仅满足冷却塔的正常启停与运行，而没有执行相关优化运行控制策略；要么制定了优化控制策略但存在较大争议，但无法监测其节能运行效果。

技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本实用新型的第一方面实施例提供了一种空调冷却塔的控制与监测装置，在实现对冷却塔执行相关优化运行控制策略的同时，还能够监测冷却塔的节能运行效果。
6.本实用新型的第二方面实施例提供了一种空调。
7.为实现本实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.根据本实用新型的第一方面实施例的空调冷却塔的控制与监测装置，包括控制柜体、控制单元、监测单元和显示器；
9.所述控制柜体，具有中空的腔体结构；
10.所述控制单元，设置在所述控制柜体的腔体内；所述控制单元与冷却塔的风机电气连接，用于选择所述冷却塔的风机的工作模式，以及用于根据所述冷却塔的风机的工作模式调整所述冷却塔的实际出水温度；
11.所述监测单元，设置在所述控制柜体的腔体内；所述监测单元与所述控制单元电气连接，以接收所述控制单元发送的所述冷却塔的风机的工作模式信息，使得所述监测单元能够监测所述冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况；
12.所述显示器，内嵌在所述控制柜体的外侧表面；所述显示器与所述控制单元和所述监测单元电气连接，以接收所述冷却塔的风机的工作模式信息、所述冷却塔的出水温度信息以及所述冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况并显示。
13.根据本实用新型实施例的空调冷却塔的控制与监测装置，至少具有如下有益效果：通过控制单元选择冷却塔的风机的工作模式，以及根据冷却塔的风机的工作模式调整冷却塔的实际出水温度，可实现冷却塔的节能优化运行；通过监测单元可以监测冷却塔及冷却水系统的节能运行效果，并可通过显示器实时显示冷却塔的相关运行参数、冷却塔的能耗与能效情况、冷却水系统的整体能耗情况，以方便冷却塔现场运行人员选择冷却塔的
最佳控制模式。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述冷却塔的风机的工作模式包括组合工作模式和工频运行模式。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述控制单元包括第一微处理器、控制模式模块、频率采集模块、频率控制模块、冷却塔出水温度传感器、温度控制模块和室外湿球温度传感器；所述控制模式模块、频率控制模块、温度控制模块和室外湿球温度传感器均与所述第一微处理器电气连接；所述频率采集模块与所述频率控制模块电气连接；所述冷却塔出水温度传感器与所述温度控制模块电气连接。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述控制模式模块，用于在所述第一微处理器的控制作用下选择所述冷却塔的风机的工作模式；
17.所述频率采集模块，与所述冷却塔的风机电气连接，用于采集所述冷却塔的风机的工作频率，并将所述工作频率传递至所述频率控制模块；
18.所述频率控制模块，用于接收所述工作频率，并将所述工作频率传递至所述第一微处理器；以及，用于在所述第一微处理器的控制作用下调整所述工作频率；
19.所述冷却塔出水温度传感器，与所述冷却塔连接，用于采集所述冷却塔的实际出水温度，并将所述实际出水温度传递至所述温度控制模块；
20.所述温度控制模块，用于接收所述实际出水温度，并将所述实际出水温度传递至所述第一微处理器；以及，用于在所述第一微处理器的控制作用下调整所述实际出水温度；
21.所述室外湿球温度传感器，用于采集室外空气的湿球温度数据，并将所述湿球温度数据传递至所述第一微处理器。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述第一微处理器与所述显示器电气连接。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述监测单元包括第二微处理器、冷却塔智能冷量表、冷却塔电能表和冷却水系统电能表；所述冷却塔智能冷量表、冷却塔电能表和冷却水系统电能表均与所述第二微处理器电气连接。
24.根据本实用新型的一些实施例，所述冷却塔智能冷量表，与所述冷却塔电气连接，用于采集所述冷却塔的输送冷量，并将所述输送冷量的值传递至所述第二微处理器；
25.所述冷却塔电能表，与所述冷却塔电气连接，用于采集所述冷却塔的塔耗电量值，并将所述塔耗电量值传递至所述第二微处理器；
26.所述冷却水系统电能表，与所述冷却水系统电气连接，用于采集所述冷却水系统的整体耗电量值，并将所述整体耗电量值传递至所述第二微处理器。
27.根据本实用新型的一些实施例，所述第二微处理器与所述显示器电气连接。
28.根据本实用新型的一些实施例，所述显示器选用全彩led显示屏。
29.根据本实用新型的第二方面实施例的一种空调，包括如第一方面实施例的空调冷却塔的控制与监测装置。
30.本技术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，或者通过实施本技术而了解。本技术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的结构来实现和获得。
附图说明
31.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1为本实用新型实施例的空调冷却塔的控制与监测装置的结构框图；
33.图2为本实用新型实施例的控制单元的结构框图；
34.图3为本实用新型实施例的监测单元的结构框图。
35.附图标记：
36.控制柜体100；
37.控制单元200、第一微处理器210、控制模式模块220、频率采集模块230、频率控制模块240、冷却塔出水温度传感器250、温度控制模块260、室外湿球温度传感器270；
38.监测单元300、第二微处理器310、冷却塔智能冷量表320、冷却塔电能表330、冷却水系统电能表340；
39.显示器400
具体实施方式
40.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，术语“中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、周向、径向、轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“布置”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.下面参考图1至图3描述根据本实用新型的第一方面实施例的空调冷却塔的控制与监测装置。
45.如图1所示，根据本实用新型实施例的空调冷却塔的控制与监测装置，包括控制柜体100、控制单元200、监测单元300和显示器400，控制柜体100具有中空的腔体结构，控制单元200和监测单元300均安装在控制柜体100的腔体内，显示器400内嵌在控制柜体100的外侧表面。控制单元200与冷却塔的风机电气连接，用于选择冷却塔的风机的工作模式，以及
用于根据冷却塔的风机的工作模式调整冷却塔的实际出水温度；冷却塔的风机的工作模式包括组合工作模式和工频运行模式，组合工作模式在本技术中指的是室外湿球温度连同冷幅值模式；控制单元200与监测单元300电气连接，以将冷却塔的风机的工作模式信息传递至监测单元300，使得监测单元300能够监测冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况；控制单元200和监测单元300均与显示器400电气连接，以将冷却塔的风机的工作模式信息、冷却塔的实际出水温度信息等相关运行参数以及冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况传递至显示器400并通过显示器400予以显示。
46.如图2所示，在本实用新型的一些具体实施例中，控制单元200包括第一微处理器210、控制模式模块220、频率采集模块230、频率控制模块240、冷却塔出水温度传感器250、温度控制模块260和室外湿球温度传感器270；控制模式模块220、频率控制模块240、温度控制模块260和室外湿球温度传感器270均与第一微处理器210电气连接；频率采集模块230与频率控制模块240电气连接；冷却塔出水温度传感器250与温度控制模块260电气连接。
47.其中，
48.控制模式模块220，用于在第一微处理器210的控制作用下选择冷却塔的风机的工作模式；
49.频率采集模块230，与冷却塔的风机电气连接，用于采集冷却塔的风机的工作频率，并将该工作频率传递至频率控制模块240；
50.频率控制模块240，用于接收冷却塔的风机的工作频率，并将该工作频率传递至第一微处理器210；以及用于在第一微处理器210的控制作用下调整冷却塔的风机的工作频率；
51.冷却塔出水温度传感器250，与冷却塔连接，用于采集冷却塔的实际出水温度，并将该实际出水温度传递至温度控制模块260；在本技术中，冷却塔出水温度传感器250可以放在冷却塔集水盘位置或机房冷却水回水管上以采集冷却塔的实际出水温度；
52.温度控制模块260，用于接收冷却塔的出水温度，并将该出水温度传递至第一微处理器210；以及用于在第一微处理器210的控制作用下调整冷却塔的出水温度；
53.室外湿球温度传感器270，用于采集室外空气的湿球温度数据，并将该湿球温度数据传递至第一微处理器210。在本技术中，通过湿球温度标定室外空气的相对湿度。
54.在本实用新型的一些具体实施例中，频率采集模块230与频率控制模块240可集成于一体形成变频器来调整冷却塔的风机的工作频率；例如，可以选用abb的acs510变频器。该变频器通过改变冷却塔的风机的工作频率来控制冷却塔的风机的变频运行。该变频器通过内部igbt的开断来调整其输出电源的电压和频率，根据冷却塔的风机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
55.在本技术中，当控制模式模块220选择冷却塔的风机的组合工作模式(室外湿球温度连同冷幅值模式)时，频率采集模块230采集并传输冷却塔的风机的工作频率给频率控制模块240；冷却塔出水温度传感器250采集并传输冷却塔的实际出水温度给温度控制模块260；频率控制模块240、温度控制模块260和室外湿球温度传感器270分别将各自对应的冷却塔的风机的工作频率数据、冷却塔的实际出水温度数据和室外空气的湿球温度数据传递至第一微处理器210进行判断处理。
56.当第一微处理器210判断冷却塔的实际出水温度低于室外湿球温度与冷幅值之和
时，第一微处理器210通过频率控制模块240，调低冷却塔的风机的工作频率甚至停止运行冷却塔的风机，使冷却塔的实际出水温度稳定在室外湿球温度与冷幅值之和值。当第一微处理器210判断当冷却塔的实际出水温度高于室外湿球温度与冷幅值之和时，第一微处理器210通过频率控制模块240，调高冷却塔的风机的工作频率甚至以工频运行模式运行所有冷却塔的风机，使冷却塔的实际出水温度稳定在室外湿球温度与冷幅值之和值。需要说明的是，在本技术中，冷幅值一般为5摄氏度左右，是冷却塔的“设计”出水口处循环水的温度与室外湿球温度之差。
57.当控制模式模块220选择冷却塔的风机的工频运行模式时，通过降低冷却塔的实际出水温度来提高冷水机组的性能，此时第一微处理器210停止工作，所有冷却塔的风机工频运行。需要说明的是，当所有冷却塔的风机工频运行时，换热越多，冷却塔的实际出水温度就越低。
58.如图3所示，在本实用新型的一些具体实施例中，监测单元300包括第二微处理器310、冷却塔智能冷量表320、冷却塔电能表330和冷却水系统电能表340；冷却塔智能冷量表320、冷却塔电能表330和冷却水系统电能表340均与第二微处理器310电气连接；冷却水系统包括冷却塔、冷水主机和冷却水泵。
59.其中，
60.冷却塔智能冷量表320，与冷却塔电气连接，用于采集冷却塔的输送冷量，并将该输送冷量的值传递至第二微处理器310；
61.冷却塔电能表330，与冷却塔电气连接，用于采集冷却塔的塔耗电量值，并将该塔耗电量值传递至第二微处理器310；
62.冷却水系统电能表340，与冷却水系统电气连接，用于采集冷却水系统的整体耗电量值，并将该整体耗电量值传递至第二微处理器310。
63.在本技术中，当冷却塔的风机工作在组合工作模式或工频运行模式时，冷却塔智能冷量表320采集冷却塔的输送冷量，并将冷却塔的输送冷量的值传输至第二微处理器310；冷却塔电能表330采集并传输冷却塔的塔耗电量值至第二微处理器310；冷却水系统电能表340采集并传输冷却水系统的整体耗电量值至第二微处理器310；第二微处理器310接收冷却塔的输送冷量的值、塔耗电量值和冷却水系统的整体耗电量值，以实时监测冷却塔的能耗情况、能效情况及整个冷却水系统的能耗情况。需要说明的是，冷却塔的能耗即耗电量，能效即输送冷量除以耗电量。
64.在本实用新型的一些具体实施例中，第一微处理器210和第二微处理器310可采用西门子a5e30235063smart plc。
65.在本实用新型的一些具体实施例中，第一微处理器210和第二微处理器310均与显示器400电气连接，第一微处理器210和第二微处理器310将接收到的冷却塔的风机的工作模式信息、冷却塔的出水温度信息等运行参数以及冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况传递至显示器400显示，以方便冷却塔现场运行人员从组合工作模式或工频运行模式中选择冷却塔的最佳控制模式，即相同运行条件下，冷却水系统能耗越低的控制模式为最佳控制模式。
66.在本实用新型的一些具体实施例中，显示器400可选用全彩led显示屏。
67.采用上述技术方案中的空调冷却塔的控制与监测装置，通过控制单元200可实现
冷却塔的节能优化运行，通过监测单元300可以监测冷却塔及冷却水系统的节能运行效果，并可通过显示器400实时显示冷却塔的相关运行参数、冷却塔的能耗与能效情况、冷却水系统的整体能耗情况，以方便冷却塔现场运行人员选择冷却塔的最佳控制模式。
68.根据本实用新型的第二方面实施例的一种空调，包括本实用新型上述第一方面实施例所述的空调冷却塔的控制与监测装置。
69.采用上述技术方案中的空调，具有如上述空调冷却塔的控制与监测装置的全部有益效果，在此不再赘述。
70.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，包括控制柜体(100)、控制单元(200)、监测单元(300)和显示器(400)；所述控制柜体(100)，具有中空的腔体结构；所述控制单元(200)，设置在所述控制柜体(100)的腔体内；所述控制单元(200)与冷却塔的风机电气连接，用于选择所述冷却塔的风机的工作模式，以及用于根据所述冷却塔的风机的工作模式调整所述冷却塔的实际出水温度；所述监测单元(300)，设置在所述控制柜体(100)的腔体内；所述监测单元(300)与所述控制单元(200)电气连接，以接收所述控制单元(200)发送的所述冷却塔的风机的工作模式信息，使得所述监测单元(300)能够监测所述冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况；所述显示器(400)，内嵌在所述控制柜体(100)的外侧表面；所述显示器(400)与所述控制单元(200)和所述监测单元(300)电气连接，以接收所述冷却塔的风机的工作模式信息、所述冷却塔的实际出水温度信息以及所述冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况并显示。2.根据权利要求1所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述冷却塔的风机的工作模式包括组合工作模式和工频运行模式。3.根据权利要求1所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述控制单元(200)包括第一微处理器(210)、控制模式模块(220)、频率采集模块(230)、频率控制模块(240)、冷却塔出水温度传感器(250)、温度控制模块(260)和室外湿球温度传感器(270)；所述控制模式模块(220)、频率控制模块(240)、温度控制模块(260)和室外湿球温度传感器(270)均与所述第一微处理器(210)电气连接；所述频率采集模块(230)与所述频率控制模块(240)电气连接；所述冷却塔出水温度传感器(250)与所述温度控制模块(260)电气连接。4.根据权利要求3所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述控制模式模块(220)，用于在所述第一微处理器(210)的控制作用下选择所述冷却塔的风机的工作模式；所述频率采集模块(230)，与所述冷却塔的风机电气连接，用于采集所述冷却塔的风机的工作频率，并将所述工作频率传递至所述频率控制模块(240)；所述频率控制模块(240)，用于接收所述工作频率，并将所述工作频率传递至所述第一微处理器(210)；以及，用于在所述第一微处理器(210)的控制作用下调整所述工作频率；所述冷却塔出水温度传感器(250)，与所述冷却塔连接，用于采集所述冷却塔的实际出水温度，并将所述实际出水温度传递至所述温度控制模块(260)；所述温度控制模块(260)，用于接收所述实际出水温度，并将所述实际出水温度传递至所述第一微处理器(210)；以及，用于在所述第一微处理器(210)的控制作用下调整所述实际出水温度；所述室外湿球温度传感器(270)，用于采集室外空气的湿球温度数据，并将所述湿球温度数据传递至所述第一微处理器(210)。5.根据权利要求3所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述第一微处理器(210)与所述显示器(400)电气连接。6.根据权利要求1所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述监测单元
(300)包括第二微处理器(310)、冷却塔智能冷量表(320)、冷却塔电能表(330)和冷却水系统电能表(340)；所述冷却塔智能冷量表(320)、冷却塔电能表(330)和冷却水系统电能表(340)均与所述第二微处理器(310)电气连接。7.根据权利要求6所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述冷却塔智能冷量表(320)，与所述冷却塔电气连接，用于采集所述冷却塔的输送冷量，并将所述输送冷量的值传递至所述第二微处理器(310)；所述冷却塔电能表(330)，与所述冷却塔电气连接，用于采集所述冷却塔的塔耗电量值，并将所述塔耗电量值传递至所述第二微处理器(310)；所述冷却水系统电能表(340)，与所述冷却水系统电气连接，用于采集所述冷却水系统的整体耗电量值，并将所述整体耗电量值传递至所述第二微处理器(310)。8.根据权利要求6所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述第二微处理器(310)与所述显示器(400)电气连接。9.根据权利要求1所述的空调冷却塔的控制与监测装置，其特征在于，所述显示器(400)选用全彩led显示屏。10.一种空调，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一一项所述的空调冷却塔的控制与监测装置。

技术总结

本实用新型公开了一种空调冷却塔的控制与监测装置及空调，该装置包括控制柜体、控制单元、监测单元和显示器。控制单元设置在控制柜体的腔体内；控制单元用于选择冷却塔的风机的工作模式，以及用于根据冷却塔的风机的工作模式调整冷却塔的实际出水温度；监测单元设置在控制柜体的腔体内；监测单元与控制单元电气连接，以接收冷却塔的风机的工作模式信息，使得监测单元能够监测冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况；显示器内嵌在控制柜体的外侧表面；显示器与控制单元和监测单元电气连接，以接收冷却塔的风机的工作模式信息、冷却塔的出水温度信息以及冷却塔的风机在不同的工作模式下的能量资源的消耗情况并显示。显示。显示。