工業循環水系統組合節能實驗系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種工業循環水系統組合節能實驗系統，包括：監控子系統、數據采集子系統和水循環裝置；監控子系統包括信號處理單元、變頻調速單元、智能控制閥；信號處理單元分別與變頻調速單元、智能控制閥通信，水循環裝置包括水箱、水泵、等效換熱器、冷卻塔；水箱的出口通過水泵連至等效換熱器，等效換熱器的換熱出口通過智能控制閥連至冷卻塔的進水口；監控子系統與數據采集子系統和水循環子系統電性連接，監控子系統通過數據采集子系統獲取、顯示、輸出水循環裝置各部分的運行信息，并響應外部操作對水循環裝置的工作狀態進行改變。通過更換或切換組件實現單項節能技術或節能技術組合能效評估，直觀地展現節能原理。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種實驗系統，具體地，涉及一種工業循環水系統組合節能實驗系統。
技術介紹
工業循環水系統是工業企業內大量采用的工藝系統，其能耗往往占據工業用電的20%以上，系統的節能有助于工業企業的節能減排和增強行業競爭力。由于在設計時難以全面預測系統管網的阻力和生產工藝的實際需求，致使系統中設計余量往往很大，根據設計建成的循環水系統不能在最優能耗狀況下運行。同時，隨著生產狀況的變化、設備狀態的變化和環境的變化，使得工業循環水系統經常處于變工況運行狀態，運行能耗不能始終保持在較低狀態。巨大的運行能耗和可觀的節能潛力使得工業循環水系統節能方興未艾，但目前所用的節能技術通常只局限于高效栗技術，變頻調速技術，水動力風機冷卻塔技術中的某一種節能技術。雖然工業循環水系統具有一定的共性，但要做到最大化的節能，可持續的節能，則必須考慮每個工業循環水系統的個性特點，單純采用某種單項節能技術并不是最優選擇，尤其是要求實現持續最大化節能時，因為工業循環水系統中，每個組件都在消耗一定的能量，如果只從循環水栗，或冷卻塔風機角度采取單一的節能措施，則可節省的能量有限。例如，采用高效栗節能技術對循環水栗進行替換改造，一定程度上提高了栗的運行效率，降低了能耗，但并不能消除由于水量分配不均，水力不平衡引起的多送循環水引起的能耗。再如，單純采用變頻調速技術并不能改變栗本身效率低的不足。因此，為了保證持續最大化節能，有必要采用組合節能技術，即通過對工業循環水系統的組成設備、工藝需求、設備狀態和環境條件的調研，對其進行能效分析，獲得各組成設備所需消耗的能量，從而確定出可用的節能技術組合，再通過節能效益以及投資決策分析得出最終的工業循環水組合節能系統。組合節能技術雖然可解決工業循環水系統的持續最大化節能的問題，但在實際應用后是否會產生如預期的效果，則需要提前做模擬分析。除通過數值實驗分析外，還可以通過模擬實驗分析進行評估。
技術實現思路
針對現有技術中的問題，本技術的目的是提供一種工業循環水系統組合節能實驗系統。本技術設計的一種工業循環水系統組合節能實驗系統，用以模擬工業循環水系統中采用了包括變頻調速節能、三元流高效水栗節能、高效電機節能、水力平衡節能、水動風機節能等單項節能技術在內的一種或多種節能技術后的節能原理和節能效果，從而可為評估節能技術組合提供參考，并為最終實現工業循環水系統的持續最大化節能提供參考依據。根據本技術提供的一種工業循環水系統組合節能實驗系統，包括:監控子系統、數據采集子系統和水循環裝置；所述監控子系統包括信號處理單元、變頻調速單元、智能控制閥；所述信號處理單元分別與所述變頻調速單元、智能控制閥通信，所述數據采集子系統至少用于監測所述水循環裝置流量、溫度、壓力、電能、電流、電壓、轉速、閥門開度；所述水循環裝置包括水箱、水栗、等效換熱器、冷卻塔；所述水箱的出口通過所述水栗連至所述等效換熱器，所述等效換熱器的換熱出口通過所述智能控制閥連至所述冷卻塔的進水口；所述監控子系統與所述數據采集子系統和水循環子系統電性連接，所述監控子系統通過所述數據采集子系統獲取、顯示、輸出所述水循環裝置各部分的運行信息，并響應外部操作對所述水循環裝置的工作狀態進行改變。進一步地，所述水栗至少包括一個低效節能栗和一個高效節能栗；所述低效節能栗和高效節能栗分別與所述監控子系統相連，所述監控子系統還用于分別控制各個所述低效節能栗和高效節能栗的轉速；所述水循環裝置包括出水母管；所述低效節能栗和高效節能栗分別與所述出水母管相連，水從所述水箱中被所述低效節能栗和高效節能栗抽出后匯流至所述出水母管中，并經過所述出水母管進入所述等效換熱器。進一步地，所述數據采集子系統還用于分別實時監測所述低效節能栗和高效節能栗的能耗，并將該低效節能栗和高效節能栗的能耗發送至所述信號處理單元。進一步地，所述水循環裝置包括若干個所述等效換熱器和回水母管，水從若干個所述等效換熱器流出后匯流至所述回水母管，并通過該回水母管進入所述冷卻塔；每個所述等效換熱器的換熱出口均設有一個所述智能控制閥，所述智能控制閥用于根據所述信號處理單元的控制信號改變閥門開度并至少測得溫度信息。進一步地，每個所述等效換熱器分別與所述監控子系統電性相連，所述監控子系統還用于分別控制各個所述等效換熱器的換熱功率。進一步地，所述數據采集子系統還用于分別實時監測所述等效換熱器的能耗。進一步地，所述數據采集子系統包括第一壓力計、第一溫度傳感器、第一流量計和電表;所述第一溫度傳感器、第一壓力計和第一流量計設于所述等效換熱器的換熱入口，監測進入所述等效換熱器前的第一水溫、第一水壓、第一流量，所述電表用于獲取整個水循環裝置的能耗。進一步地，所述監控子系統包括顯示模塊和控制模塊；所述控制模塊用于響應外部操作對所述水循環裝置的工作狀態進行改變；所述顯示模塊用于顯示包括所述第一壓力計、第一溫度傳感器、第一流量計和電表監測的所述水循環裝置各部分的運行信息。進一步地，所述冷卻塔為機械通風逆流式冷卻塔；所述機械通風逆流式冷卻塔的軸流風機包括電機拖動風機和水輪機拖動風機；所述監控子系統還用于控制所述電機拖動風機和/或水輪機拖動風機的開關；所述數據采集子系統還用于監測所述冷卻塔的能耗。進一步地，所述等效換熱器設置在所述水箱的頂部，所述冷卻塔安裝在所述等效換熱器的頂部，所述監控子系統安裝于所述冷卻塔的側面，所述水栗設于所述監控子系統下方。本技術由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:I)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置是集合了包括變頻調速節能、三元流高效水栗節能、高效電機節能、水力平衡節能、水動風機節能等多種工業循環水系統節能技術的成套系統，裝置中包括了工業循環水系統的主要組件，且具有多種對比實驗部件，方便自由組合搭配形成組合節能設備系統；2)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置通過巧妙的三維布置，使得整個裝置在具有上述強大功能的情況下結構十分緊湊；3)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置，可以通過更換或切換組件實現運單項節能技術或節能技術組合能效評估，直觀地展現節能原理；4)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置，除可各自獨立手動調節外，還集成了自動控制功能，可模擬工業循環水不同的控制工藝，如恒壓控制、恒溫控制等;5)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置，通過自動數據采集、自動數據處理、自動輸出報表實現了數據處理、存儲、檢索、輸出的智能化；6)本技術提供的工業循環水系統組合節能實驗裝置，其中的水介質做到了充分循環使用，減少了水的浪費。【附圖說明】為了更清楚地說明本技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:圖1是可選實施例中的一種工業循環水系統組合節能實驗系統結構示意圖(正面)；圖2是可選實施例中的一種工業循環水系統組合節能實驗系統結構示意圖(側面)。符號說明:1-水箱；2-入口控制閥；3-高效節能栗；4-低效水栗；5-電動控制閥；6-出水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業循環水系統組合節能實驗系統，其特征在于，包括：監控子系統、數據采集子系統和水循環裝置；所述監控子系統包括信號處理單元、變頻調速單元、智能控制閥；所述信號處理單元分別與所述變頻調速單元、智能控制閥通信，所述數據采集子系統至少用于監測所述水循環裝置的流量、溫度、壓力、電能、電流、電壓、轉速、閥門開度；所述水循環裝置包括水箱、水泵、等效換熱器、冷卻塔；所述水箱的出口通過所述水泵連至所述等效換熱器，所述等效換熱器的換熱出口通過所述智能控制閥連至所述冷卻塔的進水口；所述監控子系統與所述數據采集子系統和水循環子系統電性連接，所述監控子系統通過所述數據采集子系統獲取、顯示、輸出所述水循環裝置各部分的運行信息，并響應外部操作對所述水循環裝置的工作狀態進行改變。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳池，唐永東，顧威，李曉平，
申請(專利權)人：上海寶鋼節能環保技術有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31