一種具有自動調(diào)節(jié)能力的智能水冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能水冷系統(tǒng)，具有涉及自動調(diào)節(jié)能力的智能水冷系統(tǒng)，屬于電力電子與智能控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水冷系統(tǒng)作為一個輔助散熱設(shè)備已經(jīng)逐漸應(yīng)用于國民經(jīng)濟的諸多行業(yè)。隨著應(yīng)用場合的增多，傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)在適應(yīng)能力、結(jié)構(gòu)、尺寸、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等方面已經(jīng)不能夠滿足這種應(yīng)用的多樣性?，F(xiàn)有技術(shù)中的水冷系統(tǒng)存在以下技術(shù)問題；1)體積較大，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆卸維修麻煩，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差；2)成本較高，運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些問題；
3)工作效率低，能耗高；4)出現(xiàn)異常掉電時，立刻停機，水冷系統(tǒng)喪失散熱能力；5)系統(tǒng)啟動對電網(wǎng)沖擊大，降低電機使用壽命，6)現(xiàn)有技術(shù)中的水冷系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境存在一定的局限性，不便于大規(guī)模的推廣使用。因此，迫切的需要一種新的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有自動調(diào)節(jié)能力的智能水冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)整體設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，運行穩(wěn)定，并且該技術(shù)方案加裝不間斷電源，對系統(tǒng)供電系統(tǒng)優(yōu)化，大大延長電機的使用壽命。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種具有自動調(diào)節(jié)能力的智能水冷系統(tǒng)，所述水冷系統(tǒng)設(shè)置在主管道上，其特征在于，所述水冷系統(tǒng)包括主循環(huán)泵，空氣散熱器、過濾裝置、散熱對象以及平衡箱，所述主循環(huán)泵，空氣散熱器、過濾裝置、散熱對象以及平衡箱通過管道相連，所述智能水冷系統(tǒng)還包括中央處理系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，所述空氣散熱器、主循環(huán)泵以及平衡箱均與中央處理系統(tǒng)相連接。整個技術(shù)方案設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，工作效率高，該技術(shù)方案中主循環(huán)泵和空氣散熱器具有軟啟動功能，系統(tǒng)中對電機進(jìn)行變頻調(diào)速控制，能夠在水冷系統(tǒng)啟動的過程中實現(xiàn)軟啟動，延長電機壽命，避免啟動瞬間對電網(wǎng)的沖擊；同時，增強水冷系統(tǒng)在需要頻繁啟動停止應(yīng)用場合的穩(wěn)定性。
[0005]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述空氣散熱器和主循環(huán)泵之間設(shè)置有主泵出水壓力傳感器PS1，所述主循環(huán)泵和平衡箱之間設(shè)置有主泵進(jìn)水壓力傳感器PS3，所述過濾裝置和散熱對象之間設(shè)置有供水壓力傳感器PS2。該技術(shù)方案中，實現(xiàn)了壓力閉環(huán)控制，通過中央處理器實時采集主泵出水壓力傳感器PS1、供水壓力傳感器PS2、主泵進(jìn)水壓力傳感器PS3的壓力數(shù)據(jù)，來分別判斷主循環(huán)泵出水壓力P1、對散熱對象的供水壓力P2、散熱對象出水壓力或進(jìn)泵進(jìn)水壓力P3是否在設(shè)置的系統(tǒng)正常運行時的壓力范圍內(nèi)，如果三者之中任何一個大于/小于設(shè)定的其壓力調(diào)節(jié)上限(Pmax) /下限(Pmin),中央處理器將會通過調(diào)節(jié)主循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來改變供水壓力，在設(shè)定的安全周期內(nèi)持續(xù)采樣，判斷壓力是否恢復(fù)，如果超出安全周期壓力仍未恢復(fù)，仍繼續(xù)調(diào)節(jié)并發(fā)出告警信號，告知散熱對象和操作人員先對散熱對象進(jìn)行保護(hù)，最終在壓力達(dá)到水冷系統(tǒng)超壓停機上限(Pmax_st J/下限(Pmin-S_)的時候，系統(tǒng)停機。該壓力閉環(huán)可以是壓力調(diào)節(jié)停機上限和停機下限中某一個理想的壓力段，增強系統(tǒng)在散熱對象發(fā)熱量及環(huán)境條件變化時的適應(yīng)能力。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述過濾裝置和散熱對象之間設(shè)置有供水溫度傳感器TS1，所述平衡箱和散熱對象之間設(shè)置有回水溫度傳感器TS2和冷卻介質(zhì)流量傳感器FS。該技術(shù)方案中，實現(xiàn)了溫度閉環(huán)控制，通過中央處理器實時采集供水溫度傳感器TS1、回水溫度傳感器TS2、冷卻介質(zhì)流量傳感器FS的信息，以判斷該階段流量大小及空氣散熱器是否滿足攜帶走此時散熱對象產(chǎn)生的熱量并使其溫度穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)；如果供水溫度(Tl)/回水溫度(T2)高于設(shè)定的理想溫度區(qū)域上限Tmax，則意味著流量過小及空氣散熱器散熱能力過低，此時中央處理單元通過提高主循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來增加流量，提高空氣散熱器風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來增加散熱能力，快速降低散熱對象溫度；如果供水/回水溫度低于設(shè)定的理想溫度區(qū)域下限Tmin，則意味著流量過剩及空氣散熱器能力過剩，此時中央處理單元通過降低主循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來減小流量，降低空氣散熱器風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來降低散熱能力，快速穩(wěn)定散熱對象溫度，避免溫度降至露點(Tdp)以下；如果環(huán)境溫度過低，中央處理單元啟動平衡箱中的電加熱器，控制主循環(huán)泵以極低速運行，停止空氣散熱器風(fēng)機運行，達(dá)到升高冷卻介質(zhì)溫度保持冷卻介質(zhì)低速流動防止結(jié)冰的目的。該溫度閉環(huán)可以是超溫停機上限(Tmax_stop)和露點(Tdp)中某一個理想的溫度段，增強系統(tǒng)在散熱對象發(fā)熱量及環(huán)境溫度變化時的適應(yīng)能力。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述智能水冷系統(tǒng)還包括補水箱，所述補水箱通過補水泵連接平衡箱，時時對平衡箱進(jìn)行補充。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述平衡箱包括平衡箱本體，所述平衡箱本體的上方設(shè)置有補水管和手動排氣閥，所述補水箱本體的一側(cè)設(shè)置有水位計，補水箱本體的底部設(shè)置有電加熱器，所述補水箱本體的下方設(shè)置有泄空閥。該技術(shù)方案中，增加的多功能平衡箱頂端有一個補水管，提供為系統(tǒng)加水和補水的功能，通過觀察水位計，確定罐內(nèi)水位，并留一定余量，使得系統(tǒng)運行過程中把管道內(nèi)可能存在的空氣排到平衡箱罐體內(nèi)；罐頂設(shè)有手動排氣閥，便于脫氣操作；罐底裝有電加熱器，輔助完成溫度閉環(huán)控制。增加多功能平衡箱，空氣散熱器器使用單臺，通過將緩沖、脫氣、加熱三項功全能融合在平衡箱中，并且冷卻介質(zhì)全部從空氣散熱器走，減少了電動三通閥和分流管道的使用，來簡化結(jié)構(gòu)減小體積；通過對空氣散熱器風(fēng)機采用變頻控制，可將減少風(fēng)機至一臺，系統(tǒng)體積更小。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述過濾裝置包括主管道過濾器和旁路主管道過濾器，電動三通閥、對夾式蝶閥以及快拆接頭，所述電動三通閥同時連接主管道、主管道過濾器和旁路主管道過濾器，所述主管道過濾器的兩側(cè)設(shè)置有快拆接頭，所述旁路主管道過濾器的兩側(cè)設(shè)置有快拆接頭，所述電動三通閥和旁路主管道過濾器之間設(shè)置有對夾式蝶閥。通過電動三通閥連接主管道、主管道過濾器、旁路主管道過濾器，兩個過濾器的兩端均已快速接頭連接，便于快速拆裝；在需要進(jìn)行主管道過濾器清理維護(hù)的時候，電動三通閥關(guān)閉主管道過濾器，開通旁路主管道過濾器，進(jìn)行不停機操作，提高工作效率。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述中央處理系統(tǒng)包括中央處理器以及AD采樣電路，所述主循環(huán)泵包括第一主循環(huán)泵和第二主循環(huán)泵；所述控制系統(tǒng)包括AC380V電源，不控整流器、逆變器以及不間斷電源UPS，所述AC380V電源和逆變器之間設(shè)置有不控整流器以及不間斷電源UPS。加裝UPS，具有掉電不立刻停機的功能。對系統(tǒng)供電進(jìn)行優(yōu)化，通過加裝UPS,保證在掉電瞬間，系統(tǒng)中的空氣散熱器風(fēng)機掉電停機，靠慣性旋轉(zhuǎn)，其余系統(tǒng)靠UPS提供的電能繼續(xù)工作，同時向散熱對象發(fā)出掉電故障信號，保證水冷系統(tǒng)在散熱對象停機過程中仍具散熱能力。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述中央處理器上設(shè)置有通信接口，該水冷系統(tǒng)的中央處理器單元有RS485和Profibus接口，能夠?qū)崿F(xiàn)水冷西的中央處理單元與散熱對象控制器的通信，實時判斷散熱對象工況，預(yù)判散熱負(fù)荷，提前調(diào)節(jié)水冷系統(tǒng)的散熱能力。
[0012]一種智能水冷系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法如下:
(I)AD采樣電路采樣主泵出水壓力傳感器、供水壓力傳感器、主泵進(jìn)水壓力傳感器、供水溫度傳感器、回水溫度傳感器、冷卻介質(zhì)流量傳感器的信息，并上傳至中央處理器。
[0013](2)中央處理器通過對比接收的壓力信息與設(shè)定