[发明专利]用于减少冷却水分配系统的能耗的系统和方法

说明书

一种冷却水分配系统包括与多个建筑物流体连通、并且还与多个冷却器站流体连通的冷却水回路。监测和控制系统与这些冷却器站之一通信，下文中将该冷却器站称为“受控”冷却器站，因为该冷却器站配置有一个或多个变频驱动器，这些变频驱动器由该监测和控制系统控制，用于调节诸如但不限于泵或风扇的至少一个冷却器站部件的速度。通过此调节过程，可以将该冷却水回路的压力差维持在“最佳范围”，以便在优化冷却器站输出的同时使冷却器站的能耗最小化。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月21日提交的美国专利申请号15/682,320的优先权，该专利申请如在本文中完整地阐述了一样，通过援引以其全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及通过监测和控制基础冷却器站或受控冷却器站内的变速驱动器来减少冷却水分配系统的能耗的系统和方法。

背景技术

常规的冷却水系统通常包括冷却回路，该冷却回路具有回流管线和供应管线，这两种管线都与至少两个冷却站和至少两个建筑物流体连通。在这类常规系统中，在冷却站处产生的供水压力相对较高，这进而可能导致任何数量的不期望的后果。举例来说，即使遵循了标准的维护时间表，较高的压力也可能降低系统的使用寿命。可替代地或另外地，较高的压力可能需要更频繁的维护，这进而导致更高的成本。进一步地，较高的压力可能需要安装减压阀，但是，尽管这类阀可能降低进入的冷却水的压力，同时它们的安装也会增加资金成本和系统控制复杂性。此外，减压阀可能无法抵御住较高的压力而充分地进行封闭，并且过冷可能成为一个问题。

发明内容

一种冷却水分配系统包括与多个建筑物流体连通、并且还与多个冷却器站流体连通的冷却水回路。监测和控制系统与这些冷却器站之一通信，以下将该冷却器站称为“受控”冷却器站，因为该冷却器站配置有一个或多个变频驱动器，这些变频驱动器由该监测和控制系统控制，用于调节诸如但不限于泵或风扇的至少一个冷却器站部件的速度。通过此调节过程，可以将该冷却水回路的压力差维持在“最佳范围(sweet spot)”，以便在优化冷却器站输出的同时使冷却器站的能耗最小化。

在本发明的一个方面，一种分布式过程冷却水系统包括供应管线，该供应管线具有供应管线压力传感器；回流管线，该回流管线具有回流管线压力传感器，该供应管线压力传感器和该回流管线压力传感器协作以提供在该供应管线与该回流管线之间的压力差；多个建筑物，每个建筑物具有建筑物自动化系统控制器，每个建筑物与该回流管线和该供应管线流体连通，这些控制器可通信地联网在一起；多个冷却器站，这些冷却器站包括至少一个基础冷却器站，每个冷却器站与该回流管线和该供应管线流体连通，这些冷却器站可通信地联网在一起，这些冷却器站中的至少一个冷却器站与这些建筑物中的至少一个建筑物通信；以及操作系统，该操作系统可操作以处理机器可读指令，该操作系统与至少该基础冷却器站通信，该操作系统被配置用于接收指示该压力差的信号，该操作系统进一步被配置用于基于该压力差来确定是否调节该基础冷却器站的泵速、使另一冷却器联机还是使另一冷却器脱机，以将该压力差维持在期望范围内。

在本发明的另一方面，一种用于控制冷却水分配系统的方法包括以下步骤：(1)确定该分配系统的冷却水回路内的选定位置处的实时压力差；(2)监测基础冷却器站的实时泵速，该基础冷却器站包括耦合到冷却水泵的变频驱动器；(3)确定由该冷却水回路服务的多个建筑物的能量负荷；(4)调节该基础冷却器站的泵速以使其大致保持在该冷却水回路的预定设定点压力差的期望范围内；以及(5)确定是否通过使另一冷却器站的冷却器联机或脱机来改变分配系统的能力。

附图说明

下面参考以下附图详细描述本发明的优选和替代实施例：

图1是根据本发明实施例的具有操作系统的冷却水分配系统的示意性系统图示，该操作系统与至少一个受控冷却器站通信以调节冷却器站内的泵速和/或使其他冷却器联机或脱机；