本發(fā)明涉及節(jié)能換熱，具體為一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球氣候變化和能源危機的加劇，節(jié)能環(huán)保已成為各行業(yè)的重要目標，水冷卻空調(diào)系統(tǒng)作為一種常見的冷卻方式，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和民用建筑中，其通過利用水的高熱容量，實現(xiàn)高效的熱交換，從而降低室內(nèi)溫度，提升舒適度。

2、傳統(tǒng)水冷卻空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中，往往存在能耗高、換熱效率低等問題，這不僅增加了用戶與企業(yè)的運營成本，同時也加大了對環(huán)境的負擔。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，通過實時采集進水溫度、出水溫度和水流量數(shù)據(jù)，準確評估水的熱負荷和冷卻需求，從而實現(xiàn)對冷卻過程的智能調(diào)節(jié)，熱交換模塊根據(jù)換熱效率動態(tài)調(diào)整介質(zhì)流量，確保在各種負荷條件下保持最佳的換熱效果，監(jiān)測模塊的實時運行狀態(tài)監(jiān)控和故障報警功能，能夠及時識別并處理系統(tǒng)故障，降低故障率，提高系統(tǒng)的可靠性，通過數(shù)據(jù)分析模塊生成的節(jié)能換熱能效報告，用戶可以清晰了解能效變化趨勢，并據(jù)此進行系統(tǒng)優(yōu)化，能效優(yōu)化模塊根據(jù)分析結(jié)果自動調(diào)整水流量和溫度參數(shù)，不僅提升了整體換熱效率，還顯著降低了能源消耗，從而減輕了用戶和企業(yè)的運營成本，同時也大大減輕了環(huán)境的污染負擔，解決了上述問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，包括水冷卻模塊、熱交換模塊、監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及能效優(yōu)化模塊；

3、所述水冷卻模塊通過水泵從水源抽取冷卻水，實時采集進水溫度、出水溫度和水流量的數(shù)據(jù)傳遞給熱交換模塊，并計算水的熱負荷，評估冷卻效果和需求；

4、所述熱交換模塊接收來自水冷卻模塊的進水和出水溫度數(shù)據(jù)，計算換熱效率，并根據(jù)換熱效率調(diào)節(jié)熱交換介質(zhì)的流量，同時監(jiān)測熱交換器的入口和出口溫度以及壓力降數(shù)據(jù)并反饋至監(jiān)測模塊，并計算溫差來評估換熱效果；

5、所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測水冷卻模塊和熱交換模塊的運行狀態(tài)，當檢測到水冷卻模塊和熱交換模塊出現(xiàn)故障時，發(fā)出報警信號，并記錄故障日志，同時計算模塊故障率來評估系統(tǒng)的可靠性；

6、所述數(shù)據(jù)分析模塊整合來自水冷卻模塊、熱交換模塊以及控制與監(jiān)測模塊的歷史運行數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，生成節(jié)能換熱能效報告，用于評估換熱的整體能效，并進行能效趨勢分析來識別能效變化的趨勢；

7、所述能效優(yōu)化模塊根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的節(jié)能換熱能效報告，計算最佳水流量與最佳調(diào)節(jié)溫度和系統(tǒng)節(jié)能潛力，自動調(diào)節(jié)水流量參數(shù)與溫度參數(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)整體換熱效率。

8、優(yōu)選的，所述水的熱負荷計算公式如下所示：

9、

10、公式中，q表示水的熱負荷，表示水的質(zhì)量流量，cp表示水的比熱容，δt表示溫差。

11、優(yōu)選的，所述換熱效率計算公式如下所示：

12、

13、公式中，hrxl表示換熱效率，qactual表示實際換熱量，qmax表示最大換熱量。

14、優(yōu)選的，所述壓力降的計算公式如下所示：

15、

16、公式中，δp表示壓力降，f表示摩擦因子，l表示管道長度，d表示管道直徑，ρ表示流體密度，v表示管道水的流速。

17、優(yōu)選的，所述溫差的計算公式如下所示：

18、δt＝tin-tout

19、公式中，δt表示溫差，tin表示進水溫度，tout表示出水溫度。

20、優(yōu)選的，所述模塊的故障率計算公式如下所示：

21、

22、公式中，f表示模塊的故障率，nf表示故障事件的數(shù)量，nt表示模塊總運行小時數(shù)。

23、優(yōu)選的，所述能效趨勢分析的公式如下所示：

24、

25、公式中，e表示能效變化率，en表示當前時間點的換熱能效，en-1表示上一個時間點的換熱能效。

26、優(yōu)選的，所述最佳水流量的計算公式如下所示：

27、

28、公式中，moptimal表示最佳水流量，q表示水的熱負荷，cp表示水的比熱容，δt表示溫差。

29、優(yōu)選的，所述最佳調(diào)節(jié)溫度計算公式如下所示：

30、toptimal＝tset+δt

31、公式中，toptimal表示最佳調(diào)節(jié)溫度，tset表示系統(tǒng)設(shè)定溫度，δt表示溫差。

32、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)節(jié)能潛力計算公式如下所示：

33、

34、公式中，s表示系統(tǒng)節(jié)能潛力，ebaseline表示系統(tǒng)在未優(yōu)化時的能耗，eactual表示系統(tǒng)在優(yōu)化后實際消耗的能量，quseful表示有用的輸出熱量，qinput表示輸入的總能量，toperation表示系統(tǒng)在單位時間內(nèi)的運行總時長。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，具備以下有益效果：

36、本發(fā)明通過實時采集進水溫度、出水溫度和水流量數(shù)據(jù)，準確評估水的熱負荷和冷卻需求，從而實現(xiàn)對冷卻過程的智能調(diào)節(jié)，熱交換模塊根據(jù)換熱效率動態(tài)調(diào)整介質(zhì)流量，確保在各種負荷條件下保持最佳的換熱效果，監(jiān)測模塊的實時運行狀態(tài)監(jiān)控和故障報警功能，能夠及時識別并處理系統(tǒng)故障，降低故障率，提高系統(tǒng)的可靠性，通過數(shù)據(jù)分析模塊生成的節(jié)能換熱能效報告，用戶可以清晰了解能效變化趨勢，并據(jù)此進行系統(tǒng)優(yōu)化，能效優(yōu)化模塊根據(jù)分析結(jié)果自動調(diào)整水流量和溫度參數(shù)，不僅提升了整體換熱效率，還顯著降低了能源消耗，從而減輕了用戶和企業(yè)的運營成本，同時也大大減輕了環(huán)境的污染負擔。

技術(shù)特征：

1.一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：包括水冷卻模塊、熱交換模塊、監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及能效優(yōu)化模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述水的熱負荷計算公式如下所示：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述換熱效率計算公式如下所示：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述壓力降的計算公式如下所示：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述溫差的計算公式如下所示：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述模塊的故障率計算公式如下所示：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述能效趨勢分析的公式如下所示：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述最佳水流量的計算公式如下所示：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述最佳調(diào)節(jié)溫度計算公式如下所示：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)節(jié)能潛力計算公式如下所示：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及節(jié)能換熱技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種用于水冷卻空調(diào)的節(jié)能換熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時采集進水溫度、出水溫度和水流量數(shù)據(jù)，準確評估水的熱負荷和冷卻需求，熱交換模塊根據(jù)換熱效率動態(tài)調(diào)整介質(zhì)流量，確保在各種負荷條件下保持最佳的換熱效果，監(jiān)測模塊的實時運行狀態(tài)監(jiān)控和故障報警功能，能夠及時識別并處理系統(tǒng)故障，降低故障率，提高系統(tǒng)的可靠性，通過數(shù)據(jù)分析模塊生成的節(jié)能換熱能效報告，可以清晰了解能效變化趨勢，并據(jù)此進行系統(tǒng)優(yōu)化，能效優(yōu)化模塊根據(jù)分析結(jié)果自動調(diào)整水流量和溫度參數(shù)，不僅提升了整體換熱效率，還顯著降低了能源消耗，從而減輕了用戶和企業(yè)的運營成本，同時也大大減輕了環(huán)境的污染負擔。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧行,陳玉貴,劉芳麗
受保護的技術(shù)使用者：馬斯特環(huán)境技術(shù)（廣東）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15