一种中央式冷酒系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及白酒酿造技术领域，具体涉及一种中央式冷酒系统及其控制方法。


背景技术：

2.目前在白酒酿造行业中存在多个问题：能源使用上存在粗放使用，有效利用率极低。
3.传统的冰缸冷酒设备在使用过程中易造成水资源浪费，并伴随能源浪费；在酿造生产管理中存在多个缺陷，不能满足目前对生产量的提高，严重阻碍企业的发展；在酿造环节中，不易把控酿造过程中出酒温度，进而造成出酒质量的问题。
4.基于目前存在的问题，对现有市场和技术进行调研，目前市场产品均没有对上述存在的问题进行彻底的革新，只在原有传统设备上进行优化和改进。为此提出一种中央式冷酒系统及其控制方法以解决以上问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中不易把控酿造过程中出酒温度的问题，本发明提供了一种中央式冷酒系统及其控制方法，解决现有技术中在酿造环节不易把控酿造过程中出酒温度，进而造成出酒质量的问题。
6.一种中央式冷酒系统，包括冷却换热模块和控制模块：
7.所述冷却换热模块用于对多个冷酒器的出酒温度进行调节，包括：
8.冷却塔，其一侧通过第一管道分别与每个所述冷酒器连通；
9.水箱，其第一进口通过第二管道与所述冷却塔的另一侧连通；
10.制冷机，其进口通过第三管道与所述水箱的第一出口连通，所述制冷机的出口通过第四管道与所述水箱的第二进口连通，且所述水箱的第二出口通过第五管道与每个所述冷酒器连通；
11.所述控制模块用于根据每个冷酒器的酒蒸汽温度来控制所述冷却塔的启停以及所述制冷机的变频运行。
12.进一步地，所述水箱上通过第六管道连接有补水阀。
13.进一步地，每个所述冷酒器内设置有温度传感器。
14.进一步地，所述水箱内设置有液位传感器。
15.进一步地，所述控制模块包括：
16.模拟量采集模块，用于采集所述温度传感器和液位传感器的数据；
17.数据处理模块，用于将采集到的温度传感器数据与设定的温度进行对比分析，得出所述冷酒器运行的数量，再根据每个所述冷酒器的运行时长、酒蒸汽温度以及出酒温度计算得到每个所述冷酒器的需冷量，从而得出所述冷酒器的总需冷量；
18.模拟量输出模块，用于根据运算结果来控制所述冷却塔的启停以及所述制冷机的变频运行。
19.进一步地，所述控制模块还包括数字量输出模块，所述数字量输出模块用于根据所述液位传感器采集到的数据来开启或关闭所述补水阀。
20.进一步地，所述冷酒器的数量为2-8个。
21.进一步地，一种中央式冷酒系统的控制方法，包括以下步骤：
22.通过温度传感器对每个冷酒器的酒蒸汽温度进行实时监测，得到每个冷酒器的酒蒸汽温度；
23.根据设定的温度与每个冷酒器实际的酒蒸汽温度进行比较分析，得出冷酒器的运行数量；
24.根据每个冷酒器的运行时长、酒蒸汽温度以及出酒温度计算得到每个冷酒器的需冷量；
25.根据每个冷酒器的需冷量以及运行数量从而计算出所有冷酒器的总需冷量；
26.根据制冷机和冷却塔的反馈信号数据与计算得到的总需冷量进行对比分析，来控制冷却塔的启停以及制冷机的变频运行。
27.进一步地，所述反馈信号数据是冷却塔与制冷机的启停信号以及制冷机的实际出水温度。
28.进一步地，通过在可调范围内进行pid整定调节来控制所述冷却塔的启停以及制冷机的变频运行。
29.本发明提供了一种中央式冷酒系统及其控制方法，具备以下有益效果：
30.本发明设置有冷却换热模块以及多个冷酒器，通过多个冷酒器共用冷却换热模块，在冷却换热模块中加入制冷机针对高温环境下出酒温度偏高进行有效降温，使出酒温度按照设定目标进行出酒，有效提高出酒品质和出酒量，降低生产过程中的能源浪费，与传统冷酒设备冰缸相比，大大降低了资源浪费，降低了环境污染，采用水冷循环可持续利用。
附图说明
31.图1为本发明中央式冷却换热装置示意图；
32.图2为本发明控制系统的示意图；
33.图3为本发明逻辑运算流程示意图。
34.图中，1-冷却塔；2-水箱；3-制冷机；4-冷酒器；5-控制器；6-补水阀；7-管网。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.一种中央式冷酒系统，其特征在于，包括冷却换热模块和控制模块；冷却换热模块用于对多个冷酒器4的出酒温度进行调节，冷酒器4的数量为2-8个，冷却换热模块包括：冷却塔1其一侧通过第一管道分别与每个冷酒器4连通，水箱2其第一进口通过第二管道与冷却塔1的另一侧连通，制冷机3其进口通过第三管道与水箱2的第一出口连通，制冷机3的出口通过第四管道与水箱2的第二进口连通，且水箱2的第二出口通过第五管道与每个冷酒器4连通，控制模块用于根据每个冷酒器4的酒蒸汽温度来控制冷却塔1的启停以及制冷机3的变频运行，水箱2上通过第六管道连接有补水阀6，每个冷酒器4内设置有温度传感器，水箱2
内设置有液位传感器。控制模块包括：
37.模拟量采集模块，用于采集所述温度传感器和液位传感器的数据。
38.数据处理模块，用于将采集到的温度传感器数据与设定的温度进行对比分析，得出冷酒器4运行的数量，再根据每个冷酒器4的运行时长、酒蒸汽温度以及出酒温度计算得到每个冷酒器4的需冷量，从而得出冷酒器4的总需冷量。
39.模拟量输出模块，用于根据运算结果来控制冷却塔1的启停以及制冷机3的变频运行。
40.控制模块还包括数字量输出模块，数字量输出模块用于根据液位传感器采集到的数据来开启或关闭补水阀6。
41.首先采用n-c的模式进行系统组合，n为多个冷酒器(n的取值范围为2～8)，c为中央式冷却换热系统,中央式冷却换热系统主要包含冷却塔、水箱、制冷机、管网、水等组成。按照每个冷酒器的所需冷量为x.kw，一个生产车间多个冷酒器的所需冷量为n*x.kw，根据所需总冷量n*x.kw设计中央式冷却换热系统，中央式冷量换热量的设计范围区间为n*x.kw～(n-1)x.kw。
42.其次采用nx.kw-pid管控模型，即根据实际工况对冷却塔、制冷机进行pid有效控制调节，促使生产过程能源消耗的降低，车间生产产线实际工况存在各冷酒器设备运行不一致，主要是产线工艺差异化引起，对冷量的需求随时在变化。最后使用信息技术、智能控制技术，对中央式冷酒系统进行数据分析算法和智能化控制模块相结合，实现整个系统的安全可靠运行、管控智能化、无人化的管理。
43.本发明采用中央式系统作为白酒酿造生产工艺中蒸馏取酒的冷却环节，其主要组成有冷却塔、水箱、制冷机、冷酒器、控制器、补水电磁阀、管网等装置。系统，自来水根据水箱液位自动开启补水阀6，补水阀通过管网7连接到水箱2，当水箱2液位到达最高液位时停止补水；当控制器5实时采集冷酒器4上的酒蒸汽温度，控制器5对采集的温度进行分析、计算后下发控制指令给冷却塔1和制冷机3启动和停止，同时按照计算结果输出对冷却塔1和制冷机3进行变频运行；实时监测冷酒器4运行个数，及时调整冷却塔1和制冷机3的运行变频，降低能耗，减少能源浪费；当冷却塔1出现故障时，制冷机3满负荷运转，同时打开补水阀，制冷机3出现故障时，冷却塔1满负荷运转，制冷机3为辅助机制，只作为夏季高温环境下的温度补偿。对出酒温度的把控有效控制“跑酒”现象；提高出酒品质，低温出酒易造成含有杂质；提高产能，降低蒸馏取酒该过程中的能耗；解决夏季高温天气环境中出酒温度高。
44.其次，一种中央式冷酒系统的控制方法通过设计nx.kw-pid控制装置，按照设计逻辑控制原理组建控制单元，选择cpu(muc)为控制中心和数据处理中心，同时肩负数据运算和传输任务，由输入模拟量模块和输出模拟量模块采集传感器数据、控制启停终端冷却塔和制冷机变频运行。整个控制系统组成如下图2所示。最后根据采集回来数据进行逻辑运算，输出控制对终端动力设备进行控制，实现智能化能源管控节能管理的热水装置。逻辑控制算法原理如下图3所示。根据图3的逻辑控制运算，实现以下几种功能：
45.1、实时采集酒蒸汽温度，对酒蒸汽温度进行研判，低于设定停机温度或者高于停机温度时便可研判出该冷酒器是否正在蒸馏取酒中，及时统计冷酒器运行数量，计算出实时需冷量。根据实时需冷量对冷却塔和制冷机进行变频运行，促使冷却换热系统是按需供给，大大降低了能耗。
46.2、根据制冷机和冷却塔反馈信号数据与计算数据进行分析对比，研判是否在可调范围内继续进行pid整定调节，更精准更节能。
47.3、当中央式冷酒系统中冷却塔出现故障时，将自动转换自来水注入进行冷却，制冷机持续运行。如果制冷机出现故障时不影响系统正常运行，制冷机作为高温环境下补偿温度作为辅助机制。
48.本发明采用n-c的模式和主从n-pid模式，即多个冷酒器共用一套中央式冷却系统和一个冷酒器做主机其他冷酒器为从机使用冷却系统，解决了传统冷酒设备占地面积过大、传统分布式冷酒设备管控问题；将粗放式管理变为精细化管理，有效控制能源和资源的浪费；降低了传统冷酒设备水资源的污染，提高出酒品质和产能，而且将原来的传统模式改为先进的智能化管控。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种中央式冷酒系统，其特征在于，包括冷却换热模块和控制模块：所述冷却换热模块用于对多个冷酒器(4)的出酒温度进行调节，包括：冷却塔(1)，其一侧通过第一管道分别与每个所述冷酒器(4)连通；水箱(2)，其第一进口通过第二管道与所述冷却塔(1)的另一侧连通；制冷机(3)，其进口通过第三管道与所述水箱(2)的第一出口连通，所述制冷机(3)的出口通过第四管道与所述水箱(2)的第二进口连通，且所述水箱(2)的第二出口通过第五管道与每个所述冷酒器(4)连通；所述控制模块用于根据每个冷酒器(4)的酒蒸汽温度来控制所述冷却塔(1)的启停以及所述制冷机(3)的变频运行。2.根据权利要求1所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，所述水箱(2)上通过第六管道连接有补水阀(6)。3.根据权利要求2所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，每个所述冷酒器(4)内设置有温度传感器。4.根据权利要求3所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，所述水箱(2)内设置有液位传感器。5.根据权利要求4所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，所述控制模块包括：模拟量采集模块，用于采集所述温度传感器和液位传感器的数据；数据处理模块，用于将采集到的温度传感器数据与设定的温度进行对比分析，得出所述冷酒器(4)运行的数量，再根据每个所述冷酒器(4)的运行时长、酒蒸汽温度以及出酒温度计算得到每个所述冷酒器(4)的需冷量，从而得出所述冷酒器(4)的总需冷量；模拟量输出模块，用于根据运算结果来控制所述冷却塔(1)的启停以及所述制冷机(3)的变频运行。6.根据权利要求5所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，所述控制模块还包括数字量输出模块，所述数字量输出模块用于根据所述液位传感器采集到的数据来开启或关闭所述补水阀(6)。7.根据权利要求1所述的一种中央式冷酒系统，其特征在于，所述冷酒器(4)的数量为2-8个。8.一种根据权利要求1-7任一项所述的中央式冷酒系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：通过温度传感器对每个冷酒器的酒蒸汽温度进行实时监测，得到每个冷酒器的酒蒸汽温度；根据设定的温度与每个冷酒器实际的酒蒸汽温度进行比较分析，得出冷酒器的运行数量；根据每个冷酒器的运行时长、酒蒸汽温度以及出酒温度计算得到每个冷酒器的需冷量；根据每个冷酒器的需冷量以及运行数量从而计算出所有冷酒器的总需冷量；根据制冷机和冷却塔的反馈信号数据与计算得到的总需冷量进行对比分析，来控制冷却塔的启停以及制冷机的变频运行。9.根据权利要求8所述的一种中央式冷酒系统的控制方法，其特征在于，所述反馈信号
数据是冷却塔与制冷机的启停信号以及制冷机的实际出水温度。10.根据权利要求8所述的一种中央式冷酒系统的控制方法，其特征在于，通过在可调范围内进行pid整定调节来控制所述冷却塔的启停以及制冷机的变频运行。

技术总结
本发明公开了一种中央式冷酒系统及其控制方法，涉及白酒酿造技术领域，包括冷却换热模块和控制模块：冷却换热模块用于对多个冷酒器的出酒温度进行调节，包括冷却塔其一侧通过第一管道分别与每个冷酒器连通，水箱其第一进口通过第二管道与冷却塔的另一侧连通，制冷机其进口通过第三管道与水箱的第一出口连通，制冷机的出口通过第四管道与水箱的第二进口连通，且水箱的第二出口通过第五管道与每个冷酒器连通，控制模块用于根据每个冷酒器的酒蒸汽温度来控制冷却塔的启停以及制冷机的变频运行；本发明通过对出酒温度进行监测，有效提高出酒品质和出酒量，降低生产过程中的能源浪费。费。费。


技术研发人员：雷宏建 陈伟 周琪武 侯松 刘勇
受保护的技术使用者：陕西隆地卓益智慧能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/28