CN105135637B - 中央空调节能控制*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中央空调节能控制***，是针对解决现有同类产品能效管理和节能效果欠佳，智能控制和数据采集欠科学，以及水冷风机的冷却模式效果欠佳的技术问题而设计。该节能控制***包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜；其要点是所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；上述结构中原有的冷却塔或替换为水帘架，水帘架的下水箱通过排水阀与冷却泵的进水管连接。

Description

中央空调节能控制***

技术领域

本发明涉及中央空调节能控制***，是一种中央空调节能控制***。

背景技术

中央空调***一般是由冷热源***和空气调节***组成，其采用液体汽化制冷的原理为空气调节***提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热***为空气调节***提供用以抵消室内环境热负荷的热量。但一些大型商场、酒店、医院等场所采用的中央空调***一般为机房空调***，其中采用水冷式中央空调***较为广泛，其水冷式空调在进风口处安装有带风机降温水帘的冷却塔，并依靠水把房间内的热量带走，或者是把外界的热量送给房间，空气中含有一定湿度，冷风效果制冷和换气较为舒适。其工作原理为：首先由空调机组制出冷水，然后把空气冷却，再把冷却后的空气送入室内；同时，空调机组还会把制取冷水而移出得热量通过冷却水送到冷却塔，进行冷却，冷却完了再回来带走热量，包括：冷却水循环、冷冻水循环、制冷剂循环。其中，冷冻水与冷却水通过制冷剂循环联系，制冷剂起中介作用；冷冻水把房间的热量带走，冷却水把冷冻水的热量带走。

但上述机房空调***一般能耗较高，又缺乏智能温度管理和调控，为降低上述机房空调***的能耗，一些厂家对现有中央空调***进行了节能减排的技术改进。如中国专利文献中披露的申请号200910192602.0，公开日2011年04月20日，发明名称“一种用于中央空调器***的节能控制方法”；该节能控制方法由多路传感器采集数据、自检数据、控制数据设定及显示、数据逻辑分析处理及控制、执行数据输出、运行数据储存输出及远程监控***这六大功能，来对中央空调器***进行实时和远程智能化、自动化的节能控制；并由多路传感器采集的数据，通过将自检的数据与设定的控制数据比较，进行控制数据分析处理，从而实现对中央空调器***的冷冻泵、冷却泵及冷却水塔风机等辅助设备的自动启动，然后使中央空调器***主机按照设定的模式延时启动运行，并以中央空调器***主机的冷冻水、冷却水输出口与回收入口的水温度设定的控制数据，控制调整整机的工作状态。但上述中央空调***和现有同类产品的能效管理、节能效果等方面的设计还是欠佳；同时同类中央空调***中冷却塔的水冷风机方式噪声较大，占地空间较大，容易产生雨滴飘落的现象，因此需进一步改进和完善。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种中央空调节能控制***，使其解决现有同类产品能效管理和节能效果欠佳，智能控制和数据采集欠科学，以及水冷风机的冷却模式效果欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种中央空调节能控制***，该节能控制***包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却风机连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机盘管、楼栋管理器和分体时间型温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有分体时间型温控器，分体时间型温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；其特征在于所述制冷主机、冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器的各支路管分别设有电动调节阀，集水器的各支路管分别温度传感器，冷却泵的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过分体时间型温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对分体时间型温控器的温度进行监控。

上述电动调节阀实现了中央空调末端能量的平衡控制，即结合中央空调多区域冷(热)量均衡分配节能控制技术，及中央空调冷热量模糊预判断节能控制技术，对中央空调末端进行节能优化。具体为：根据各环路回水温度与供水总管所测温度的温差大小，保证中央空调各环路最不利末端供水(供水总管和各环路回水间压差)的前提下，通过动态调整分水器各环路的电动调节阀，使每个环路的温差趋于一致，从而达到各个环路所获得的能量与需求量平衡，达到能量的平衡优化控制。当中央空调要求每个环路回水温度不一致时，根据每个环路回水温度实测值与设定值相比，通过动态调整各环路的电动调节阀，使每个环路实际回水温度与设定温度趋于一致，达到中央空调末端冷量均衡分配优化控制，达到高效节能。当中央空调负荷泵频率调节到下限，中央空调末端负荷还在下降，供水总管和回水总管间压差会逐渐增加，此时通过调节压差旁通阀开度平衡供水总管和回水总管两端的压差，使多余的负荷水混入回水侧，保证其两端压力保持在恒定的压差，在保证中央空调冷热量需求的同时，达到保护制冷主机的机组安全及管理安全。

所述计算机与室外设置的温湿度检测器连接，根据温湿度检测器传输的数据参数设定房间内的初始温度。由于冷却泵水温度与室外环境温度、湿度等诸多因素有关，气候条件和排热负荷的时变性，影响变频器控制方式达到***运行效率优化的控制目标；同时，室外安装的温湿度检测器便于与室内对照参考。

所述分体时间型温控器替换为联网型温控器，联网型温控器通过计算机控制联网型温控器的初始温度。联网型温控器具备常规风机盘管温控器所具备的一切功能，可以控制实现温度设定与显示、三档风速调档的启停，运行状态监测，远程开关机、电动两通阀开关控制等，使用联网型温控器可完全替代普通型温控器。同时，联网型温控器适用于工业、商业及家庭居室的温度控制，通过室内温度和设定温度的比较，对空调***末端的风机盘管及电动阀控制，达到调节室内温度、提高舒适度及节能的目的。

所述冷却塔替换为水帘架，水帘架的下水箱通过排水阀与冷却泵的进水管连接。水帘架设置于室内或室外，设置于室内的水帘架或设有玻璃隔离墙。

所述水帘架设有微型喷头、下水箱、水泵、增压泵、海绵层、背景灯、过滤网框；下水箱通过水帘架内的管路连接，水帘架的上管架设有微型喷头，下水箱内的过滤网框设有海绵层、背景灯，水泵与上水箱的连接处设有过滤器；水帘架的底部设有安装座，下水箱设有注水阀、排水阀和水位感应器，背景灯、水泵、增压泵、注水阀、排水阀和水位感应器，水帘架的控制模块通过信号控制柜与计算机连接，排水阀通过抽水泵与冷却泵的进水管连接。即制冷主机排出的热水通过水帘架的直挂式上下反复冷却后送入冷却泵，用于冷却泵对制冷主机的冷却供水；同时，亦可在水帘架的微型喷头处设置上水箱，通过上水箱暂时存储水源。

所述微型喷头为微型电磁阀喷头，微型电磁阀喷头与水帘架的控制模块连接。通过微型电磁阀喷头便于控制模块和计算机控制水帘架上水幕产生的效果，从而使水幕效果更佳丰富。

所述水帘架设有投影仪和音响，投影仪和音响与水帘架的控制模块连接。上述投影仪、音响结合水帘架的水幕效果，即可用于水幕电影或视频的播放。

所述下水箱的过滤网框设有数控万向喷头，数控万向喷头的转向电机与水帘架的控制模块连接。数控万向喷头便于通过控制模块和计算机控制，在水帘架产生水幕的同时，亦可产生不同的喷泉效果。

所述水帘架设置于回水池中，回水池与下水箱的相通处设有过滤层。回水池便于水帘架散落架体外的水资源回收，并再次利用，从而节省了水资源的浪费。

所述房间末端的窗口设有开窗控制器，开窗控制器通过楼栋管理器与计算机连接。从而通过计算机查看房间是否在开窗状态下使用空调。

本发明的节能效果、能效管理好，智能控制和数据采集准确，水帘架的水冷方式噪声小，占地小，使用合理；适用于中央空调的变流量优化和节能减排，以及制冷组件水冷方式的结构改进。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图。

图2是本发明的水帘架结构示意图。

附图序号及名称：1、制冷主机，2、冷却泵，3、水冷风机，4、冷冻泵，5、集水器，6、分水器，7、电动调节阀，8、冷冻阀，9、冷却阀，10、水帘架。

具体实施方式

现结合附图，对本发明对现有医院中央空调***的改造、使用和工作原理作进一步描述。如图1所示，该节能控制***包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却风机连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机盘管、楼栋管理器和分体时间型温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有分体时间型温控器，分体时间型温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；其特征在于所述制冷主机、冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器的各支路管分别设有电动调节阀，集水器的各支路管分别温度传感器，冷却泵的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过分体时间型温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对分体时间型温控器的温度进行监控。

该节能控制***的主机运行参数：负荷水平绝对值或百分率；供水温度设定值；冷冻水进水和出水温度；冷却水进水和出水温度；蒸发器/冷凝器冷媒管路压力；蒸发器/冷凝器制冷剂的饱和温度；本次运行时间和累计运行时间；累计启动次数；压缩机润滑油温度和供给水平。安全控制参数：显示多种故障信息和安全指示，包括：日期、时间、停机原因；冷凝压力过高；油压过低；油温过高；压缩机排气温度过高；蒸发压力过低。运行控制：远距离启动和停机；冷冻水供回水温度再设定；电动机电流百分比再设定。主机状态显示：启动准备；安全保护；停机。根据所采集的流量与冷冻水供回水温差计算出当前负荷，并以历史记录的主机负荷效率特性或者经验主机负荷效率特性，通过模糊推理规则来确定需要投入运行的主机台数及具体机组，确保***具有最高的运行效率。冷却塔风机的成组监控：由于冷却水的降温最大取决于冷却塔风机的开启，因此对冷却塔风机不建议做变频控制。对冷却塔风机控制的基本要求是保证经过冷却塔处理的冷却水温度(即进入冷水机冷凝器的冷却水温度，也可以称为冷却塔供水温度)符合制冷机的要求。房间内的带通讯的液晶显示温控器和继电器输出模块，通过一根普通的双绞线将所有的温控器和输出模块连接在一起，通过程序组态完成温控器与对应的输出模块绑定，并将数据通过总线发往控制中心，控制中心电脑通过网页浏览器对网络进行访问和控制。

同时，如图2所示，上述该节能控制***的冷却风机，以及冷却塔亦可省略，通过水帘架10代替，从解决了现有同类产品中冷却塔设置不便，空间占用较大，噪声较大，容易产生水滴飘落等情况的发生。具体为：冷却塔替换为水帘架，水帘架的下水箱通过排水阀与冷却泵的进水管连接；所述水帘架设有微型喷头、下水箱、水泵、增压泵、海绵层、背景灯、过滤网框；下水箱通过水帘架内的管路连接，水帘架的上管架设有微型喷头，下水箱内的过滤网框设有海绵层、背景灯，水泵与上水箱的连接处设有过滤器；水帘架的底部设有安装座，下水箱设有注水阀、排水阀和水位感应器，背景灯、水泵、增压泵、注水阀、排水阀和水位感应器，水帘架的控制模块通过信号控制柜与计算机连接，排水阀通过抽水泵与冷却泵的进水管连接。从而通过计算机控制水帘架中的设备，并通过微型喷头实现制冷主机排出热水的冷却后进入冷却泵，为制冷主机提供冷却水。上述微型喷头亦可采用微型电磁阀喷头，微型电磁阀喷头与水帘架的控制模块连接，通过计算机控制微型喷头的工作和水量。

根据上述结构特征，水帘架亦可设有投影仪和音响，投影仪和音响与水帘架的控制模块连接，从而便于水帘架作为水帘幕布使用；下水箱的过滤网框设有数控万向喷头，数控万向喷头的转向电机与水帘架的控制模块连接，从而该水帘架具有喷泉功能；水帘架设置于回水池中，回水池与下水箱的相通处设有过滤层，从而便于散落的水回收再利用。房间末端的窗口设有开窗控制器，开窗控制器通过楼栋管理器与计算机连接。

Claims (4)

1.一种中央空调节能控制***，该节能控制***包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机(1)、冷冻泵(4)、冷却泵(2)、集水器(5)、分水器(6)、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却风机(3)连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀(9)，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀(8)，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机盘管、楼栋管理器和分体时间型温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有分体时间型温控器，分体时间型温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；其特征在于所述制冷主机(1)、冷却泵(2)、冷冻泵(4)、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器(6)的各支路管分别设有电动调节阀(7)，集水器(5)的各支路管分别设有温度传感器，冷却泵(2)的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵(4)的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机(1)的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过分体时间型温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对分体时间型温控器的温度进行监控；所述冷却塔替换为水帘架(10)，水帘架的下水箱通过排水阀与冷却泵的进水管连接；所述水帘架(10)设有微型喷头、下水箱、水泵、增压泵、海绵层、背景灯、过滤网框；下水箱通过水帘架内的管路连接，水帘架的上管架设有微型喷头，下水箱内的过滤网框设有海绵层、背景灯，水泵与上水箱的连接处设有过滤器；水帘架的底部设有安装座，下水箱设有注水阀、排水阀和水位感应器，水帘架的控制模块通过信号控制柜与计算机连接，排水阀通过抽水泵与冷却泵的进水管连接；所述微型喷头为微型电磁阀喷头，微型电磁阀喷头与水帘架(10)的控制模块连接；所述水帘架设有投影仪和音响，投影仪和音响与水帘架(10)的控制模块连接；所述下水箱的过滤网框设有数控万向喷头，数控万向喷头的转向电机与水帘架(10)的控制模块连接；所述水帘架(10)设置于回水池中，回水池与下水箱的相通处设有过滤层。

2.如权利要求1所述的中央空调节能控制***，其特征在于所述计算机与室外设置的温湿度检测器连接，根据温湿度检测器传输的数据参数设定房间内的初始温度。

3.如权利要求1所述的中央空调节能控制***，其特征在于所述分体时间型温控器替换为联网型温控器，联网型温控器通过计算机控制联网型温控器的初始温度。

4.如权利要求1所述的中央空调节能控制***，其特征在于所述房间末端的窗口设有开窗控制器，开窗控制器通过楼栋管理器与计算机连接。