CN105546772A - 一种中央空调的节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中央空调的节能控制方法，具体步骤如下：初始化***，传感器模块采集已开启的空调***的工况参数数据，并将采集的工况参数数据传输至所述数据采集模块；数据采集模块将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的工况参数数据发送至所述数据处理模块；将最小***总功率与所述当前***总功率进行比对；设备控制模块判断中央空调***在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵；继续对***进行检测分析。本发明简单方便、成本低，合理的分配电机的使用时间，降低电机磨损，延长电机平均使用寿命，具有故障检测功能，降低故障造成的损失，方便工人维修。

Description

一种中央空调的节能控制方法
技术领域
本发明涉及节能控制技术领域，具体是一种中央空调的节能控制方法。
背景技术
中央空调***作为建筑***的重要组成部分，其占整个建筑***能耗电量的比重很大，据统计，建筑行业的能源消耗占国家总能耗的30％，而空调***所耗电能占整个建筑物耗能的70％，占全公司总电耗18％左右，随着建筑人性化服务的需求，这个数字还会不断增长。因此，空调***的节能对降低建筑***耗能，节省企业用电支出，优化国家电力结构有着极为重要的意义和作用。
就任何建筑设计来说，为使空调***在全年任意时段都能保证建筑内部的冷量需求，在选用空调***时都是按当地最热天气所需的制冷需求的115％左右来选取机型的。在中央空调的运行过程中，主机、水泵、冷却塔等都没有任何负荷随动能力，导致中央空调长期在较高工况下运行，造成大量的能源浪费。特别是在天气变化的情况下，如夏天下雨时气温不高，冷量需求减小，但中央空调又运行在额定工况附近，造成电能浪费。
据有关资料统计，中央空调机组有90％的运行时间处于非满负荷的运行状态，而冷冻水泵，冷却水泵以及水塔风机在此90％的时间内仍处于100％的满负荷运行状态，均不能根据实际供冷负载变化而相应比例增减其输出功率，这样就导致了“大流量小温差”及冻水和冷却水的温差无法得到有效控制的现象。同时，常见冷水机组的冻水出水温度均设定为7.0℃左右，不能根据室外温湿度的变化而实时改变冷水机组的冻水出水温度设定，故造成大量的电能白白浪费。
传统节能控制是单独控制冷却水泵或者冷冻水泵进行节能控制的，由于离心泵输出功率具有最佳工作点的特性，单独的变频调试使得水泵的工作点经常远离效率最佳工作点能量，浪费相当严重，空调水泵的耗电量占空调***耗电的20-30％，因此在低负载时节约水泵***能量具有很重要意义。另外，在中央空调能耗管理上主要依据数据中心***管理方法与策略来达到节能目的，但传统的数据管理模式是通过预先定义空调***各设备参数来控制***设备以达到总体节能目的，由于空调***结构复杂，运行工况处于实时变化中，依靠固设参数来定制***节能策略的方法不能使***始终运行在最佳节能状态，固设参数的持续可用性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单有效、成本低的中央空调的节能控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种中央空调的节能控制方法，具体步骤如下：
(1)初始化***，传感器模块采集已开启的空调***的工况参数数据，并将采集的工况参数数据传输至所述数据采集模块；
(2)数据采集模块将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的工况参数数据发送至所述数据处理模块；
(3)所述数据处理模块根据所述已转化为数字信号的工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对；
(4)当所述最小***总功率不大于当前***总功率时，将所述最小***总功率在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块，设备控制模块判断中央空调***在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵，是，执行相对应的开或关的子程序操作，否，设备控制模块输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转；
(5)当所述最小***总功率大于当前***总功率时，将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内，并转至步骤(1)，继续对***进行检测分析。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(3)中，若未能在所述数据库中找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，则将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中采用温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据。
作为本发明进一步的方案：所述传感器模块包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别用于测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据。
作为本发明进一步的方案：所述数据处理模块与所述设备控制模块连接，用于根据所述工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括：将定时器串入风机盘管供电主电路中，根据用户的工作时间通过定时器来设定断电时间和上电时间。
作为本发明进一步的方案：所述供电主电路包括断路器、风机盘管、温控面板。
作为本发明再进一步的方案：所述定时器串联于所述断路器与温控面板之间，所述定时器的一端连接断路器，另一端并联连接多个温控面板，所述风机盘管与温控面板交替连于支路中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明简单方便、成本低，有可实现多台电机的变频切换，而不需要重新接线，从而合理的分配电机的使用时间，降低电机磨损，延长电机平均使用寿命，可以在变频控制装置故障的时候，工频切换到备用电机，不影响***的正常运转，不影响正常时段中央空调的使用，具有故障检测功能，在工况参数数据异常情况下，能够通过设备控制模块停止相应的***设备运转并发送故障信息，以及时发现***故障，降低故障造成的损失，方便工人维修。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种中央空调的节能控制方法，具体步骤如下：
(1)初始化***，传感器模块采集已开启的空调***的工况参数数据，并将采集的工况参数数据传输至所述数据采集模块；
(2)数据采集模块将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的工况参数数据发送至所述数据处理模块；
(3)所述数据处理模块根据所述已转化为数字信号的工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对；若未能在所述数据库中找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，则将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内；
(4)当所述最小***总功率不大于当前***总功率时，将所述最小***总功率在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块，设备控制模块判断中央空调***在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵，是，执行相对应的开或关的子程序操作，否，设备控制模块输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转；当变频器的输出频率达到设定上限时，若再经过***的设定时间仍不能达到控制效果，则加开一台泵，若我们规定运行的第一台泵编号为1，其余的泵依次编号为2，3，…，则加开的2号泵在工频运行，1号泵由上限运行频率下降到下限运行频率运行，对1号泵继续实施变频控制；若加开了3号泵，则2，3号泵在工频下运行，继续对1号泵实施变频控制；当变频器输出的控制频率低于规定的下限时，若再经过***的设定时间仍不能达到控制效果，在多于一台泵运行的情况下，关闭一台泵，否则泵输出最低控制频率，并返回主程序，在关闭泵的过程中，先关闭运行时间最长的1号泵，2号泵处于工频运行，对3号泵泵实施变频控制，控制频率从工频开始下降；若需要再关闭一台泵，则关闭2号泵，3号泵从工频开始变频控制，当***只有一台泵的时候，不再关闭泵；
(5)当所述最小***总功率大于当前***总功率时，将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内，并转至步骤(1)，继续对***进行检测分析。
所述步骤(1)中采用温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据。
所述传感器模块包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别用于测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据；所述数据处理模块与所述设备控制模块连接，用于根据所述工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对。
所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括：将定时器串入风机盘管供电主电路中，根据用户的工作时间通过定时器来设定断电时间和上电时间；所述供电主电路包括断路器、风机盘管、温控面板；所述定时器串联于所述断路器与温控面板之间，所述定时器的一端连接断路器，另一端并联连接多个温控面板，所述风机盘管与温控面板交替连于支路中。
所述数据处理模块具体包括检测单元、处理单元、存储单元、显示单元和发送单元，所述检测单元用于将所述制冷主机输出功率与所述制冷主机额定功率进行比对来判断***是否发生故障；所述处理单元用于根据已转化为数字信号的工况参数数据计算得到当前***总功率；所述存储单元与所述处理单元相连，用于存储所述制冷主机额定功率、所述最小***总功率和与之对应的工况参数数据；所述显示单元与所述存储单元相连，用于显示所述当前***总功率和与之对应的工况参数数据、所述最小***总功率和与之对应的工况参数数据、所述***故障信息；所述发送单元与所述显示单元相连，用于将与所述最小***总功率对应的工况参数数据、所述***故障信息发送至所述设备控制模块；所述设备控制模块包括冷却塔控制柜、冷却水泵控制柜和冷冻水泵控制柜，分别用于调控所对应的冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的频率。
本发明简单方便、成本低，有可实现多台电机的变频切换，而不需要重新接线，从而合理的分配电机的使用时间，降低电机磨损，延长电机平均使用寿命，可以在变频控制装置故障的时候，工频切换到备用电机，不影响***的正常运转，不影响正常时段中央空调的使用，具有故障检测功能，在工况参数数据异常情况下，能够通过设备控制模块停止相应的***设备运转并发送故障信息，以及时发现***故障，降低故障造成的损失，方便工人维修。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种中央空调的节能控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)初始化***，传感器模块采集已开启的空调***的工况参数数据，并将采集的工况参数数据传输至所述数据采集模块；
(2)数据采集模块将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的工况参数数据发送至所述数据处理模块；
(3)所述数据处理模块根据所述已转化为数字信号的工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对；
(4)当所述最小***总功率不大于当前***总功率时，将所述最小***总功率在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块，设备控制模块判断中央空调***在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵，是，执行相对应的开或关的子程序操作，否，设备控制模块输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转；
(5)当所述最小***总功率大于当前***总功率时，将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内，并转至步骤(1)，继续对***进行检测分析。
2.根据权利要求1所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，若未能在所述数据库中找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，则将所述当前***总功率和对应的工况参数数据存储于所述数据库内。
3.根据权利要求1所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，述步骤(1)中采用温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据。
4.根据权利要求1所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、功率传感器，分别用于测量所述空调末端的空气温度和设定温度、所述冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度、压力和流量、所述制冷主机输出功率工况参数数据。
5.根据权利要求1所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，述数据处理模块与所述设备控制模块连接，用于根据所述工况参数数据计算得到当前***总功率，并依据包含于所述工况参数数据内的空气温度和设定温度与存储于所述数据处理模块内的数据库内的数据进行匹配从而找到与所述空气温度和设定温度对应的最小***总功率，再将所述最小***总功率与所述当前***总功率进行比对。
6.根据权利要求1所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括：将定时器串入风机盘管供电主电路中，根据用户的工作时间通过定时器来设定断电时间和上电时间。
7.根据权利要求1或6所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，所述供电主电路包括断路器、风机盘管、温控面板。
8.根据权利要求1或6所述的中央空调的节能控制方法，其特征在于，述定时器串联于所述断路器与温控面板之间，所述定时器的一端连接断路器，另一端并联连接多个温控面板，所述风机盘管与温控面板交替连于支路中。
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