CN201293423Y - 中央空调高效节能控制*** - Google Patents

中央空调高效节能控制*** Download PDF

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赵坤好
郭静炜
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Abstract

本实用新型是对中央空调高效节能控制***的改进设计。改进后***结构中包括冷冻水循环***，冷却水循环***，信号处理器组成的在线调控管理电路。调控信号由信号处理器发出送至变频器。连接中央空调主机上的冷冻水进、出口水管中分别安装有冷冻水进口温度传感器、冷冻水出口温度传感器、冷冻水流量计，连接在中央空调主机上的冷却水进、出口水管中分别安装有冷却水进口温度传感器、冷却水出口温度传感器，户外温、湿度传感器，以上各个传感器所采集到的信号分别经信号采集卡、传送至信号处理器，经数据处理、比对转化为调控信号再送至对应匹配的接变频器相应端口实现对相应设备的输出功率调控，同时信号处理器将分析、计算、比较结果和调控步骤输送到显示单元。

Description

中央空调高效节能控制***
技术领域
本实用新型涉及到中央空调设备的调控技术，特别是涉及到中央空调高效节能控制***。
技术领域
中央空调是耗电大户，现代建筑中每年的电费空调耗电占60％左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于以往设计时，中央空调***必须按天气最热、负荷最大时的负荷设计，并且留有10-20％设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的设计余量。所以节能的潜力就较大。其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。
但上述***在传统的设计理念中，仅仅注重了安全和可靠性，忽视了科学和节能。水泵、风机***的流量与压差是靠截流阀和分流阀调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成***最末端达不到合理效果的情况。现有使用过程中，容易使导致调***中水泵、风机出现“大流量、低效率、高能耗”问题和设备匹配、运行过程不合理现象。超功率的电机、水泵、风机的在线运转和大量管道调节阀的设置已经暴露出现有***中的关键弊病。特别是在计算机技术飞速发展和传感器技术日益精准的今天，这些问题容易导致电机运行电流过大、发热温度高、寿命减短，有时还导致电机超载过热而烧坏线圈，设备运行震动大、噪音高等设备故障隐患。
现有中央空调***水泵的节能控制大多是在被控水泵上采用单一参数如温度作为控制信号，调节变频器的频率，控制水泵转速，改变输送液体流量，以达到节能的目的。此种控制方法节能幅度有限。于是本实用新型采用多参量对中央空调***进行控制的技术，这些技术方案针对每一被控设备均需使用工业控制机对变频器进行控制，然后将分析计算结果输送到显示屏及数字计量器的控制模式。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中央空调高效节能控制***设计。本实用新型利用多个参量调控输送冷冻液体、热交换介质和空气输送，节省配套电机能量消耗，提高整机效率，降低成本，保证中央空调***稳定运行，方便实施。
为实现上述目的，本实用新型提供一种中央空调高效节能控制***，***结构中包括中央空调主机，冷冻水泵组、分水箱、各耗冷的用户端、集水箱、及依次连接在以上装置和中央空调主机之间的冷冻水管组成的冷冻水循环***：冷却塔、冷却塔风机、冷却水泵组、及依次连接在以上装置和中央空调主机之间的冷却水管组成的冷却水循环***；信号处理器、连接在信号处理器I/O接口上的信号采集卡、显示单元和计量单元组成的在线调控管理电路；调控信号由信号处理器发出送至冷冻水泵组、冷却水泵组和风机驱动电机相配套的变频器。关键在于：连接中央空调主机上的冷冻水进、出口水管中分别安装有冷冻水进口温度传感器、冷冻水出口温度传感器、冷冻水流量计，连接在中央空调主机上的冷却水进、出口水管中分别安装有冷却水进口温度传感器、冷却水出口温度传感器，户外温、湿度传感器；以上各个传感器所采集到的信号分别经信号采集卡、传送至信号处理器，经数据处理、比对转化为调控信号再送至对应匹配的接变频器相应端口实现对相应设备的输出功率调控，同时信号处理器将分析、计算、比较结果和调控步骤输送到显示单元。以利于***值班人员进行随机的观察和人工调控。
本实用新型的优点就在于：
本实用新型结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、人机界面操作、数据打印、实时监控、报警提示、安装维修方便，可直接在现有的结构上改造，其适用范围广、易于推广应用，同时能够节省中央空调的电机能量消耗、提高主机运行效率、降低成本、保证中央空调整机的稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型的框架结构示意图
图例说明
1、中央空调主机            2、分水箱
3、用户端                  4、集水箱
5、冷冻水泵组              6、冷却水泵组
7、冷却塔                  8、风机
9、冷冻水泵配套的变频器    10、冷却水泵配套的变频器
11、冷却塔风机配套的变频器 12、冷冻水流量计
13、冷冻水信号采集卡       14、冷冻水进口温度传感器
15、冷冻水出口温度传感器  16、冷却水进口温度传感器
17、冷却水出口温度传感器  18、冷却水信号采集卡
19、户外温、湿度传感器    20、信号处理器
21、显示单元              22、计量单元
23、冷却水进水管          24、冷却水出口管
25、冷冻水进水管          26、冷冻水出水管
以下将结合附图进一步对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
参照图1可以清楚看出：本实用新型所设计的中央空调节能控制***，结构中包括中央空调主机1，冷冻水泵组5、分水箱2、各耗冷的用户端3、集水箱4、及依次连接在以上装置和中央空调主机1之间的冷冻水管组成的冷冻水循环***；冷却塔7、冷却塔风机8、冷却水泵组6、及依次连接在以上装置和中央空调主机1之间的冷却水管组成的冷却水循环***；信号处理器20、连接在信号处理器20I/O接口上的信号采集卡、显示单元21和计量单元22组成的在线调控管理电路；调控信号由信号处理器20发出送至冷冻水泵组5、冷却水泵组6和风机8驱动电机相配套的变频器。关键在于：连接中央空调主机1上的冷冻水进、出口水管(25、26)中分别安装有冷冻水进口温度传感器14、冷冻水出口温度传感器15、冷冻水流量计12，连接在中央空调主机1上的冷却水进、出口水管中分别安装有冷却水进口温度传感器16、冷却水出口温度传感器17，户外温、湿度传感器19，以上各个传感器所采集到的信号分别经信号采集卡(13、18)、传送至信号处理器20，经数据处理、比对转化为调控信号再送至对应匹配的接变频器相应端口实现对相应设备的输出功率调控，同时信号处理器20将分析、计算、比较结果和调控步骤输送到显示单元21。
信号处理器20中设置存储有根据外部环境、耗冷的用户端3的运行状态指标和管网各主体支路状态所决定的标准工作模式等级、代码、以及各种模式等级下所连接耗冷的用户端支路节点的采样参数标准值及其该数值变化范围的经验数据列表的存储器。
信号处理器20中还设置存储有根据在线采集到的数据与经验数据比对和分析的结果选择的调整指令连接向量表，根据以上在线比较、分析结果直接将结论和指令输送到显示单元14。
变频器组(9、10)中的变频器的数量与配套水泵的台数对应设置，变频器组11中变频器的数量与风机的组数对应设置，分别与传输循环水的支路配套。
连接冷冻水泵组5、中央空调主机1和耗冷的用户端端3之间循环管路、或连接冷却水泵组6、中央空调主机1和冷却塔7之间循环管路的各个节点处仅设置用于检修管路用的截止阀。
信号处理器20是采用可编程控制器6ES7-134。
本实用新型分别在中央空调主机的冷却水和冷冻水的进、出水管上安装有温度传感器和流量传感器，采集冷却水、冷冻水在进水口和出水口处的实时温度、流量信息，然后经信号采集卡将信号传送给信号处理器，通过信号处理器中比较单元、PI比例积分单元和数据分析单元对该信号进行分析、处理，然后通过变频器直接对风机、冷却水泵组、冷冻水泵组的驱动电机进行实时调控，使各子***输送的能量能够随用户终端设备耗能的变化而实时进行调节，以节省电机能量消耗，同时降低了进入中央空调主机蒸发器和冷凝器的交换能量，使中央空调主机运行负载幅度下降，从而提高了主机使用效率。
本实用新型的冷却水子***中，冷却水根据***要求一般进水温度设置为28-30℃，出水温度设置为33～36℃。将33-36℃设定数值存储在信号处理器20的存储器内。冷却水出口温度传感器16、冷却水进口温度传感器13的信号经信号采集卡18作为误差反馈信号送入信号处理器20进行比较，并经比例积分单元运算，结果转换为相应指令送入冷却水泵组相应的变频器电路，产生修正的频率调整水泵惦记的输出功率，从而控制冷却水***流量。同时将对应的调整信号送入冷却塔风机所配套变频器内，改变频率，实现调节冷却塔7冷却风量。同时信号处理器20将分析计算比较结果输送到显示单元(21)及数字计量器(22)上面。
当中央空调主机1用于制热时，冷冻水***即为温水***，其控制情况与中央空调主机1制冷时情况相同，在此不再赘述。

Claims (6)

1、中央空调高效节能控制***，***结构中包括中央空调主机(1)，冷冻水泵组(5)、分水箱(2)、各耗冷的用户端(3)、集水箱(4)、及依次连接在以上装置和中央空调主机(1)之间的冷冻水管组成的冷冻水循环***，冷却塔(7)、冷却塔风机(8)、冷却水泵组(6)、及依次连接在以上装置和中央空调主机(1)之间的冷却水管组成的冷却水循环***，信号处理器(20)、连接在信号处理器(20)I/O接口上的信号采集卡、显示单元(21)和计量单元(22)组成的在线调控管理电路，调控信号由信号处理器(20)发出送至冷冻水泵组(5)、冷却水泵组(6)和风机(8)驱动电机相配套的变频器，其特征在于：连接中央空调主机(1)上的冷冻水进、出口水管(25、26)中分别安装有冷冻水进口温度传感器(14)、冷冻水出口温度传感器(15)、冷冻水流量计(12)，连接在中央空调主机(1)上的冷却水进、出口水管中分别安装有冷却水进口温度传感器(16)、冷却水出口温度传感器(17)，户外温、湿度传感器(19)，以上各个传感器所采集到的信号分别经信号采集卡(13、18)、传送至信号处理器(20)，经数据处理、比对转化为调控信号再送至对应匹配的接变频器相应端口实现对相应设备的输出功率调控，同时信号处理器(20)将分析、计算、比较结果和调控步骤输送到显示单元(21)。
2、根据权利要求1所说的中央空调高效节能控制***，其特征在于信号处理器(20)中设置存储有根据外部环境、耗冷的用户端(3)的运行状态指标和管网各主体支路状态所决定的标准工作模式等级、代码、以及各种模式等级下所连接耗冷的用户端支路节点的采样参数标准值及其该数值变化范围的经验数据列表的存储器。
3、根据权利要求1所说的中央空调高效节能控制***，其特征在于信号处理器(20)中还设置存储有根据在线采集到的数据与经验数据比对和分析的结果选择的调整指令连接向量表，根据以上在线比较、分析结果直接将结论和指令输送到显示单元(14)。
4、根据权利要求1所说的中央空调高效节能控制***，其特征在于变频器组(9、10)中的变频器的数量与配套水泵的台数对应设置，变频器组(11)中变频器的数量与风机的组数对应设置，分别与传输循环水的支路配套。
5、根据权利要求1所说的中央空调高效节能控制***，其特征在于连接冷冻水泵组(5)、中央空调主机(1)和耗冷的用户端端(3)之间循环管路、或连接冷却水泵组(6)、中央空调主机(1)和冷却塔(7)之间循环管路的各个节点处仅设置用于检修管路用的截止阀。
6、根据权利要求1所说的中央空调高效节能控制***，其特征在于信号处理器(20)是采用可编程控制器6ES7-134。
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