CN2758732Y - 暖通空调实验开发平台 - Google Patents

Abstract

暖通空调实验开发平台，其特征是设置实用空调***和控制***；实用空调***包括一次回风子***、风机盘管子***、风冷热泵子***和排风排烟子***；控制***包括各子***操控按钮、温度传感器、压力传感器和控制继电器；在控制***中采用可编程计算机控制器；控制***中各按钮的开关量信号和温度传感器、压力传感器的模拟量信号接入在控制器的信号输入端，各控制继电器的线圈并联设置在所述控制器的信号输出端；在计算机控制器中设置用于***内部及***之间实施动态数据传送的CAN通信接口。本实用新型应用在智能建筑教学或实验中，既适用于教学又紧密联系工程实际。

Description

暖通空调实验开发平台

技术领域：

本实用新型涉及实验装置。更具体地说是一种应用在教学和科研中的暖通空调实验装置。

背景技术：

暖通空调***是现代建筑必备条件之一，也是楼宇自控***中的重要组成部分。***形式、种类、冷热源的配置多种多样。目的是对建筑内空气温湿度进行有效调节，改善室内环境空气质量。

建筑中，暖通空调***的用电量占建筑总用电量的70％～80％。节能降耗，保证室内舒适度是暖通空调***电气控制的主要技术指标。

传统建筑中，暖通空调***的电气控制相对独立，控制调节有一定的局限性，节能降耗手段单一，优化运行困难，而现在这种控制方式正在逐渐被可靠性高、通用性强的可编程序控制器所取代。采用可编程序控制器实现暖通空调***的电气控制，与传统控制方式相比，有较大的灵活性，不仅线路简化，大大减轻了日后维护工作量，减轻了劳动强度，且控制规模与控制功能也得到了更大的扩展。不同的控制方式可采用相同硬件及不同软件来实现，节能降耗与优化运行并举，大大提高了室内环境的舒适度。

但是，对于这一***，在教学活动中，单纯从理论上讲解，学生难以有清晰的认识；而营运中的建筑也不可能为学生提供参观实习的机会，更不可能进行任何形式的演示或模拟。因此在教学和实验过程中存在一定的困难。

发明内容：

本实用新型提供一种应用在智能建筑教学或实验中，既适用于教学又紧密联系工程实际的暖通空调实验开发平台。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的结构特点是设置实用空调***和控制***；所述实用空调***包括一次回风子***、风机盘管子***、风冷热泵子***和排风排烟子***；所述控制***包括各子***操控按钮、温度传感器、压力传感器和控制继电器；在所述控制***中采用可编程计算机控制器；所述控制***中各按钮的开关量信号和温度传感器、压力传感器的模拟量信号接入在所述控制器的信号输入端，各控制继电器的线圈并联设置在所述控制器的信号输出端；在所述计算机控制器中设置用于***内部及***之间实施动态数据传送的CAN通信接口。

本实用新型是由一次回风、风机盘管、风冷热泵机组及排风排烟四个子***组成实时***。其中，所设置的一次回风***可以是全空气一次回风***，采用交流380V的风机电机作为驱动机构。风机盘管***可以和新风***配合设置，构成风机盘管加新风的空调***，是室内空气调节装置类型之一。所采用的风冷热泵机组系空调设备冷热源形式之一，主要功能是为空气处理设备提供冷热水，以交流380V风冷泵机组、循环水泵等作为驱动机构。排风排烟***在正常情况下用于换气，火灾时，兼做排烟***。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型不仅作为教学演示，同时具有可操作性，能有效促进实验者对暖通空调***智能化的认识。

2、本实用新型采用可编程计算机控制器，不同的控制功能可采用相应的软件予以实现，配合设置各***操控按钮和温度传感器使整个***模拟效果好，实验功能强。

3、本实用新型采用内部CAN总线联网，使各子***既可独立运行，也可联动，***稳定，联动联锁关系清晰。

4、本实用新型灵活性好，扩展性强。***采用模块化设计，作为建筑设备的配套***，不但能直观地展现智能建筑的基本技术框架，而且，也为科研开发提供了硬件环境，为智能建筑技术发展的探索性研究创造了条件，新研发的平台可随时挂接于***中。

5、本实用新型利用WebAccess网际组态软件与PCC控制器的无缝连接，配合计算机可实现基于Internet的远程控制功能。

附图说明：

图1为本实用新型风冷热泵***主电路原理图。

图2为本实用新型风冷热泵控制***模块AI774接线示意图。

图3为本实用新型风冷热泵控制***模块AT352接线示意图。

图4为本实用新型风冷热泵控制***另一模块AT352接线示意图。

图5为本实用新型风冷热泵控制***模块A0352接线示意图。

图6为本实用新型风冷热泵控制***模块DM465接线示意图。

图7为本实用新型风冷热泵***显示电路原理图。

图8为图1所示风冷热泵***主电路的部分控制电路原理图。

图9为图1所示风冷热泵***主电路的另一部分控制电路原理图。

图10为本实用新型一次回风***主电路原理图。

图11为本实用新型一次回风控制***模块AT352接线示意图。

图12为本实用新型一次回风控制***模块A0352接线示意图。

图13为本实用新型一次回风控制***模块D0435接线示意图。

图14为本实用新型一次回风***显示电路原理图。

图15为图10所示一次回风***的部分控制电路原理图。

图16为本实用新型风机盘管***主电路原理图。

图17为本实用新型风机盘管控制***模块AT352接线示意图。

图18为本实用新型风机盘管控制***模块DM465接线示意图。

图19为图16所示风机盘管***的部分控制电路原理图。

图20为图16所示风机盘管***的另一部分控制电路原理图。

图21为本实用新型风机盘管***显示电路原理图。

图22为本实用新型排风排烟***主电路原理图。

图23为本实用新型排风排烟控制***模块D0435接线示意图。

图24为本实用新型排风排烟***显示电路原理图。

图25为图22的控制电路原理图。

具体实施方式：

本实施例中设置有实用空调***和控制***。实用空调***包括风冷热泵***、一次回风***、风机盘管***和排风排烟***。

本实施例中，风冷热泵***主电路如图1、图8和图9所示，以主继电器KKA41、KKA42的触点分别串接在主接触器KKM41、KKM42线圈的电源回路中，以主接触器KKM41、KKM42的触点分别串接在交流380V水泵电机M41、M42的电源回路中；以机组继电器KKA44的触点串接在机组接触器KKM43线圈的电源回路中，以该机组接触器KKM43的触点串接在机组电源回路中；以辅助电加热继电器KKA46-KKA48的触点分别串接在其相应的接触器KKM46-KKM48线圈的电源回路中，以该接触器KKM46-KKM48的触点分别串接在辅助电加热的电源回路中。

图1中的KQF41、KQF42为空气开关。

图2、图3、图4、图5和图6所示为风冷热泵控制***中各模块接线示意。由KT41、KT42、KT43、KP41、KP42分别测量进出水的温度、压力，转换开关KSA4实现工况转换，按钮KSB41～KSB46分别控制水泵及机组的启停。

本实施例中，具体采用全空气一次回风***，其主电路如图10和图15所示，以继电器KKA31的触点串接在接触器KKM3线圈的电源回路中，以接触器KKM3的触点串接在交流380V风机电机M3的电源回路中。

图11、图12和图13所示为一次回风控制***中各模块接线示意。图中，KT31、KT32为室内温度测量值，K031、K032为模拟量输出控制信号。

参见图16、图19和图20，本实施例中，风机盘管***的主电路中是以继电器KKA21、KKA24、KKA27的触点分别串接在接触器KKM21、KKM22、KKM23线圈的电源回路中，以接触器KKM21、KKM22、KKM23的触点分别串接在交流220V各盘管电机M21、M22、M23的电源回路中；在盘管中设置其开度由继电器控制的盘管电磁阀YV21、YV22、YV23，各盘管电磁阀用于调节盘管中水流量的大小，进而调节室温。

具体实施中，以继电器KKA22和KKA23的触点分别串接在电磁阀YV23的电源回路上，继电器KKA22、KKA23由控制器PCC控制输出，继电器KKA22触点闭合，电磁阀YV23开大，继电器KKA23触点闭合，电磁阀YV23开小；以继电器KKA25和KKA26的触点串接在电磁阀YV22的电源回路上，继电器KKA25、KKA26由控制器PCC控制输出，继电器KKA25触点闭合，电磁阀YV22开大，继电器KKA26触点闭合，电磁阀YV22开小；以继电器KKA28和KKA29的触点串接在电磁阀YV21的电源回路上，继电器KKA28、KKA29由控制器PCC控制输出，继电器KKA28触点闭合，电磁阀YV21开大，继电器KKA29触点闭合，电磁阀YV21开小。

图17、图18所示为风机盘管控制***各模块接线示意。图中，KT2为室温检测信号，KSB为各控制按钮。

排风兼排烟***主电路如图22和图25所示，以继电器KKA11、KKA13的触点分别串接在接触器KKM11、KKM12线圈的电源回路中，以接触器KKM11、KKM12的触点分别串接在交流380V电机M21、M22的电源回路中，继电器KKA11、KKA13设置在控制器PCC的输出端，由控制器PCC控制输出。

图23为排风排烟控制***模块D0435接线示意。

图1、图10、图16和图22中，熔断器KFU用于电路的保护，KFR用于电机的过载保护。图7、图14、图21和图24所示的显示回路电路图中，信号灯KHL用于***运行的各种显示，蜂鸣器KFM用于***报警。

本实施例是以PCC2003系列的CP476作为主控制器，以扩展模块EX470作为各控制子***的控制器，设置CAN通讯接口，实现***内部联网和与其他***的联网。

通过编程实现与工程应用相近的控制要求及功能，可以包括：运行设备的控制；室内温度的控制；风机、过滤网的报警控制；设备运行监视，温度参数设定与回显；与中央监控***配合，实现对暖通空调***运行的实时监控；与消防报警及联动***配合，实现暖通空调***与防火阀自动切换等联动控制；

***工作流程如下：

依次启动全空气一次回风***，风机盘管***，风冷热泵机组，向室内送冷(热)空气，进行空气交换，同时，室内温度传感器不断检测室内温度变化，将检测数据送入PCC，与设定值进行比较，并根据计算结果控制***的启停或调节流量的大小，并以此持续循环下去。若发生设备故障，***立即停止并报警。发生火灾确认后，运行中的风冷热泵机组，全空气一次回风***，风机盘管***将自动停止，未运行的排风兼排烟***将自动启动，并将***信息上传。

1、控制：设电源闭合，KQF闭合，PCC上电，则***运行(以制冷运行为例)

a、风冷热泵机组运行(见图1-图9)

工况开关KSA4打向制冷，继电器KKA45吸合，信号灯KHL41亮，机组制冷运行；按下按钮KSB41，继电器KKA41吸合，风扇KFS41转，接触器KKM41吸合，循环泵电机M41运行供水；按下按钮KSB44，继电器KKA44吸合风扇KFS43转，接触器KKM43吸合，机组启动；按下按钮KSB46，进行参数设定后，风冷热泵机组在给定值下稳定运行。停止时，按下KSB46、KSB45，延时数秒后，按下KSB43即可。设备故障时，相应信号二通阀压差KP、电机过载KFRi、水温KTi及水压KPi等送入PCC，继电器KKA47～KKA412吸合，产生相应声光报警。

b、全空气一次回风***运行(见图6、图10-图15)

将KSA3打向制冷，继电器KKA32吸合，信号灯KHL31亮，机组制冷运行；按下KSB31，继电器KKA31吸合，风扇KFS31转，接触器KKM3吸合，风机电机M31启动运行，向室内送风。停止时，按下KSB32即可。火灾报警信号XKA3送入PCC，继电器KKA35吸合，产生火灾报警声光信号。

c、风机盘管***运行(见图6、图16-图21)

将KSA2打向制冷，继电器KKA211吸合，信号灯KHL25亮，机组制冷运行；按下KSB21，继电器KKA21吸合，风扇KFS21转，继电器KKA22或KKA23吸合，信号灯KHL21亮，接触器KKM21吸合，风机电机M21启动运行，向室内送风。停止时，按下KSB22即可。

d、排风兼排烟***运行(见图6、图22-图25)

制冷***运行后，需要换气时，按下KSB11，继电器KKA11吸合，风扇KFS11转，接触器KKM11吸合，电机M11得电启动运行。发生火灾并确认后，报警信号XKA3触点闭合，继电器KKA16吸合，信号灯KHL14、蜂鸣器KFM1发出声光报警；继电器KKA11、KKA13吸合，接触器KKM11、KKM12吸合，电机M11、M12同时启动运行，进行室内排烟，当室内火灾温度超过270℃时，防火阀触点KFHF1闭合，继电器KKA11、KKA13释放，接触器KKM11、KKM12释放，电机M11、M12同时失电停止运行。

2、环境质量监(检)测：***运行时，水温KT43，进出水温度KT41、KT42，压力KP1、KP2，新回风温度KT31、KT32，防火阀温度探测器，室内温度探测器等对各监(检)测点实施动态监(检)测，动态实时数据上传、记录；监测室内环境质量，根据需要，自动调控设备运行状态。

3、联锁联动：本实施例中(见图6)，设置的火灾报警触点XKA3，直接接入PCC2003中，若发生火灾报警信号并得以确认，XKA3触点闭合，运行中的风冷热泵机组，全空气一次回风***，风机盘管***迅速停止，排风兼排烟***启动运行，继电器KKA16吸合，其串接在信号灯KHL14、蜂鸣器KFM1的电源回路中的触点KKA16闭合，发出声光报警。

4、通信：通过CAN接口，监控机可以了解暖通空调***运行状态；一但发生异常，监控机可以通过键盘直接键入指令，利用CAN接口，下传指令强令执行行。

Claims (6)

1、暖通空调实验开发平台，其特征是设置实用空调***和控制***；所述实用空调***包括一次回风子***、风机盘管子***、风冷热泵子***和排风排烟子***；所述控制***包括各子***操控按钮(KSA、KSB)、温度传感器(KT)、压力传感器(KP)和控制继电器(KKA)；在所述控制***中采用可编程计算机控制器(PCC)；所述控制***中各按钮(KSA、KSB)的开关量信号和温度传感器(KT)、压力传感器(KP)的模拟量信号接入在所述控制器(PCC)的信号输入端，各控制继电器(KKA)的线圈并联设置在所述控制器(PCC)的信号输出端；在所述计算机控制器(PCC)中设置用于***内部及***之间实施动态数据传送的CAN通信接口。

2、根据权利要求1所述的暖通空调实验开发平台，其特征是所述风冷热泵子***的主电路中，以主继电器(KKA41、KKA42)的触点分别串接在主接触器(KKM41、KKM42)线圈的电源回路中，以该主接触器(KKM41、KKM42)的触点分别串接在交流380V水泵电机(M41、M42)的电源回路中；以机组继电器(KKA44)的触点串接在机组接触器(KKM43)线圈的电源回路中，以该机组接触器(KKM43)的触点串接在机组电源回路中；另以辅助加热继电器(KKA46-KKA48)的触点分别串接在其相应接触器(KKM46-KKM48)线圈的电源回路中，以该接触器(KKM46-KKM48)的触点串接在辅助电加热的电源回路中。

3、根据权利要求1所述的暖通空调实验开发平台，其特征是所述一次回风***采用全空气一次回风***，在其主电路中以继电器(KKA31)的触点串接在接触器(KKM3)的线圈的电源回路中，以接触器(KKM3)的触点串接在交流380V风机电机(M3)的电源回路中。

4、根据权利要求1所述的暖通空调实验开发平台，其特征是所述风机盘管***的主电路中是以继电器(KKA21、KKA24、KKA27)的触点分别串接在接触器(KKM21、KKM22、KKM23)线圈的电源回路中，以接触器(KKM21、KKM22、KKM23)的触点分别串接在交流220V各盘管电机(M21、M22、M23)的电源回路中；在盘管管路中设置其开度由继电器控制的盘管电磁阀(YV21、YV22、YV23)。

5、根据权利要求1所述的暖通空调实验开发平台，其特征是在所述排风排烟***的主电路中，以继电器(KKA11、KKA13)的触点分别串接在接触器(KKM11、KKM12)线圈的电源回路中，以接触器(KKM11、KKM12)的触点分别串接在交流380V排风排烟电机(M21、M22)的电源回路中。

6、根据权利要求1所述的暖通空调实验开发平台，其特征是在所述控制***中设置与所述实用空调***联动的火灾应急联动控制，所述火灾应急联动控制由火灾报警联锁触点(XKA3)、与其联动的继电器(KKA410、KKA11、KKA13、KKA16)和接触器(KKM11、KKM12)构成，联锁继电器(KKA410、KKA16)触点串接在相应声光报警回路中，以接触器(KKM11、KKM12)的触点串联设置在所述排风兼排烟***的电源回路。

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