DE102004028330A1

DE102004028330A1 - Zentrales Steuerungssystem von Klimmaanlagen und Verfahren zum Betreiben desselben

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Publication number: DE102004028330A1
Application number: DE102004028330A
Authority: DE
Inventors: Jae Hwan Kwon; Sang Chul Youn; Duck Gu Jeon; Jae Sik Jung; Young Soo Yoon; Jun Tae Kim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-12
Also published as: JP4567380B2; US7204093B2; KR100565486B1; KR20040106629A; DE102004028330A8; CN1291191C; CN1573246A; JP2005003357A; DE102004028330B4; US20050097905A1

Abstract

Ein zentrales Steuerungssystem verfügt über mehrere Klimaanlagen (100) und eine zentrale Steuerungseinheit (200), die mit diesen über ein Netzwerk verbunden ist. Die zentrale Steuerungseinheit empfängt einen Steuerbefehl zum Überwachen und Steuern jeder der Klimaanlagen, und sie stellt einen Betriebszeitplan für jede derselben so ein, dass die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter eine Referenzleistung begrenzt wird. Die zentrale Steuerungseinheit steuert den Betrieb jeder der Klimaanlagen auf Grundlage des eingestellten Betriebszeitplans. Wenn die Gesamtspitzenleistung die Referenzleistung überschreitet, verhindert die zentrale Steuerungseinheit ein Abschalten des gesamten Klimaanlagensystems, wodurch die Stabilität desselben verbessert ist und die Stromkosten zur Klimatisierung gesenkt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein zentrales Steuerungssystem von Klimaanlagen sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben.
Der Gebrauch von Klimaanlagen steigt stark an, so dass sich Klimaanlagen nun in jedem Raum eines Wohnhauses oder jedem Büro eines Bürogebäudes befinden können. In jüngerer Zeit wurde auch ein Klimaanlagensystem geschaffen, bei dem mehrere Klimaanlagen über ein Netzwerk miteinander verbunden sind.
Ein Beispiel eines Klimaanlagensystems ist ein solches vom Einfachtyp, bei dem Inneneinheiten 11 jeweils mit Außeneinheiten 12 verbunden sind, wie es in der 1 dargestellt ist. Ein anderes Beispiel ist ein Klimaanlagensystem vom Mehrfachtyp, bei dem eine größere Anzahl von Inneneinheiten 11 eine kleinere Anzahl von Außeneinheiten 12 gemeinsam nutzen, die für ein einzelnes Gebäude oder einen einzelnen Stock vorhanden sind, wie es in der 2 dargestellt ist, um Installationsressourcen und Energie einzusparen.
Um für Kühlung zu sorgen, verwendet eine Klimaanlage 10 im Allgemeinen ein Kühlmittel, das in einem Wärmezyklus mit Kompression, Kondensation, Expansion und Verdampfung in den Innen- und Außeneinheiten umgewälzt wird. Andererseits kann eine Klimaanlage mit Wärmepumpe durch Umschalten der Umwälzrichtung des Kühlmittels für Kühlung und Heizung sorgen.
Beim herkömmlichen Klimaanlagensystem erlaubt es eine an der Inneneinheit angebrachte Steuertaste oder eine Fernsteuerung einem Benutzer, einen Steuerbefehl zum Ein-/Ausschalten der Spannung, zum Auswählen des Kühl-/Heizmodus, zur Auswahl des Gebläsemodus, zur Steuerung der Richtung ausgeblasener Luft, zur Steuerung der Kühl-/Heiz- oder Gebläseintensität usw. einzugeben. Auf Grundlage des eingegebenen Steuerbefehls steuert ein in der Inneneinheit vorhandener Mikrocomputer die Menge des Kühlmittels und die Strömung desselben, um eine Innenraumklimatisierung auszuführen.
Wenn im Betrieb einer Klimaanlage ein Fehler auftritt, begibt sich eine Wartungsperson des Gebäudes persönlich zu einer Inneneinheit 11 oder einer Außeneinheit 12 der Anlage, um den Fehler zu prüfen, und dann gibt sie einen Steuerbefehl zur Wartung und zur Reparatur der Klimaanlage ein.
Wenn eine Wartungsperson mehrere Klimaanlagen in einer Schule oder einem großen Gebäude verwaltet, besucht sie jeden Raum, um einen Steuerbefehl einzugeben und um eine manuelle Wartung und einen Reparaturprozess für die Klimaanlage auszuführen.
Einige herkömmliche Klimaanlagensysteme können eine zentrale Steuerung mehrerer Klimaanlagen mittels einer zentralen Steuerungseinheit 20 ausführen, die über ein Netzwerk mittels Spannungsleitungen oder dergleichen mit den mehreren Klimaanlagen verbunden ist. Jedoch sind derartige herkömmliche Klimaanlagensysteme nur mit einer Spannungslampe zum Überprüfen des Spannungszustands jeder Klimaanlage und einer Spannungstaste zum Steuern der Spannung für jede Klimaanlage versehen. Bei den herkömmlichen Systemen kann kein Steuerbefehl zum detaillierten Steuern von Betriebsabläufen der Klimaanlage eingegeben werden, und so kann die zentrale Steuerungseinheit 20 nicht zur Wartung und Reparatur verwendet werden, wenn im Betrieb der Klimaanlage ein Fehler auftritt, wodurch die Nutzungsfähigkeit der Systeme verringert ist.
Insbesondere besteht bei einer Klimaanlage 10 im Anfangsbetrieb hoher Energieverbrauch. Wenn mehrere Klimaanlagen in einem großen Gebäude installiert sind, ist die Gesamtspitzenleistung derselben auch im Normalzustand beträchtlich, was zu Bedenken führt, dass sie die zulässige Grenze eines im Gebäude installierten Leistungsschalters (nicht dargestellt) überschreiten könnte.
Wenn die Gesamtspitzenleistung die zulässige Grenze des Leistungsschalters überschreitet, schaltet dieser die gesamte Spannung für das Gebäude ab. Das zwangsweise Abschalten der Spannung kann nicht nur bei einer laufenden Klimaanlage, sondern auch bei anderen elektrischen Geräten zu körperlichen Stoßbelastungen führen, wodurch die Lebensdauer der Erzeugnisse gesenkt wird.
Stromversorger sorgen abhängig von der Jahreszeit/Gebäuden/Dienstelieferanten für verschiedene obere Leistungsgrenzen. Wenn die Gesamtspitzenleistung die oberen Leistungsgrenzen überschreitet, berechnet der Stromversorger fortschreitend höhere Gebühren, wodurch die Kostenbelastung erhöht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zentrales Steuerungssystem von Klimaanlagen und ein Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen, mit denen es möglich ist, die Gesamtspitzenleistung eines Klimaanlagensystems und auch die Gesamtelektrizitätskosten zu senken und ein zwangsweises Abschalten aufgrund eines schnellen Anstiegs des Energieverbrauchs zu verhindern.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Steuerungssystems durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 11 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Steuerungssystem ist eine zentrale Steuerungseinheit über ein Netzwerk mit mehreren Klimaanlagen verbunden, um eine zentrale Steuerung der Betriebsabläufe derselben auszuführen, und in der zentralen Steuerungseinheit ist ein Algorithmus für Automatikbetrieb implementiert, um den Betriebsmodus jeder der Klimaanlagen so zu ändern, dass die Gesamtspitzenleistung der laufenden zwei Klimaanlagen unter eine Referenzleistung begrenzt wird, wodurch die Gesamtspitzenleistung und die Stromkosten gesenkt werden können. Die Steuerungseinheit verfügt über eine Datenbank zum Speichern von Leistungswerten mehrerer Innen- und Außeneinheiten, wie sie in einem Gebäude installiert sind, und sie ändert auf Grundlage der gespeicherten Werte die Betriebsmodi der Klimaanlagen, um die Gesamtspitzenleistung unter der genannten Referenzleistung zu halten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines bekannten Klimaanlagensystems vom Einfachtyp zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines bekannten Klimaanlagensystems vom Mehrfachtyp zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das Betriebszeitpläne für Klimaanlagen im System der 3 zeigt; und
5 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben des zentralen Steuerungssystems der 3.
Nun wird die Konfiguration eines zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 erläutert.
Mehrere Klimaanlagen 100 sind jeweils in Räumen eines Gebäudes installiert. Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf ein Klimaanlagensystem vom Einfachtyp, bei dem jede der Klimaanlagen 100 über eine Inneneinheit 110 und eine Außeneinheit 120 verfügt. Jedoch hat der Typ des Klimaanlagensystems nichts mit dem Schutzumfang und dem Grundgedanken der Erfindung zu tun.
Wie es in der 3 dargestellt ist, ist eine zentrale Steuerungseinheit 200 über ein Netzwerk mit den Klimaanlagen 100 verbunden, um Zustandsinformation jeder derselben zu überwachen und um ein Steuersignal entsprechend einem eingegebenen Steuerbefehl an eine entsprechende Klimaanlage zu übertragen. Auf diese Weise führt die zentrale Steuerungs einheit 200 eine zentrale Steuerung des Betriebsablaufs jeder Klimaanlage aus.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 verfügt im Wesentlichen über eine Eingabeeinheit 201 zum Eingeben eines Steuerbefehls sowie eine Anzeigeeinheit 202 zum Anzeigen der Zustandsinformation einer Klimaanlage, die entsprechend dem über die Eingabeeinheit 201 eingegebenen Steuerbefehl arbeitet. Abhängig vom Hersteller können die Eingabeeinheit 201 und die Anzeigeeinheit 202 als in eine einzelne Einheit integrierter Berührungsschirm implementiert sein. In diesem Fall kann der Steuerbefehl durch Berühren des Berührungsschirms eingegeben werden.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 verfügt ferner über ein Klimaanlagen-Kommunikationsmodul 210, eine Datenbank 220, einen Spitzenbetriebsprozessor 230, einen Klimaanlagencontroller 240 und eine Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250.
Das Klimaanlagen-Kommunikationsmodul 210 ermöglicht es der zentralen Steuerungseinheit 200, Signale über das im Gebäude errichtete Netzwerk an die mehreren Klimaanlagen zu senden und von ihnen zu empfangen. Mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls 210 kann die zentrale Steuerungseinheit 200 ein Steuersignal entsprechend einem eingegebenen Steuerbefehl senden, und sie kann auf das gesendete Steuersignal hin die Zustandsinformation von Klimaanlagen empfangen.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 steuert die Betriebsmodi der Klimaanlagen 100, um die Gesamtspitzenleistung derselben unter die Obergrenze zu senken, wie sie für das gesamte Gebäude zulässig ist. Um dies zu bewerkstelligen, verfügt die zentrale Steuerungseinheit 200 über die Datenbank 220 zum Speichern der Maximalleistung jeder Klimaanlage. Die Klima anlagen 100, wie sie in jedem der Räume installiert sind, verfügen abhängig vom Hersteller, vom Produkttyp und vom Modell über verschiedene Leistungen. Der Hersteller liefert im Allgemeinen Zahleninformation zur Leistung, die auf eine Seite der Klimaanlage aufgeschrieben ist.
Mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls 210 erkennt der Spitzenbetriebsprozessor 230 die aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen. Unter Bezugnahme auf die in der Datenbank 220 gespeicherte Maximalleistung jeder Klimaanlage berechnet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Gesamtspitzenleistung aller aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 berechnet die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen mit einer vorbestimmten Referenzleistung, die kleiner als die obere Leistungsgrenze ist. Die Wartungsperson der zentralen Steuerungseinheit 200 hat diese vorbestimmte Referenzleistung vorab über die Eingabeeinheit 201 eingegeben. Der Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt den Betriebszeitplan und den Betriebsmodus jeder Klimaanlage in solcher Weise, dass die Klimaanlagen arbeiten, während die Gesamtspitzenleistung unter die Referenzleistung begrenzt ist.
Die Referenzleistung ist Zahleninformation, die die Wartungsperson unter Berücksichtigung der oberen Leistung eingeben kann, wie sie vom Stromversorger geliefert wird und wie sie abhängig von der Jahreszeit/dem Gebäude/Diensteleistern variiert. Wenn die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, tritt das zentrale Steuerungssystem in einen Spitzenwert-Steuerungsmodus zum Aktivieren automatischer Betriebsabläufe der Klimaanlagen mittels der zentralen Steuerungseinheit 200 ein. Wenn die Gesamtspitzenleistung der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, behält jede Klimaanlage ihren Betriebsmodus bei, wie er entsprechend einem Steuerbefehl eingestellt wurde, der individuell für jede Klimaanlage eingegeben wurde.
Der Klimaanlagencontroller 240 steuert den Fluss von Signalen betreffend die Zustandsüberwachung und die Steuerung jeder Klimaanlage. Der Klimaanlagencontroller 240 gibt auch Steuersignale an entsprechende Klimaanlagen aus, damit diese in ihren Betriebsmodi arbeiten können, wie sie durch den Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt werden.
Anders gesagt, erfolgt, wenn die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, keine zentrale Steuerung der Klimaanlagen über den Spitzenbetriebsprozessor 230. Wenn jedoch die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, werden jeweilige Betriebsmodi der Klimaanlagen über einen Algorithmus für automatischen Betrieb im Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt, und der Klimaanlagencontroller 240 gibt Steuersignale zum Schalten der Betriebsmodi (Kühlmodus ↔ Gebläsemodus) entsprechend den bestimmten Betriebsmodi aus.
Mittels der Eingabeeinheit 201 kann die Wartungsperson den Referenzleistungswert zum Begrenzen der Gesamtspitzenleistung eingeben, und sie kann auch eine Betriebsmodus-Änderungsperiode mit Intervallen eingeben, gemäß denen der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi der Klimaanlagen ändert.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 ändert die Betriebsmodi der Klimaanlagen mit dem Intervall der Modusänderungsperiode. Wenn die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, ermöglicht es der Spitzenbetriebsprozessor 230 ausgewählten, in Betrieb befindlichen Klimaanlagen, im nor malen Modus (z. B. einem Kühlmodus) zu arbeiten, und er ermöglicht es, den restlichen Klimaanlagen (d. h. den nicht ausgewählten), die in Betrieb sind, in einem Gebläsemodus zu arbeiten. Um die Gesamtspitzenleistung der Klimaanlagen zu senken, während eine schnelle Änderung der Innentemperatur vermieden wird, schaltet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die nicht ausgewählten Klimaanlagen nicht vollständig ab, sondern er ermöglicht es ihnen, im Gebläsemodus zu arbeiten, in dem die Leistung gering ist.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 ändert die Betriebsmodi der Klimaanlagen mittels Betriebszeitplänen, die mit dem Intervall der Modusänderungsperiode aktualisiert werden. Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 stellt die Betriebszeitpläne ein.
Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 aktualisiert den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage gemäß einem FIFO-(First In First Out)-Schema, durch das diejenige Klimaanlage, die als erste in den Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den Normalmodus zum Kühlen oder Heizen gelangt.
Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 kann auch den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage auf solche Weise aktualisieren, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Änderung der entsprechenden Innentemperatur, wie sie jeweils in den Räumen erfasst wird, in denen die Klimaanlagen installiert sind, wieder in den Normalmodus eintreten. Diese zwei Betriebszeitplan-Aktualisierungsmethoden können abhängig vom Hersteller selektiv oder gemeinsam verwendet werden.
Die 4 zeigt eine Betriebszeitplantabelle, wie sie durch die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 bestimmt wird.
Für ein besseres Verständnis der Prozedur zum Aktualisieren des Betriebszeitplans gemäß dieser Ausführungsform wird diese Prozedur nachfolgend mit den folgenden Annahmen beschrieben.

1) In n Räumen sind n Klimaanlagen mit derselben Maximalleistung P installiert, so dass der Maximalwert der Gesamtspitzenleistung der Klimaanlagen (n×P)W beträgt.
2) Die Verwaltungsperson stellt die Referenzleistung auf (0,4×n×P)W ein, damit die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter die Referenzleistung begrenzt werden kann.
3) Die Verwaltungsperson stellt die Betriebsmodus-Änderungsperiode auf 15 Minuten ein.
4) Es sind 10 Klimaanlagen (d. h. n = 10) installiert.

Unter diesen Annahmen beträgt die Gesamtspitzenleistung der ersten bis dritten Klimaanlage AC#1 bis AC#3 zwischen 10:00 und 10:15 im Betrieb (3×P)W, wie es in der Betriebszeitplantabelle der 4 dargestellt ist. Da die Gesamtspitzenleistung (3×P)W niedriger als die Referenzleistung (4×P)W ist, behalten die erste bis dritte Klimaanlage AC#1 bis AC#3 ihre Betriebsmodi, wie sie durch individuelle Steuerung eingestellt sind, in den jeweiligen Räumen, in denen sie installiert sind, bei, ohne dass ihre Betriebsmodi über den Spitzenbetriebsprozessor 230 geändert würden.
Um 10:15 befinden sich alle 10 Klimaanlagen in Betrieb. Demgemäß ändert der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi der Klimaanlagen. Hierbei aktualisiert die Betriebs zeitplan-Aktualisierungseinheit 250 den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage gemäß einem FIFO-Schema auf solche Weise, dass die vierte bis siebte Klimaanlage AC#4 bis AC#7 im Normalmodus für Kühlen oder Heizen arbeiten und die restlichen Klimaanlagen AC#1 bis AC#3 sowie AC#8 bis AC#10 im Gebläsemodus arbeiten. In der 4 zeigen durchgezogene Linien an, dass die entsprechenden Klimaanlagen im Normalmodus arbeiten, und gestrichelte Linien zeigen an, dass die entsprechenden Klimaanlagen im Gebläsemodus arbeiten.
Um 10:30, nachdem die Modusänderungsperiode von 15 Minuten verstrichen ist, aktualisiert die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 erneut den Betriebszeitplan für jede Klimaanlage auf dieselbe Weise, wie sie oben beschrieben ist, so dass die Betriebsmodi der vier Klimaanlagen AC#1, AC#8, AC#9 und AC#10 auf den Normalmodus geändert werden und die Betriebsmodi der restlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus geändert werden.
Um 10:45 schalten, nachdem erneut die Modusänderungsperiode abgelaufen ist, die zweite bis fünfte Klimaanlage AC#2 bis AC#5 auf den Normalmodus, während die restlichen Klimaanlagen im Gebläsemodus verbleiben. Um 11:00 schalten die sechste bis neunte Klimaanlage AC#6 bis AC#9 auf den Normalmodus, während die restlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus schalten.
Auf diese Weise aktualisiert die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage mit dem Intervall der Modusänderungsperiode. Auf Grundlage des aktualisierten Betriebszeitplans schaltet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi in solcher Weise, dass die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter die Referenzleistung von (4×P)W begrenzt werden kann, während die Raumtemperatur näherungsweise auf recht erhalten wird.
Nun wird unter Bezugnahme auf das in der 4 dargestellte Flussdiagramm ein Verfahren zum Betreiben des auf die obige Weise aufgebauten zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen beschrieben.
Als Erstes überwacht das zentrale Steuerungssystem, mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls, die Zustände der mit dem Netzwerk verbundenen Klimaanlagen, um die aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen zu erkennen (S1).
Dann berechnet das zentrale Steuerungssystem die Gesamtspitzenleistung der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen, und sie vergleicht diese mit der Referenzleistung, die zuvor durch die Wartungsperson des Systems eingegeben wurde (S2).
Wenn das Vergleichsergebnis dasjenige ist, dass die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, führt das zentrale Steuerungssystem eine Spitzenleistungssteuerung auf solche Weise aus, dass ausgewählte der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen den Normalmodus beibehalten, während die restlichen der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus umgeschaltet werden. Wenn die Gesamtspitzenleistung der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, behält das zentrale Steuerungssystem die vorigen Betriebszustände bei. Wenn die Spitzenwertsteuerung mittels der zentralen Steuerungseinheit ausgeführt wird, werden die vorigen Betriebszustände der Klimaanlagen aufrecht erhalten, während die Betriebssteuerung mittels der einzelnen Klimaanlagen in den Räumen blockiert wird (S3).
Dann überprüft das zentrale Steuerungssystem, ob die Be triebszeit im geänderten Betriebsmodus die Modusänderungsperiode überschreitet (S4).
Wenn das Prüfergebnis darin besteht, dass die Betriebszeit die Modusänderungsperiode überschreitet, aktualisiert das zentrale Steuerungssystem die Betriebszeitpläne der Klimaanlagen, während es dann, wenn dies nicht der Fall ist, die Betriebszustände der Klimaanlagen kontinuierlich überwacht (S5).
Es können zwei Verfahren dazu verwendet werden, den Betriebszeitplan selektiv oder gemeinsam zu aktualisieren. Ein Verfahren ist ein FIFO(First In First Out)-Schema, bei dem diejenige Klimaanlage, die als erste in den Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den Normalmodus zurückkehrt. Das andere besteht darin, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Änderung der Temperaturen der Räume, in denen die Klimaanlagen installiert sind, wieder in den normalen Modus zum Heizen oder Kühlen eintreten.
Das zentrale Steuerungssystem steuert die Betriebsabläufe der Klimaanlagen entsprechend den aktualisierten Betriebszeitplänen, und dann kehrt es zum anfänglichen Schritt zurück, in dem es die Gesamtspitzenleistung der laufenden Klimaanlagen kontinuierlich überwacht (S6).
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigen ein zentrales Steuerungssystem von Klimaanlagen sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben gemäß der Erfindung die folgenden Merkmale und Vorteile. Das zentrale Steuerungssystem ist mit einer zentralen Steuerungseinheit versehen, die über eine Datenbank verfügt, die Leistungen mehrerer in einem Gebäude installierter Klimaanlagen speichert. Die zentrale Steuerungseinheit führt einen Algorithmus zum automati schen Betriebsablauf aus, der die Gesamtspitzenleistung der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter einen Referenzleistungswert begrenzt. Mittels der zentralen Steuerungseinheit kann die Wartung, die Verwaltung und die Betriebssteuerung jeder Klimaanlage ausgeführt werden, so dass die Zweckdienlichkeit der Steuerung verbessert ist. Die Erfindung ist auch wirtschaftlich, da es möglich ist, die Leistungen mehrerer Klimaanlagen zu verwalten.

Claims

Zentrales Steuerungssystem von Klimaanlagen, mit: – mehreren Klimaanlagen (100), die in Räumen eines Gebäudes installiert sind, um für Klimatisierung zu sorgen; und – einer zentralen Steuerungseinheit (200), die mit den mehreren Klimaanlagen über ein Netzwerk verbunden ist, um einen Steuerbefehl zum Überwachen und Steuern jeder der Klimaanlagen zu empfangen, wobei sie einen Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen erstellt, um die Gesamtspitzenleistung der mehreren Klimaanlagen im Betrieb unter eine Referenzleistung zu begrenzen, wobei sie den Betriebsablauf jeder der Klimaanlagen auf Grundlage des eingestellten Betriebszeitplans steuert.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Klimaanlagen (100) eine solche vom Einfachtyp mit einer einzelnen Außeneinheit (120) und einer einzelnen Inneneinheit (110) sowie eine solche vom Mehrfachtyp mit einer einzelnen Außeneinheit und mehreren Inneneinheiten, die die einzelne Außeneinheit gemeinsam nutzen, gehören.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Klimaanlagen (100) eine solche, die Luft nur kühlt und in der ein Kühlmittel in einer Richtung umgewälzt wird, und eine solche sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen, in der Kühlmittel in zwei Richtungen umgewälzt wird, gehören.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit (200) Folgendes aufweist: – ein Klimaanlagen-Kommunikationsmodul (210) zum Senden und Empfangen von Signalen an die mehreren Klimaanlagen (100) und von diesen über das Netzwerk; – eine Datenbank (220) zum Vorabspeichern der Maximalleistung jeder der Klimaanlagen (100); – einen Spitzenbetriebsprozessor (230) zum Berechnen der Gesamtspitzenleistung auf Grundlage der in der Datenbank gespeicherten Maximalleistung jeder der Klimaanlagen und zum Bestimmen eines Betriebszeitplans und eines Betriebsmodus jeder der Klimaanlagen, wenn die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen die Referenzleistung überschreitet; und – einen Klimaanlagencontroller (240) zum Ausgeben eines Steuersignals, das es einer entsprechenden Klimaanlage ermöglicht, in einem vorbestimmten Betriebsmodus entsprechend dem bestimmten Betriebszeitplan zu arbeiten.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit (200) ferner Folgendes aufweist: – eine Eingabeeinheit (201) zum Eingeben eines Steuerbefehls zum Steuern der mehreren Klimaanlagen (100); und – eine Anzeigeeinheit (202) zum Anzeigen von Zustandsinformation jeder der Klimaanlagen, die in Betrieb sind und durch den Klimaanlagencontroller (240) gesteuert werden.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Spitzenbetriebsprozessor (230) ein Algorithmus für automatischen Betriebsablauf implementiert ist, durch den dann, wenn die Gesamtspitzenleistung die Referenzleistung überschreitet, mindestens eine Klimaanlage, die aus den mehreren Klimaanlagen (100) ausgewählt wird, für den Betrieb in einem normalen Betriebsmodus bestimmt wird und mindestens eine nicht ausgewählte Klimaanlage für den Betrieb in einem Gebläsemodus bestimmt wird.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit (200) ferner eine Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) zum Aktualisieren des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen (100) gemäß einem FIFO-Schema aufweist, gemäß dem diejenige Klimaanlage, die als erste in einen Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den normalen Betriebsmodus eintritt, und um den aktualisierten Betriebszeitplan an den Spitzenbetriebsprozessor (230) zu übertragen.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) den Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (100) mit dem Intervall einer Modusänderungsperiode aktualisiert, die über die Eingabeeinheit (201) eingegeben wird.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit (200) ferner über eine Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) verfügt, um den Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (100) auf solche Weise zu aktualisieren, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Temperaturänderung in den Räumen, in denen die Klimaanlagen installiert sind, wieder in den normalen Betriebsmodus eintreten, und um den aktualisierten Betriebszeitplan an den Spitzenbetriebsprozessor (230) zu übertragen.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) den Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (100) mit dem Intervall einer Modusänderungsperiode aktualisiert, die über die Eingabeeinheit (201) eingegeben wird.
Verfahren zum Betreiben eines zentralen Steuerungssystems von Klimaanlagen (100), das über eine zentrale Steuerungseinheit (200) verfügt, die über ein Netzwerk mit mehreren Klimaanlagen verbunden ist und die Zustände der Klimaanlagen überwachen und Betriebsabläufe derselben steuern kann, mit den folgenden Schritten: a) Vergleichen der Gesamtspitzenleistung mehrerer aktuell in Betrieb befindlicher Klimaanlagen mit einer zuvor eingegebenen Referenzleistung (S2); b) wenn das Vergleichsergebnis im Schritt (a) dasjenige ist, dass die Gesamtspitzenleistung die Referenzleistung überschreitet, Ermöglichen, dass mindestens eine Klimaanlage, die aus den mehreren aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen ausgewählt wird, einen normalen Betriebsmodus beibehält, und Ermöglichen, dass mindestens eine der nicht ausgewählten, in Betrieb befindlichen Klimaanlagen in einen Gebläsemodus umgeschaltet wird (S3); c) wenn die Betriebszeit im Betriebsmodus, auf den im Schritt b) umgeschaltet wurde, eine zuvor eingegebene Betriebsänderungsperiode überschreitet (S4), Aktualisieren des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen (S5); und d) Steuern der Betriebsabläufe der Klimaanlagen entsprechend den aktualisierten Betriebszeitplänen (S6).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) den Schritt des Eingebens der Referenzleistung für den Vergleich mit der Gesamtspitzenleistung der mehreren Klimaanlagen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) den Schritt des Eingebens der Modusänderungsperiode mit dem Intervall, gemäß dem die Betriebsmodi der Klimaanlagen geändert werden, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) den Schritt des Aktualisierens des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen gemäß einem FIFO-Schema beinhaltet, bei dem diejenige Klimaanlage, die als erste in einen Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den normalen Betriebsmodus eintritt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) der Schritt des Aktualisierens des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen auf solche Weise beinhaltet, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Temperaturänderung der Räume, in denen die Klimaanlagen installiert sind, in einen normalen Betriebsmodus eintreten.