專利名稱：一種中央空調系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中央空調系統(tǒng)，尤其是涉及一種可以同時控制空調溫度和 供回水溫度差的節(jié)能中央空調系統(tǒng)。
技術背景在以水作為熱交換載體的中央空調系統(tǒng)中，空調區(qū)域的溫度控制是通過對水路 的流量控制以及風機鼓動冷熱風來調控溫度的。循環(huán)水泵泵出冷或熱水通過水路管 道輸出分配到各個空調末端設備，末端設備的熱功率取決于供回水溫度和水流量， 需要對這些參數(shù)進行控制才能達到要求的室溫，空調系統(tǒng)中的溫度控制裝置是通過 對水路中冷或熱水的流量控制以及風機鼓動冷熱風來調控溫度的?，F(xiàn)有的空調末端 設備中所應用的溫度控制裝置，對于水路的控制分為兩種方式 一種方式是通斷式 控制，根據(jù)受控空氣溫度與設定溫度之邏輯關系，控制水閥的通斷；另一種方式為 比例式調節(jié)，根據(jù)受控空氣溫度與設定溫度之差值進行運算，然后根據(jù)運算結果輸 出控制信號調節(jié)水閥的開度，對水量進行比例調節(jié)。這兩種控制方式，都是服務于 受控空調區(qū)域空氣的溫度控制，基本上能滿足一般舒適性空調的要求?，F(xiàn)有空調系統(tǒng)中末端的溫度控制裝置構成可分為三部分受控空調區(qū)域溫度傳 感器、控制器和執(zhí)行機構。溫度傳感器用于測量受控空調區(qū)域的空氣溫度；控制器 內有控制程序并有顯示和操作面板；執(zhí)行機構為風機和安裝于水路上的電動閥門和 閥門驅動器，用于調節(jié)閥門開度?？刂破鞲鶕?jù)接收到的空調區(qū)域溫度傳感器所測量 溫度與設定溫度之差值進行運算，輸出驅動信號給電動閥門調節(jié)閥門開度也即調節(jié) 水流量，用以達到調節(jié)受控空調區(qū)域空氣溫度的功能。溫控裝置廣泛應用于以水作為熱交換載體的中央空調末端控制系統(tǒng)中，作用是使受控空調區(qū)域的溫度能夠與設 定溫度值相同。但現(xiàn)有空調末端溫度控制裝置具有以下缺點溫控裝置控制的目的僅在于調節(jié) 受控空調區(qū)域的空氣溫度，對于水量的開關調節(jié)或者比例調節(jié)，都是服務于恒定受 控空調區(qū)域空氣溫度的目的，控制的出發(fā)點并不在于節(jié)能。對流經空調末端設備的 最大水量沒有控制，沒有解決空調水系統(tǒng)水力失調的問題，不能解決空調水系統(tǒng)大 流量小溫差的問題，導致空調系統(tǒng)的水泵輸送系數(shù)低、能耗大，最終導致空調系統(tǒng) 運行能耗居高不下。另外，現(xiàn)有的中央空調溫控器不能自動判斷中央空調的冷暖工 作模式。 實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種無需對現(xiàn)有設備做大的改動， 就能低成本、有效地解決空調水系統(tǒng)水力失調問題，實現(xiàn)水力動態(tài)平衡和節(jié)約能耗 的中央空調系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案是 一種中央空調系統(tǒng)，包 括冷和/或熱水源和循環(huán)水泵、循環(huán)管道及溫控裝置，循環(huán)水泵將冷和/或熱水通過 循環(huán)管道流經空調末端設備調溫，溫控裝置由安裝于受控空調區(qū)域的溫度傳感器和 控制器、執(zhí)行機構組成，其特征是所述的流經空調末端設備的循環(huán)管道入口端裝 有供水溫度傳感器、出口端裝有回水溫度傳感器，各溫度傳感器與溫控裝置控制器 有信號線電連接。所述的執(zhí)行機構為安裝在管道上的流量調節(jié)閥和/或末端風機盤管中的風機。 所述的控制器包括模數(shù)轉換模塊和中央處理芯片。在采取了上述技術措施后，本中央空調系統(tǒng)的溫控器，首先把測量到的受控空調區(qū)域的溫度與用戶設定的受控空調區(qū)域的空氣溫度值進行比較運算，根據(jù)實際情 況輸出驅動信號給執(zhí)行機構，通過調節(jié)執(zhí)行機構來使受控空調區(qū)域的空氣溫度恒定 在設定溫度點。與此同時，溫控器還通過流經空調末端設備的循環(huán)管道出入口端分別裝有的供、 回水溫度傳感器監(jiān)測供水、回水溫度，自動判斷當前空調系統(tǒng)是處于制冷或者制熱 狀態(tài)，并自動比較當前供水、回水溫度差與設定值的關系，當溫差值達不到要求時 自動調節(jié)執(zhí)行機構，使流通水量變化，水量的變化使溫度差增加或者減少，最終達 到調節(jié)供、回水溫度差的目的。有益效果本中央空調系統(tǒng)既有現(xiàn)行的空調區(qū)域溫度控制功能，又可控制流經 空調末端設備的進、出水溫度差和供水量，使空調水系統(tǒng)的水力動態(tài)平衡更加容易 實現(xiàn)，以很小的代價解決了水力失調的難題，保證了水系統(tǒng)按需分配水量，配合空 調循環(huán)水泵的流量控制，最終實現(xiàn)節(jié)約能耗的目的。另外，本中央空調系統(tǒng)的溫控 器通過測量供水、回水溫度，根據(jù)水溫自動判斷當前空調系統(tǒng)是處于制冷或者制熱 狀態(tài)。


以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是本實用新型實施例1的結構原理示意圖；圖2是本實用新型實施例1的電路原理方框圖；圖3是本實用新型實施例1的電路圖。圖4是本實用新型實施例1的中央管理單元電路圖；圖5是本實用新型實施例2的結構原理示意圖。圖中1-冷水循環(huán)管道，2-熱水循環(huán)管道，3-溫控裝置，4-安裝于受控空調區(qū)域的溫度傳感器，5-冷水供水溫度傳感器，6-冷水回水溫度傳感器，7-熱水供水溫度傳感器，8-熱水回水溫度傳感器，9-電動流量調節(jié)閥，10-風機。
具體實施方式
如圖l至圖4所示，本中央空調系統(tǒng)實施例1為4管制的空調系統(tǒng)，包括冷 水和熱水源，循環(huán)水泵將冷水和熱水分別通過冷、熱水循環(huán)管道l、 2流經空調末端 設備調溫，溫控裝置由安裝于受控空調區(qū)域的溫度傳感器4 (測量回風溫度傳感器) 和控制器3、執(zhí)行機構-安裝在管道上的流量調節(jié)闊9和末端風機盤管中的風機10 組成，控制器包括模數(shù)轉換模塊和中央處理芯片；在流經空調末端設備的冷水循環(huán) 管道入口端裝有冷水供水溫度傳感器5，出口端裝有冷水回水溫度傳感器；熱水循 環(huán)管道入口端裝有熱水供水溫度傳感器7、出口端裝有熱水回水溫度傳感器8;各溫 度傳感器與溫控裝置控制器有信號線電連接。當受控空調區(qū)域的空氣溫度偏離設定溫度較大時，例如制冷狀態(tài)下受控空調區(qū) 域的空氣溫度高于設定溫度一個系統(tǒng)設定的值，或者在制熱狀態(tài)下受控空調區(qū)域的 空氣溫度低于設定溫度一個系統(tǒng)設定的值時，溫控器控制電動水閥的開度，使流通 水量處于最大狀態(tài)，優(yōu)先保證受控空調區(qū)域的空氣溫度達到設定值，當受控空調區(qū) 域的空氣溫度達到設定值以后，溫控器再控制供回水溫度差。各溫度傳感器接入到電路中的模擬量/數(shù)字量轉換的模塊，溫度信息被電路轉化 為數(shù)字量傳輸?shù)街醒牍芾韱卧?以下簡稱CPU)。 CPU根據(jù)當前測量的溫度，輸出 數(shù)字量到光電耦合功率驅動單元，驅動執(zhí)行機構(電動閥和風機)的運行。溫控器 上有顯示單元和按鍵單元提供人機界面，用于各狀態(tài)量的顯示和設置。所述的溫控器包含有執(zhí)行機構驅動電路模塊和溫度測量電路模塊、操作面板電 路模塊。執(zhí)行機構驅動電路模塊包含風機驅動電路模塊和電動閥驅動電路模塊風機驅 動電路模塊的Ql/Q2/Q3三極管分別驅動U5/U6/U7繼電器，D6/D7/D8 二極管對繼 電器進行保護，用來抑制風機感性負載開關對于繼電器和三極管的反向電壓抑制， 三個繼電器控制功率電壓信號給風機，使風機能夠三個檔速運行；當風機為變頻調 節(jié)類型時，控制器程序控制輸出0-10V電壓或者4-20mA電流信號，控制風機的轉 速；電動閥驅動電路模塊的R13-R16分別驅動光電耦合器U8-U11， U8-11再分別驅 動可控硅U12-U15，輸出功率電壓信號給電動閥執(zhí)行機構，用以調節(jié)執(zhí)行機構的開 度，每個可控硅都有一個阻容浪涌電壓抑制電路，保護可控硅不受外部電網電壓的 波動影響。水閥外接。對于本例的冷、熱水管道分開的四管制中央空調應用系統(tǒng)，溫度測量電路模塊 的外接5個溫度傳感器，分別用于測量冷水供水溫度，冷水回水溫度、熱水供水溫 度，熱水回水溫度和受控空調區(qū)域溫度，溫度傳感器經過保護電路和阻容濾波電路 連接到中央處理器U4， U4內部含有一個10位分辨率的模擬量/數(shù)字量轉換器，可 以把溫度信號轉換為數(shù)字信號，D12-D18為瞬態(tài)電壓抑制二極管，用來保護溫度測 量電路不受外部過壓損壞，R40、 R32、 C13等組成低通濾波電路，以抑制外部干擾 信號對于溫度傳感器的影響；電源電路模塊的外部電源通過Jl引入，Rl為壓敏電阻，用于過壓保護，TR1 變壓器進行電壓變換，使外部高壓電源轉換為低壓電源，Dl-D4整流，Cl、 C2濾 波，Ul為可調電壓源、輸出直流12V電壓信號給繼電器作為驅動電源，U2為固定 電壓源，輸出電壓信號作為所有數(shù)字電路的電源，并經過濾波變換處理作為模擬電 路的電源，J5用于連接導線到操作面板。操作面板電路模塊的J5為電源和通訊接口，用于連接控制驅動部分。U3為中央處理器，用于顯示驅動、按鍵掃描、發(fā)光管驅動，LCD為液晶顯示板，R9、 Ql 三極管驅動LED發(fā)光管，照亮液晶，U5用于遙控接收。圖5所示的是本實用新型實施例2，與例1不同之處在于系統(tǒng)為冷、熱水管道 共用的二管制中央空調應用系統(tǒng)，溫度測量電路模塊僅需要對一只供水溫度傳感器、 一只回水溫度傳感器和一只受控空調區(qū)域空氣溫度傳感器進行測量，上面段落所描 敘的模塊說明中，電路功能說明相同，只是減少了2路溫度傳感器相關的電路。
權利要求1、一種中央空調系統(tǒng)，包括冷水源和/或熱水源和循環(huán)水泵、循環(huán)管道及溫控裝置，循環(huán)水泵將冷水和/或熱水通過循環(huán)管道泵經空調末端設備調溫，溫控裝置由安裝于受控空調區(qū)域的溫度傳感器和控制器、執(zhí)行機構組成，其特征是所述的流經空調末端設備的循環(huán)管道入口端裝有供水溫度傳感器、出口端裝有回水溫度傳感器，各溫度傳感器與溫控裝置控制器有信號線電連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的中央空調系統(tǒng)，其特征是所述的執(zhí)行機構為安裝 在管道上的流量調節(jié)閥和/或風機。
3、 根據(jù)權利要求2所述的中央空調系統(tǒng)，其特征是所述的溫控器包含有執(zhí) 行機構驅動電路模塊、溫度測量電路模塊、操作面板電路模塊執(zhí)行機構驅動電路模塊包含風機驅動電路模塊和電動閥驅動電路模塊，風機驅動電路模塊的Ql/Q2/Q3三極管分別驅動U5/U6/U7繼電器， D6/D7/D8 二極管對繼電器進行保護，用來抑制風機感性負載開關對于繼電 器和三極管的反向電壓抑制，三個繼電器控制功率電壓信號給風機，使風 機能夠三個檔速運行；當風機為變頻調節(jié)類型時，控制器程序控制輸出 0-10V電壓或者4-20mA電流信號，控制風機的轉速；電動閥驅動電路模塊 的R13-R16分別驅動光電耦合器U8-U11， U8-11再分別驅動可控硅 U12-U15，輸出功率電壓信號給電動閥執(zhí)行器，用以調節(jié)執(zhí)行器的開度， 每個可控硅都有一個阻容浪涌電壓抑制電路，保護可控硅不受外部電網電 壓的波動影響；溫度傳感器經過保護電路和阻容濾波電路連接到中央處理器U4， U4 內部含有一個10位分辨率的模擬量/數(shù)字量轉換器，可以把溫度信號轉換為數(shù)字信號，D12-D18為瞬態(tài)電壓抑制二極管，用來保護溫度測量電路不 受外部過壓損壞，R40、 R32、 C13等組成低通濾波電路，以抑制外部干擾 信號對于溫度傳感器的影響；電源電路模塊的外部電源通過Jl弓l入，Rl為壓敏電阻，用于過壓保 護，TR1變壓器進行電壓變換，使外部高壓電源轉換為低壓電源，Dl-D4 整流，Cl、 C2濾波，Ul為可調電壓源、輸出直流12V電壓信號給繼電器 作為驅動電源，U2為固定電壓源，輸出電壓信號作為所有數(shù)字電路的電源， 并經過濾波變換處理作為模擬電路的電源，J5用于連接導線到操作面板； 操作面板電路模塊的J5為電源和通訊接口，用于連接控制驅動部分。U3 為中央處理器，用于顯示驅動、按鍵掃描、發(fā)光管驅動，LCD為液晶顯示 板，R9、 Ql三極管驅動LED發(fā)光管，照亮液晶，U5用于遙控接收。
專利摘要一種可以同時控制空調溫度和供回水溫度差的節(jié)能中央空調系統(tǒng)，包括冷水源和/或熱水源和循環(huán)水泵、循環(huán)管道及溫控裝置，循環(huán)水泵將冷水和/或熱水通過循環(huán)管道泵經空調末端設備調溫，溫控裝置由安裝于受控空調區(qū)域的溫度傳感器和控制器、調溫執(zhí)行機構組成，在流經空調末端設備的循環(huán)管道入口和出口端分別裝有供、回水溫度傳感器，并與溫控裝置控制器有信號線電連接。本中央空調系統(tǒng)既有現(xiàn)行溫控裝置功能，又可控制流經空調末端設備進出水溫差，實現(xiàn)了空調水系統(tǒng)的水力動態(tài)平衡，以很小的代價解決了水力失調的難題，保證了水系統(tǒng)按需分配水量，配合空調循環(huán)水泵的自動變頻變流量控制，最終實現(xiàn)節(jié)約能耗的目的。
文檔編號F24F3/08GK201173535SQ20082004449
公開日2008年12月31日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權日2008年3月4日
發(fā)明者葉嘉明, 汪大權 申請人:葉嘉明;汪大權