專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空調(diào)節(jié)能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是適用于醫(yī)院、商場、學(xué)校等大型場所的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)有關(guān)。
背景技術(shù)：
中央空調(diào)是現(xiàn)在生活中不可缺少的設(shè)施，特別是一些大型公共場所，如醫(yī)院、商場、學(xué)校、車站等等，中央空調(diào)與室內(nèi)普通空調(diào)相比，主要的優(yōu)勢就是可以室內(nèi)溫度保持在所要求的范圍內(nèi)，又能使室內(nèi)空氣新鮮，有利于身體健康。但由于中央空調(diào)功率大，耗電量大，支付電費成為用戶的一項巨大開支。比如醫(yī)院，絕大多數(shù)的地方都不能離開空調(diào)，手術(shù)室、病房、就診室等，基本上都是常年保持適當?shù)臏囟?，?jù)預(yù)算，中央空調(diào)能耗占整個建筑能耗的60%左右，能量消耗十分巨大。由于在室內(nèi)人員流動、溫度起伏等各種因素，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷量具有明顯的負荷需求動態(tài)變化，且在設(shè)計時水泵的揚程(功率)都有相當大的裕量。所以對整個中央空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能改造是很有必要且節(jié)能效果顯著的有效措施。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)技術(shù)在現(xiàn)代生活中接觸越來越多，它主要通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，以其信息傳遞的便利性越來越受人們青睞。所以本發(fā)明人就是在這個行業(yè)技術(shù)環(huán)境下，研制出一套中央空調(diào)集控系統(tǒng)循環(huán)水泵變頻節(jié)能裝置，本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，根據(jù)實際空調(diào)使用負荷情況來改變中央空調(diào)中的循環(huán)水泵運行狀態(tài)，實現(xiàn)最優(yōu)化節(jié)能控制。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的是技術(shù)方案是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，包括主機、若干末端，主機和末端之間連接有供水管和回水管；在回水管上裝有帶變頻器的冷凍泵驅(qū)動冷媒水的循環(huán)流動，在末端連接末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器，變頻器上連接變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器，各個網(wǎng)絡(luò)智能控制器之間采用無線通信方式進行數(shù)據(jù)交換。所述的末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器包括主控板一、和與主控板一相連的電源模塊一、繼電器驅(qū)動模塊一、通信網(wǎng)絡(luò)接口一；所述的末端連接到主控板一上，主控板一采集末端工作狀態(tài)，通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一發(fā)送信號至變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器上，同時主控板一通過通信網(wǎng)絡(luò)接口 一接收信號，通過繼電器驅(qū)動模塊一控制末端的工作狀態(tài)。所述的變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器同樣包括主控板二、和與主控板二相連的電源模塊二、繼電器驅(qū)動模塊二、通信網(wǎng)絡(luò)接口二；所述的主控板二通過通信網(wǎng)絡(luò)接口二接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)通過繼電器驅(qū)動模塊二控制變頻器的工作狀態(tài)。[0012]所述的主控板一和主控板二為ARM Cortex-M3芯片。采用上述方案后，本實用新型通過采集末端空調(diào)使用的情況，然后由末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器把信號傳送給變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器，由變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器采集末端的工作狀態(tài)信息，來動態(tài)控制變頻器的工作，由變頻器控制冷凍泵的功率，使得冷凍泵在實際使用環(huán)境下，以最優(yōu)化的狀態(tài)工作，大大降低中央空調(diào)的使用能耗。

圖1是本實用新型較佳實施例中央空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型較佳實施例末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器功能模塊示意圖；圖3是本實用新型較佳實施例變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器功能模塊示意圖；圖4是本實用新型較佳實施例組網(wǎng)狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。中央空調(diào)系統(tǒng)中本身的循環(huán)系統(tǒng)主要包括主機1、若干末端2、供水管3、回水管4、冷凍泵5。主機I是中央空調(diào)的冷熱交換器，是能源的核心部件。末端2是在室內(nèi)房間釋放冷氣或熱氣的末端裝置，該裝置在現(xiàn)有市面上存在多種結(jié)構(gòu)，比如風機盤管結(jié)構(gòu)、室內(nèi)機結(jié)構(gòu)等。主機I和末端2之間采用供水管3和回水管4連接。在回水管6上安裝有冷凍泵5，冷凍泵5驅(qū)動管道內(nèi)部的冷媒水進行循環(huán)。由于中央空調(diào)的運行，離不開冷凍泵5，所以冷凍泵5的能耗十分大，本實用新型的關(guān)鍵就是對冷凍泵5進行優(yōu)化控制。在冷凍泵5上連接有變頻器6，通過變頻器6控制冷凍泵5上的功率。因此，本實用新型通過采集每個末端2的使用狀態(tài)，控制變頻器6，從而達到冷凍泵5的有效節(jié)能。這里的控制方式采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中各個末端2發(fā)送信息至變頻器6中，實現(xiàn)物物相連的方式進行組網(wǎng)控制。具體而言，每個末端2配有一個末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7，末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7，而在變頻器6上連接變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器8。末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7如圖2所示，包括主控板一 71、和與主控板一 71相連的電源模塊一 72、繼電器驅(qū)動模塊一 73、通信網(wǎng)絡(luò)接口一 74。末端2連接到主控板一 71上，主控板一 71采集末端2工作狀態(tài)，通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一 74發(fā)送信號至變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器8上，同時主控板一 71通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一 74接收信號，通過繼電器驅(qū)動模塊一 73控制末端2的工作狀態(tài)。結(jié)合圖3，變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器8包括主控板二 81、和與主控板二 81相連的電源模塊二 82、繼電器驅(qū)動模塊二 83、通信網(wǎng)絡(luò)接口二 84。主控板二 82通過通信網(wǎng)絡(luò)接口二83接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)通過繼電器驅(qū)動模塊二 83控制變頻器6的工作狀態(tài)。本實施例中末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7和變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器8之間采用RS485總線通信方式。本實施例中主控板一 71和主控板二 81都是采用ARM Cortex_M3芯片，其內(nèi)核STM32專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計，按性能分成兩個不同的系列STM32F103“增強型”系列和STM32F10r‘基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類廣品中性能最聞的廣品，它在不提聞聞功耗和成本的基礎(chǔ)上，而且提供更聞的性能和更高的功能。本實施例中采用STM32F103 “增強型”系列STM32F103VET6，是32位基于ARM核心的帶閃存、USB、CAN的微處理器，它擁有一流的外設(shè)(I μ s的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻轉(zhuǎn)速度)、低功耗(在72MHz，所有外設(shè)處于工作狀態(tài)時消耗36mA，待機時下降到2μ A )、最大的集成度(復(fù)位電路、低電壓檢測、調(diào)壓器、精確的RC振蕩器等)及簡單的結(jié)構(gòu)和易用的工具等特點。本實用新型工作時，結(jié)合圖4，不同區(qū)域中工作的末端2與各自的末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7連接，將末端2工作狀態(tài)信號輸入至主控板一 71上，通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一 74發(fā)射信號至變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器8中。主控板二 82通過通信網(wǎng)絡(luò)接口二 83接收數(shù)據(jù)，對各個末端2的工作狀態(tài)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計之后，做出計算，由主控板二 81通過繼電器驅(qū)動模塊二 83控制變頻器6的工作狀態(tài)，實現(xiàn)冷凍泵5的低耗工作，實現(xiàn)節(jié)能。同時末端2之間也可以通過末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器7發(fā)送信號，控制不同區(qū)域中的末端2工作狀態(tài)，進一步省電。上述實施例僅用于解釋說明本實用新型的發(fā)明構(gòu)思，而非對本實用新型權(quán)利保護的限定，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于包括主機、若干末端，主機和末端之間連接有供水管和回水管；在回水管上裝有帶變頻器的冷凍泵驅(qū)動冷媒水的循環(huán)流動，在末端連接末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器，變頻器上連接變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器，各個網(wǎng)絡(luò)智能控制器之間采用無線通信方式進行數(shù)據(jù)交換。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器包括主控板一、和與主控板一相連的電源模塊一、繼電器驅(qū)動模塊一、通信網(wǎng)絡(luò)接口一；所述的末端連接到主控板一上，主控板一采集末端工作狀態(tài)，通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一發(fā)送信號至變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器上，同時主控板一通過通信網(wǎng)絡(luò)接口一接收信號，通過繼電器驅(qū)動模塊一控制末端的工作狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器同樣包括主控板二、和與主控板二相連的電源模塊二、繼電器驅(qū)動模塊二、通信網(wǎng)絡(luò)接口二；所述的主控板二通過通信網(wǎng)絡(luò)接口二接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)通過繼電器驅(qū)動模塊二控制變頻器的工作狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述的主控板一和主控板二為ARM Cortex-M3芯片。
專利摘要本實用新型主要公開一種基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)，包括主機、若干末端，主機和末端之間連接有供水管和回水管；在回水管上裝有帶變頻器的冷凍泵驅(qū)動冷媒水的循環(huán)流動，在末端連接末端網(wǎng)絡(luò)智能控制器，變頻器上連接變頻網(wǎng)絡(luò)智能控制器，各個網(wǎng)絡(luò)智能控制器之間采用無線通信方式進行數(shù)據(jù)交換。本實用新型根據(jù)實際空調(diào)使用負荷情況來改變中央空調(diào)中的循環(huán)水泵運行狀態(tài)，實現(xiàn)最優(yōu)化節(jié)能控制。
文檔編號F24F11/02GK202853057SQ201220480938
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者張建平, 任淼鋒, 彭勛 申請人:浙江為民能源科技有限公司