中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，包括中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備及其管路，檢測設備，執(zhí)行設備，數(shù)據(jù)采集與控制設備，工控機。檢測設備用于檢測中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境；執(zhí)行設備，用于執(zhí)行控制指令使中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備按指令運行；數(shù)據(jù)采集與控制設備用于采集中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)；工控機，用于對采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進行處理，并將數(shù)據(jù)處理結果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集與控制設備。本實用新型的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，能夠全面采集中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備運行及環(huán)境的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對中央空調(diào)風系統(tǒng)的全局節(jié)能控制，可以有效地檢測節(jié)能控制效果，實現(xiàn)預測模型的在線更新，在準確地反映各設備當前性能的基礎上實現(xiàn)對中央空調(diào)風系統(tǒng)的整體節(jié)能優(yōu)化。
【專利說明】中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及節(jié)能控制，特別是中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置。

【背景技術】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，建筑能耗在整個社會總能耗中所占的比例越來越高，達到 了 30%左右，而在整個建筑能耗中，中央空調(diào)能耗占到了約40%?50%，因此充分挖掘中央空 調(diào)系統(tǒng)節(jié)能空間，不僅可以帶來巨大的節(jié)能收益，同時也有利于實現(xiàn)當前日益艱巨的節(jié)能 減排目標。
[0003] 目前中央空調(diào)系統(tǒng)的設計多根據(jù)設計日負荷來進行選型計算，而設計日負荷基本 接近全年最大負荷，根據(jù)這一設計工況所選擇的中央空調(diào)設備在全年運行中往往大部分時 間處于部分負荷工況，不僅設備可能在低負荷工況出現(xiàn)不利的運行工況，而且整個中央空 調(diào)系統(tǒng)的自身能耗也會增加。
[0004] 常規(guī)的中央空調(diào)自控系統(tǒng)主要針對不同的設備，如冷水機組、水泵、冷卻塔及空調(diào) 箱，分別進行控制，一方面由于控制手段單一，不僅無法保證單一設備組的整體能效，另一 方面，這種傳統(tǒng)的控制方式無法反映系統(tǒng)里不同設備之間的相互影響，有可能導致某一設 備節(jié)能的同時，整個空調(diào)系統(tǒng)的能耗出現(xiàn)大幅增加。
[0005] 此外，現(xiàn)有的基于預測模型的中央空調(diào)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)，存在預測模型復雜、 缺乏通用性、更新方式粗糙、缺乏統(tǒng)一的控制系統(tǒng)等問題，都屬于局部的節(jié)能控制，且大多 數(shù)的預測模型沒有辦法完全考慮系統(tǒng)延遲、設備性能在長期使用后出現(xiàn)衰減或性能偏移的 問題。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的，是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能 控制裝置，能夠最大限度在符合中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的現(xiàn)有性能的基礎上，調(diào)整中央空 調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行狀態(tài)，從而使中央空調(diào)風系統(tǒng)始終處于最節(jié)能和最可靠的運行狀況 中。
[0007] 為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下的技術方案實現(xiàn)：
[0008] 中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝直，其特征在于：包括
[0009] 中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備及其管路；
[0010] 檢測設備；
[0011] 執(zhí)行設備；
[0012] 數(shù)據(jù)采集與控制設備；
[0013] 工控機；
[0014] 檢測設備安裝在中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的相應位置，用于檢測中央空調(diào)風系統(tǒng)各 設備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，并將運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)傳送給與其通訊連接的數(shù)據(jù)采集與 控制設備；執(zhí)行設備，與中央空調(diào)風系統(tǒng)相應設備電連接，用于執(zhí)行來自數(shù)據(jù)采集與控制設 備的控制指令使中央空調(diào)相應設備按指令運行；數(shù)據(jù)采集與控制設備，與檢測設備通訊連 接，用于采集檢測設備檢測到的中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，與工控機 通訊連接，將采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機，并接收工控機發(fā)送的數(shù)據(jù)處理 結果，轉為執(zhí)行設備可以執(zhí)行的指令，同時與執(zhí)行設備通訊連接，將指令傳送給執(zhí)行設備； 工控機，與數(shù)據(jù)采集與控制設備通訊連接，用于按照預測模型對采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境 數(shù)據(jù)進行處理，并將數(shù)據(jù)處理結果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集與控制設備。
[0015] 優(yōu)選地是，所述的檢測設備包括水溫傳感器、水流量傳感器、溫濕度傳感器和風量 傳感器。
[0016] 優(yōu)選地是，其特征在于，所述的水溫傳感器和水流量傳感器安裝在冷凍水的供水 總管上，用于檢測冷凍水的溫度和流量；所述的溫濕度傳感器分別安裝在空調(diào)末端的送風 管路、排風管路以及室內(nèi)環(huán)境中，用于檢測所在位置空氣的溫度和相對濕度，風量傳感器安 裝在送風管路內(nèi)，用于檢測中央空調(diào)風系統(tǒng)的送風量。
[0017] 優(yōu)選地是，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集與控制裝置包括可編程控制器與串口服 務器。
[0018] 優(yōu)選地是，其特征在于，所述的可編程控制器采集檢測設備檢測到的中央空調(diào)風 系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，串口服務器采集智能電表的運行數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選地是，其特征在于，所述的執(zhí)行設備包括若干變頻器。
[0020] 優(yōu)選地是，其特征在于，所述的若干變頻器分別與各空調(diào)末端風機電連接，用于調(diào) 節(jié)各空調(diào)末端風機的轉速。
[0021] 本實用新型中的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，能夠全面采集中央空調(diào)風系統(tǒng)各 設備及運行環(huán)境的運行數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對中央空調(diào)風系統(tǒng)的全局節(jié)能控制，可以有效地檢 測節(jié)能控制效果，實現(xiàn)預測模型的在線更新，準確地反映各設備當前性能的基礎上實現(xiàn)對 中央空調(diào)風系統(tǒng)的整體節(jié)能優(yōu)化，避免出現(xiàn)單一設備能耗降低，中央空調(diào)風系統(tǒng)能耗上升 的情形，真正實現(xiàn)風系統(tǒng)整體優(yōu)化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置的結構示意圖
[0023] 圖2為本實用新型的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置的工作原理圖

【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對實用新型進行詳細描述：
[0025] 如圖1、圖2所示，中央空調(diào)風系統(tǒng)包括空調(diào)末端風機95、表冷器96、電動風閥19 及送風管路98和排風管路97。智能電表5與空調(diào)末端風機95電連接，可實時顯示上述設 備的功率。
[0026] 在中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程中，中央空調(diào)水系統(tǒng)的冷水機組91制備低溫的冷凍水， 低溫的冷凍水經(jīng)由水循環(huán)連接管路被不斷地輸送至風系統(tǒng)的表冷器96,與送風進行熱交 換?？照{(diào)末端風機95根據(jù)室內(nèi)溫度和濕度的實際需要，控制送風量，即冷量。冷凍水升溫 后產(chǎn)生的熱量經(jīng)由水系統(tǒng)與室外大氣進行熱交換，最終散發(fā)到大氣環(huán)境中。
[0027] 圖1中所示的L1為送風走向：室外新風進入送風管路，與排風管路內(nèi)的一部份回 風混合，形成混風，混風經(jīng)表冷器，與冷凍水進行熱交換，發(fā)生溫濕度的改變，由空調(diào)末端風 機以一定風量送入室內(nèi)房間，形成送風；L2為回風走向：室內(nèi)房間的空氣進入排風管路，一 部份經(jīng)由排風管路與送風管路之間的連接管路與送風管路內(nèi)的新風混合，其余部份從排風 管出口處排到室外大氣。
[0028] 如圖1、圖2所示，本實用新型中的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置包括：檢測裝置、 數(shù)據(jù)采集與控制裝置以及工控機1和執(zhí)行裝置。
[0029] 檢測裝置包括水溫傳感器10,流量傳感器11和溫濕度傳感器13,風量傳感器20。 其中水溫傳感器10安裝在冷凍水供水總管916外壁上，用于檢測冷凍水供水溫度I； hws ;流 量傳感器11安裝在冷凍水供水總管上，用于檢測冷凍水流量《￡&,..;溫濕度傳感器13包括 送風溫濕度傳感器131、回風溫濕度傳感器132,混風溫濕度傳感器133,和室內(nèi)溫濕度傳感 134,送風溫濕度傳感器131安裝在送風管98內(nèi)靠近空調(diào)末端風機95出口的管路內(nèi)，用于 檢測送風的干濕球溫度和相對濕度，通過計算可獲得送風焓值hs，回風溫濕度傳感器132 安裝在排風管97的中部，用于檢測回風的干濕球溫度和相對濕度，通過計算可獲得回風焓 值；混風溫濕度傳感器133安裝在送風管97靠近表冷器96的部位，用于檢測混風，也即表 冷器進風的干濕球溫度和相對濕度，通過計算可獲得表冷器進風焓值，室內(nèi)溫濕度傳感器 134安裝在空調(diào)房間的相應位置，用于檢測室內(nèi)干濕球溫度和相對濕度；風量傳感器20安 裝送風管98的管路中，用于檢測送風量，所有的傳感器均與可編程控制器2通訊連接， 可編程控制器2采集所有的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C1。
[0030] 數(shù)據(jù)采集與控制裝置包括可編程控制器2和串口服務器3，可編程控制器2與檢測 裝置中的所有的傳感器通訊連接，用于采集各傳感器檢測到的所有數(shù)據(jù)。串口服務器3通 過Modbus協(xié)議與智能電表5通訊連接，用于采集中央空調(diào)風系末端風機的瞬時功率?？删?程控制器2、串口服務器5分別與工控機相連接，可將采集到中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行 數(shù)據(jù)發(fā)送到工控機1，由工控機1對數(shù)據(jù)進行處理；可編程控制器2接受工控機1發(fā)送的數(shù) 據(jù)運算結果，即最佳運行工況，編制程序分別控制與其通訊相連的執(zhí)行裝置和電動風閥19， 執(zhí)行該最佳運行工況。
[0031] 工控機1分別與可編程控制器2、串口服務器3通訊連接，接收可編程控制器2及 串口服務器3采集到的運行數(shù)據(jù)，對運行數(shù)據(jù)進行篩選、組合、運算處理。在中央空調(diào)風系 統(tǒng)實際運行過程中，按照預先設定的風系統(tǒng)各設備預測模型和中央空調(diào)風系統(tǒng)運行環(huán)境預 測模型的結構，按照軟件對運行數(shù)據(jù)進行處理、運算，獲得最佳運行工況，并將最佳運行工 況發(fā)送到可編程控制器2及串口服務器3,由可編程控制器2、串口服務器3控制執(zhí)行裝置 執(zhí)行該最佳運行工況。
[0032] 執(zhí)行裝置包括空調(diào)末端風機變頻器18。
[0033] 空調(diào)末端風機變頻器18通過M〇dbus485協(xié)議與可編程控制器2通訊連接，同時與 空調(diào)末端風機95電連接，用于接受可編程控制器2的指令控制空調(diào)末端風機95的轉速，滿 足中央空調(diào)風系統(tǒng)的最佳運行工況。
[0034] 中央空調(diào)風系統(tǒng)的新風閥191，回風閥192、排風閥193分別與可編程控制器2通 訊相連，其中新風閥191安裝在中央空調(diào)風系統(tǒng)新風的進口處、排風閥193安裝在排風管路 97的出口處上，回風閥192安裝在排風管路97與送風管路98的通路上，用于控制空調(diào)末端 的混風焓值，使其滿足中央空調(diào)風系統(tǒng)的最佳運行工況。
【權利要求】
1. 中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于：包括 中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備及其管路； 檢測設備； 執(zhí)行設備； 數(shù)據(jù)采集與控制設備； 工控機； 檢測設備安裝在中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的相應位置，用于檢測中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備 的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，并將運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)傳送給與其通訊連接的數(shù)據(jù)采集與控制 設備；執(zhí)行設備，與中央空調(diào)風系統(tǒng)相應設備電連接，用于執(zhí)行來自數(shù)據(jù)采集與控制設備的 控制指令使中央空調(diào)相應設備按指令運行；數(shù)據(jù)采集與控制設備，與檢測設備通訊連接，用 于采集檢測設備檢測到的中央空調(diào)風系統(tǒng)各設備的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，與工控機通訊連 接，將采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機，并接收工控機發(fā)送的數(shù)據(jù)處理結果，轉 為執(zhí)行設備可以執(zhí)行的指令，同時與執(zhí)行設備通訊連接，將指令傳送給執(zhí)行設備；工控機， 與數(shù)據(jù)采集與控制設備通訊連接，用于按照預測模型對采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進行 處理，并將數(shù)據(jù)處理結果發(fā)送給數(shù)據(jù)采集與控制設備。
2. 根據(jù)權利要求1所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的中央空 調(diào)風系統(tǒng)各設備包括，表冷器、空調(diào)末端風機及電動風閥，以及與空調(diào)末端風機連接的智能 電表。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的檢測 設備包括水溫傳感器、水流量傳感器、溫濕度傳感器和風量傳感器。
4. 根據(jù)權利要求3所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的水溫傳 感器和水流量傳感器安裝在冷凍水的供水總管上，用于檢測冷凍水的溫度和流量；所述的 溫濕度傳感器分別安裝在空調(diào)末端的送風管路、排風管路以及室內(nèi)環(huán)境中，用于檢測所在 位置空氣的溫度和相對濕度，風量傳感器安裝在送風管路內(nèi)，用于檢測中央空調(diào)風系統(tǒng)的 送風量。
5. 根據(jù)權利要求1所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采 集與控制裝置包括可編程控制器與串口服務器。
6. 根據(jù)權利要求5所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的可編程 控制器采集檢測設備檢測到的中央空調(diào)風系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，串口服務器采集智 能電表的運行數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權利要求1所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的執(zhí)行設 備包括若干變頻器。
8. 根據(jù)權利要求7所述的中央空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的若干變 頻器分別與各空調(diào)末端風機電連接，用于調(diào)節(jié)各空調(diào)末端風機的轉速。
【文檔編號】F24F11/02GK203837199SQ201320639856
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2013年10月16日
【發(fā)明者】黃治鐘, 張日耀 申請人:嘉日國際集團控股有限公司