一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，旨在提供一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)。該實用新型包括現(xiàn)場信息采集箱、輸配管網(wǎng)平衡控制箱、冷源高效匹配控制柜、冷凍水泵控制柜、冷卻水泵控制柜、冷卻塔風(fēng)機控制箱和中央空調(diào)能源管控平臺。本實用新型的有益效果有：可以時刻檢測中央空調(diào)冷凍站系統(tǒng)的運行信息，并將信息反饋至中央空調(diào)能源管控平臺，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織模糊算法和數(shù)據(jù)分析，控制冷源設(shè)備、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機及相應(yīng)的閥門，確保中央空調(diào)冷凍站在控制過程中，綜合電單耗最優(yōu)。
【專利說明】一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計表明，中央空調(diào)的能耗占公共建筑能耗40?60%左右，在高能耗建筑逐步實現(xiàn)節(jié)能改造的過程中，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造最具潛力。中央空調(diào)的高能耗原因主要來自3個方面:1)設(shè)計問題，包含設(shè)備的選型偏大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理；2)施工問題，由于在施工過程中對某些設(shè)備的誤安裝或隨意改動而無法保證設(shè)計意圖；3)運行管理問題，大型建筑一般裝有樓宇自控系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行啟停集中控制，卻缺乏對復(fù)雜多變的中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。
[0003]目前針對中央空調(diào)的節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，以單個主控制器(工控機)集中控制冷凍水泵控制子系統(tǒng)、冷卻水泵控制子系統(tǒng)和冷卻塔風(fēng)機控制子系統(tǒng)，然后各個子系統(tǒng)分別對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機進(jìn)行變頻或啟?？刂?。
[0004]在控制策略上，冷凍水泵控制子系統(tǒng)根據(jù)冷凍回水總管的溫度值與預(yù)設(shè)值相比計算冷凍水流量的調(diào)節(jié)量；冷卻水泵控制子系統(tǒng)根據(jù)冷卻水供回水總管的溫差值與預(yù)設(shè)值相比計算冷卻水流量的調(diào)節(jié)量；冷卻塔風(fēng)機控制子系統(tǒng)根據(jù)冷卻水進(jìn)塔溫度值與預(yù)設(shè)值相比計算冷卻塔風(fēng)機啟停數(shù)目。
[0005]然而這種控制系統(tǒng)從控制策略到控制系統(tǒng)的組成都無法滿足更大幅度的節(jié)能要求。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)。
[0007]為解決技術(shù)問題，本實用新型的解決方案是:
[0008]提供一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)場信息采集箱、輸配管網(wǎng)平衡控制箱、冷源高效匹配控制柜、冷凍水泵控制柜、冷卻水泵控制柜、冷卻塔風(fēng)機控制箱和中央空調(diào)能源管控平臺；所述現(xiàn)場信息采集箱、輸配管網(wǎng)平衡控制箱、冷源高效匹配控制柜、冷凍水泵控制柜、冷卻水泵控制柜和冷卻塔風(fēng)機控制箱分別通過信號線與中央空調(diào)能源管控平臺雙向連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞與信號控制；其中，所述現(xiàn)場信息采集箱包括溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊，且溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊上均設(shè)有通訊端口，所述溫度信息采集模塊、數(shù)據(jù)信息采集模塊用于采集冷源設(shè)備供回水管上的溫度、壓力、流量信息；所述輸配管網(wǎng)平衡控制箱安裝有智能管網(wǎng)模塊，且智能管網(wǎng)模塊上設(shè)有通訊端口 ；所述冷源高效匹配控制柜包括冷源設(shè)備控制器，且冷源設(shè)備控制器上設(shè)有通訊端口 ；所述冷凍水泵控制柜和冷卻水泵控制柜內(nèi)均設(shè)有水泵控制器，所述兩個水泵控制器上分別設(shè)有通訊端口 ；所述冷卻塔風(fēng)機控制箱內(nèi)設(shè)有冷卻塔風(fēng)機控制器，所述冷卻塔風(fēng)機控制器上設(shè)有通訊端口 ；所述各個通訊端口連接到中央空調(diào)能源管控平臺。
[0009]作為一種改進(jìn)，所述溫度信息采集模塊上設(shè)有鉬電阻輸入端，其中鉬電阻輸入端與安裝在冷源設(shè)備冷凍水、冷卻水供回水管路上水溫傳感器相連；所述數(shù)據(jù)信息采集模塊上設(shè)有模擬量輸入端，其中模擬量輸入端與安裝在冷源設(shè)備冷凍水、冷卻水供回水管路上的流量計、分水器和集水器之間的壓差傳感器相連。
[0010]作為一種改進(jìn)，所述智能管網(wǎng)模塊上設(shè)有的控制輸出端連接到安裝在集水器側(cè)的冷凍水回水管上的智能平衡閥，用于調(diào)節(jié)該智能平衡閥的開度。
[0011]作為一種改進(jìn)，所述冷源設(shè)備控制器上還設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端連接到冷源設(shè)備，用于接收冷源設(shè)備的啟停信息；所述控制輸出端連接到冷源設(shè)備及其冷凍水回水管路上的相應(yīng)聯(lián)動蝶閥，用于輸出冷源設(shè)備的啟?？刂菩盘柡拖鄳?yīng)聯(lián)動蝶閥的開度控制信號。
[0012]作為一種改進(jìn)，所述水泵控制器上還設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端連接到安裝在冷源設(shè)備的冷凍水供回管路上的冷凍水泵上的水泵變頻器，用于采集水泵變頻器的運行信息；所述控制輸出端用于輸出頻率控制信號或啟?？刂菩盘栔了米冾l器。
[0013]作為一種改進(jìn)，所述冷卻塔風(fēng)機控制器還設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端與安裝在冷源設(shè)備的冷卻水供回水管路上的多臺冷卻塔風(fēng)機相連，所述控制輸出端與冷卻塔風(fēng)機及其旁通管路上的電動調(diào)節(jié)閥、兩通電動調(diào)節(jié)閥相連，用于輸出風(fēng)機啟停信號控制指令、電動調(diào)節(jié)閥開度控制指令和兩通電動調(diào)節(jié)閥開?？刂浦噶睢?br> [0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型可以時刻檢測中央空調(diào)冷凍站系統(tǒng)的運行信息，并將信息反饋至中央空調(diào)能源管控平臺，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織模糊算法和數(shù)據(jù)分析，控制冷源設(shè)備、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機及相應(yīng)的閥門，確保中央空調(diào)冷凍站在控制過程中，綜合電單耗最優(yōu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)框圖；
[0017]圖2中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)控制通訊圖；
[0018]圖3中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)控制通訊圖；
[0019]附圖標(biāo)記:1、冷源設(shè)備；2、冷凍水栗；3、集水器；4、分水器；5、冷卻水栗；6、冷卻塔風(fēng)機；7、水溫傳感器；8、水溫傳感器；9、水溫傳感器；10、流量計；11、聯(lián)動蝶閥；12、壓差傳感器；13、水溫傳感器；14、流量計；15、水溫傳感器；16、電動調(diào)節(jié)閥；17、兩通電動調(diào)節(jié)閥；18、現(xiàn)場信息采集箱；19、輸配管網(wǎng)平衡控制箱；20、冷源高效匹配控制柜；21、冷凍水泵控制柜；22、冷卻水泵控制柜；23、冷卻塔風(fēng)機控制箱；24、中央空調(diào)能源管控平臺；25、水泵變頻器；26、智能平衡閥。
【具體實施方式】
[0020]以下的實施例可以使本專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員更全面的了解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。
[0021]如圖1所示，中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，它由現(xiàn)場信息采集箱18、輸配管網(wǎng)平衡控制箱19、冷源高效匹配控制柜20、冷凍水泵控制柜21、冷卻水泵控制柜22、冷卻塔風(fēng)機控制箱23、中央空調(diào)能源管控平臺24組成。
[0022]本實用新型監(jiān)測的冷凍水系統(tǒng)的控制通訊圖如圖2所示:
[0023]在冷源設(shè)備I冷凍水供水管上裝有水溫傳感器7，在冷凍水供水總管上裝有水溫傳感器8，在冷凍水回水總管上裝有水溫傳感器9、流量計10、分水器4和集水器3之間的壓差傳感器12 ;所述水溫傳感器(7、8、9)連接至現(xiàn)場信息采集箱18內(nèi)溫度信息采集模塊右上側(cè)的鉬電阻輸入端，所述流量計10、分水器4和集水器3之間的壓差傳感器12連接至現(xiàn)場信息采集箱18內(nèi)數(shù)據(jù)信息采集模塊右上側(cè)的模擬量輸入端。溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口，將采集的所有運行信息，通訊傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24。
[0024]其中所述溫度信息采集模塊具有4個PT100輸入通道，2個RS485通訊端口和I個傳感器電源輸出端口 ；所述數(shù)據(jù)信息采集模塊為4個模擬量輸入通道，2個RS485通訊端口和I個傳感器電源輸出端口。
[0025]冷源高效匹配控制柜20內(nèi)的冷源設(shè)備控制器連接冷源設(shè)備I的啟動控制柜和相應(yīng)的聯(lián)動蝶閥11。冷源設(shè)備控制器右上側(cè)輸入端接收冷源設(shè)備I的啟停信息，左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口將采集的啟停信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24，右下側(cè)是控制輸出端，根據(jù)控制指令，輸出冷源設(shè)備I的啟停控制信號和相應(yīng)聯(lián)動蝶閥11的開度控制信號。
[0026]冷凍水泵控制柜21內(nèi)的水泵控制器右上側(cè)輸入端連接到安裝在冷源設(shè)備I的冷凍水供回管路上的冷凍水泵2上的水泵變頻器25，采集水泵變頻器25的運行信息，水泵控制器左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口，將采集的信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24，右下側(cè)是控制輸出端，根據(jù)中央空調(diào)能源管控平臺24的控制指令，輸出頻率控制信號或啟?？刂菩盘栔了米冾l器25。
[0027]輸配管網(wǎng)平衡控制箱19內(nèi)的智能管網(wǎng)模塊左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口，將采集在集水器3側(cè)的冷凍水回水管上智能平衡閥26所檢測到的參數(shù)信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24。
[0028]右下側(cè)是控制輸出端，根據(jù)控制指令，智能管網(wǎng)模塊輸出輸配管網(wǎng)中的智能平衡閥26的開度控制信號，調(diào)節(jié)該智能平衡閥26的開度，來調(diào)整冷凍水輸配管網(wǎng)的運行狀態(tài)，以期獲得最低的能耗，確保輸配管網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡。
[0029]其中所述智能管網(wǎng)模塊均為8個RS485通訊端口。
[0030]本實用新型監(jiān)測的冷卻水系統(tǒng)的控制通訊圖如圖3所示:
[0031]在冷源設(shè)備I冷卻水供水總管上裝有水溫傳感器13、流量計14，在冷卻水回水總管上裝有水溫傳感器15，所述水溫傳感器13、15連接至現(xiàn)場信息采集箱18內(nèi)溫度信息采集模塊右上側(cè)的鉬電阻輸入端，所述流量計14連接至現(xiàn)場信息采集箱18內(nèi)數(shù)據(jù)信息采集模塊右上側(cè)的模擬量輸入端。溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口，將采集的所有運行信息，傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24。
[0032]冷卻水泵控制柜22內(nèi)的水泵控制器右上側(cè)輸入端連接到安裝在冷源設(shè)備I的冷卻水供回管路上的冷卻水泵5上的水泵變頻器25，采集水泵變頻器25的運行信息，水泵控制器左上側(cè)為通訊端口，并通過該通訊端口的通訊接口，將采集的信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24，右下側(cè)是控制輸出端，根據(jù)中央空調(diào)能源管控平臺24的控制指令，輸出頻率控制信號或啟?？刂菩盘栔了米冾l器25。
[0033]冷卻塔風(fēng)機控制箱23內(nèi)的冷卻塔風(fēng)機控制器右上側(cè)輸入端連接多臺冷卻塔風(fēng)機6，采集冷卻塔風(fēng)機6的運行信息，經(jīng)左上側(cè)通訊端口，并通過該通訊端口，將采集的信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24。右下側(cè)是控制輸出端，根據(jù)根據(jù)中央空調(diào)能源管控平臺24的控制指令，輸出風(fēng)機啟停信號控制指令至冷卻塔風(fēng)機6，冷卻塔電動調(diào)節(jié)閥16開度控制指令、旁通管上的兩通電動調(diào)節(jié)閥17開停控制指令。
[0034]當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時，現(xiàn)場信息采集箱18采集冷凍站內(nèi)冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的運行信息，冷源高效匹配控制柜20采集冷源設(shè)備I的運行信息，輸配管網(wǎng)平衡控制箱19采集智能平衡閥26的狀態(tài)信息，冷凍水泵控制柜21和冷卻水泵控制柜22采集水泵的運行信息，冷卻塔風(fēng)機控制箱23采集冷卻塔風(fēng)機6的運行信息。
[0035]經(jīng)通訊將信息傳遞至中央空調(diào)能源管控平臺24，中央空調(diào)能源管控平臺24基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織模糊控制算法，經(jīng)計算后，將冷源設(shè)備I啟停及其相應(yīng)聯(lián)動蝶閥11的控制指令下發(fā)給冷源高效匹配控制柜20 ;將集水器3側(cè)的冷凍水回水管上智能平衡閥26的開度控制信號下發(fā)給輸配管網(wǎng)平衡控制箱19 ;將水泵的頻率控制信號或啟?？刂菩盘栂掳l(fā)給冷凍水泵控制柜21和冷卻水泵控制柜22。將冷卻塔風(fēng)機6的啟?？刂菩盘柤捌湎鄳?yīng)閥門開度的控制信號下發(fā)給冷卻塔風(fēng)機控制箱23。冷源高效匹配控制柜20根據(jù)下發(fā)的控制指令，啟?？刂茖?yīng)的冷源設(shè)備I和調(diào)節(jié)相應(yīng)聯(lián)動蝶閥11的開度；輸配管網(wǎng)平衡控制箱19根據(jù)下發(fā)的控制指令，調(diào)節(jié)集水器3側(cè)的冷凍水回水管上智能平衡閥26的開度；冷凍水泵控制柜21和冷卻水泵控制柜22根據(jù)下發(fā)的控制指令，啟?？刂茖?yīng)的水泵或調(diào)節(jié)水泵頻率；冷卻塔風(fēng)機控制箱23根據(jù)下發(fā)的控制指令，啟?？刂茖?yīng)的冷卻塔風(fēng)機6和調(diào)節(jié)相應(yīng)閥門的開度。
[0036]該實用新型可根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)末端反饋的負(fù)荷需求，自適應(yīng)調(diào)節(jié)冷凍站內(nèi)所有設(shè)備的運行狀態(tài)，使當(dāng)前中央空調(diào)冷凍站系統(tǒng)的綜合電單耗為之最優(yōu)。
【權(quán)利要求】
1.一種中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)場信息采集箱、輸配管網(wǎng)平衡控制箱、冷源高效匹配控制柜、冷凍水泵控制柜、冷卻水泵控制柜、冷卻塔風(fēng)機控制箱和中央空調(diào)能源管控平臺；其特征在于，所述現(xiàn)場信息采集箱、輸配管網(wǎng)平衡控制箱、冷源高效匹配控制柜、冷凍水泵控制柜、冷卻水泵控制柜和冷卻塔風(fēng)機控制箱分別通過信號線與中央空調(diào)能源管控平臺雙向連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞與信號控制； 其中，所述現(xiàn)場信息采集箱安裝有溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊，且溫度信息采集模塊和數(shù)據(jù)信息采集模塊上均設(shè)有通訊端口，所述溫度信息采集模塊、數(shù)據(jù)信息采集模塊用于采集冷源設(shè)備供回水管上的溫度、壓力、流量信息；所述輸配管網(wǎng)平衡控制箱安裝有智能管網(wǎng)模塊，且智能管網(wǎng)模塊上設(shè)有通訊端口 ；所述冷源高效匹配控制柜安裝有冷源設(shè)備控制器，且冷源設(shè)備控制器上設(shè)有通訊端口 ；所述冷凍水泵控制柜和冷卻水泵控制柜內(nèi)均設(shè)有水泵控制器，所述兩個水泵控制器上分別設(shè)有通訊端口 ；所述冷卻塔風(fēng)機控制箱內(nèi)設(shè)有冷卻塔風(fēng)機控制器，所述冷卻塔風(fēng)機控制器上設(shè)有通訊端口 ；所述各個通訊端口連接到中央空調(diào)能源管控平臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度信息采集模塊上設(shè)有鉬電阻輸入端，其中鉬電阻輸入端與安裝在冷源設(shè)備冷凍水、冷卻水供回水管路上的水溫傳感器相連；所述數(shù)據(jù)信息采集模塊上設(shè)有模擬量輸入端，其中模擬量輸入端與安裝在冷源設(shè)備冷凍水、冷卻水供回水管路上的流量計、分水器和集水器之間的壓差傳感器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能管網(wǎng)模塊上設(shè)有的控制輸出端連接到安裝在集水器側(cè)的冷凍水回水管上的智能平衡閥，用于調(diào)節(jié)該智能平衡閥的開度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷源設(shè)備控制器上設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端連接到冷源設(shè)備，用于接收冷源設(shè)備的啟停信息；所述控制輸出端連接到冷源設(shè)備及其冷凍水回水管路上的聯(lián)動蝶閥，用于輸出冷源設(shè)備的啟?？刂菩盘柡拖鄳?yīng)聯(lián)動蝶閥的開度控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵控制器上設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端連接到安裝在冷源設(shè)備的冷凍水供回水管路上的冷凍水泵連接的水泵變頻器，用于采集水泵變頻器的運行信息；所述控制輸出端用于輸出頻率控制信號或啟?？刂菩盘栔了米冾l器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中央空調(diào)冷凍站綜合電單耗最優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔風(fēng)機控制器設(shè)有輸入端和控制輸出端，所述輸入端與安裝在冷源設(shè)備的冷卻水供回水管路上的多臺冷卻塔風(fēng)機相連，所述控制輸出端與冷卻塔風(fēng)機及其旁通管路上的電動調(diào)節(jié)閥、兩通電動調(diào)節(jié)閥相連，用于輸出風(fēng)機啟停信號控制指令、電動調(diào)節(jié)閥開度控制指令和兩通電動調(diào)節(jié)閥開?？刂浦噶?。
【文檔編號】F24F11/02GK203824002SQ201420173557
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】沈岑, 麻劍鋒, 郁輝球, 章威軍, 章程, 楊峰, 徐煜來 申請人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司