本實(shí)用新型涉及中央空調(diào)節(jié)能改造領(lǐng)域，尤其是一種中央空調(diào)自動(dòng)尋優(yōu)節(jié)能控制器。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，空調(diào)設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用，尤其是中央空調(diào)系統(tǒng)的使用，使建筑的能耗大幅上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在民用建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)一般占總能耗的50～60%，而空調(diào)系統(tǒng)中，機(jī)房設(shè)備能耗占整個(gè)系統(tǒng)能耗的70%左右，因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能重點(diǎn)在機(jī)房部分。

傳統(tǒng)中央空調(diào)機(jī)房節(jié)能改造時(shí)，把主要精力多放在設(shè)備本身的節(jié)能改造，比如冷凍水泵和冷卻水泵的變頻，雖然這些改造措施確實(shí)降低了設(shè)備本身的能耗，但由于在降低能耗的同時(shí)，也改變了設(shè)備的一些運(yùn)行參數(shù)，而這些參數(shù)的改變卻往往增加了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，也即是我們經(jīng)常碰到的“節(jié)能但不節(jié)錢”的怪相。原因是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，系統(tǒng)里包含了很多的設(shè)備，同時(shí)影響系統(tǒng)能耗的因素很多，單純對(duì)一個(gè)部分節(jié)能改造很難兼顧系統(tǒng)所有設(shè)備的能耗節(jié)省，因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能一定要以整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)節(jié)能對(duì)象，只有整個(gè)系統(tǒng)能耗降低了，才算達(dá)到節(jié)能的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種通過傳感器檢測(cè)參數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器和中央控制器處理后由PLC控制模塊控制空調(diào)制冷系統(tǒng)中各個(gè)器件的運(yùn)轉(zhuǎn)的中央空調(diào)自動(dòng)尋優(yōu)節(jié)能控制器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：中央空調(diào)自動(dòng)尋優(yōu)節(jié)能控制器，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由PLC控制模塊、中央控制器和數(shù)據(jù)處理器組成，該控制系統(tǒng)連接空調(diào)制冷系統(tǒng)，空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷卻塔、蒸發(fā)器和冷凝器組成，所述冷凝器的冷卻水出口通過管道連接冷卻塔的進(jìn)口，該管道上設(shè)有冷卻水進(jìn)口溫度傳感器，冷卻塔的進(jìn)口設(shè)有冷卻塔水流平衡閥，冷卻塔上安裝冷卻塔風(fēng)機(jī)，冷卻塔的出口通過冷卻水泵連接冷凝器的冷卻水進(jìn)口，冷卻水泵與冷卻塔之間設(shè)有冷卻水出口溫度傳感器，冷卻水泵與冷凝器之間設(shè)有冷卻水流量傳感器；壓縮機(jī)的出口連接冷凝器的冷媒進(jìn)口，冷凝器的冷媒出口通過膨脹閥連接到蒸發(fā)器的冷媒進(jìn)口，蒸發(fā)器的冷媒出口通過管道連接壓縮機(jī)的進(jìn)口；蒸發(fā)器的冷凍水出口通過管道連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)進(jìn)口，該管道上設(shè)有冷凍水出口溫度傳感器，蒸發(fā)器的冷凍水進(jìn)口通過冷凍水泵連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)的出口，該冷凍水泵與蒸發(fā)器之間設(shè)有冷凍水進(jìn)口溫度傳感器和冷凍水流量傳感器；所述冷凍水流量傳感器、冷卻水流量傳感器、冷凍水出口溫度傳感器、冷凍水進(jìn)口溫度傳感器、冷卻水進(jìn)口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器和空調(diào)末端內(nèi)機(jī)均連接到數(shù)據(jù)處理器，安裝于室外的光照傳感器和室外溫度傳感器同樣連接數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器連接中央控制器，中央控制器與PLC控制模塊雙向連接，PLC控制模塊連接壓縮機(jī)、冷卻塔、冷卻塔水流平衡閥、冷凍水泵變頻器和冷卻水泵變頻器，其中冷凍水泵變頻器和冷卻水泵變頻器分別連接冷凍水泵和冷卻水泵。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述壓縮機(jī)設(shè)有多臺(tái)，冷凍水泵與壓縮機(jī)的數(shù)量對(duì)應(yīng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述冷卻塔設(shè)有數(shù)臺(tái)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案：所述蒸發(fā)器的冷凍水進(jìn)出口分別連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)盤管的出口和進(jìn)口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該中央空調(diào)自動(dòng)尋優(yōu)節(jié)能控制器通過傳感器檢測(cè)參數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器和中央控制器處理后由PLC控制模塊控制空調(diào)制冷系統(tǒng)中各個(gè)器件的運(yùn)轉(zhuǎn)，將節(jié)能的目標(biāo)聚焦于整個(gè)中央空調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)整體的節(jié)能；

本實(shí)用新型引入了中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)系統(tǒng)能效比值，稱為SCOP值。SCOP值是由系統(tǒng)的總制冷量與系統(tǒng)總的輸入功率的比值得出的，它是衡量一個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行是否節(jié)能的重要標(biāo)準(zhǔn)。SCOP值越大說明系統(tǒng)效率越高，運(yùn)行也就越節(jié)能；反之SCOP值越小，則說明系統(tǒng)效率越低，運(yùn)行也就不節(jié)能。SCOP值的引入將節(jié)能的目標(biāo)不在聚焦單個(gè)設(shè)備，而是整個(gè)中央空調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)，這樣就保證了系統(tǒng)整體的節(jié)能，真正意義上達(dá)到即節(jié)能又節(jié)錢的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的控制器原理圖；

圖2為本實(shí)用新型的節(jié)能控制程序過程圖。

圖中：1-壓縮機(jī)；2-冷凍水泵；3-冷卻水泵；4-冷卻塔；5-冷凍水流量傳感器；6-冷卻水流量傳感器；7-冷凍水出口溫度傳感器；8-冷凍水進(jìn)口溫度傳感器；9-冷卻塔水流平衡閥；10-冷卻水進(jìn)口溫度傳感器；11-冷卻水出口溫度傳感器；12-冷凍水泵變頻器；13-冷卻水泵變頻器；14-PLC控制模塊；15-中央控制器；16-數(shù)據(jù)處理器；17-室外溫度傳感器；18-光照傳感器；21-冷凝器；22-蒸發(fā)器；23-空調(diào)末端內(nèi)機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型實(shí)施例中，中央空調(diào)自動(dòng)尋優(yōu)節(jié)能控制器，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由PLC控制模塊14、中央控制器15和數(shù)據(jù)處理器16組成，該控制系統(tǒng)連接空調(diào)制冷系統(tǒng)，空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)1、冷卻塔4、蒸發(fā)器22和冷凝器21組成，所述冷凝器21的冷卻水出口通過管道連接冷卻塔4的進(jìn)口，該管道上設(shè)有冷卻水進(jìn)口溫度傳感器10，冷卻塔4的進(jìn)口設(shè)有冷卻塔水流平衡閥9，冷卻塔4上安裝冷卻塔風(fēng)機(jī)，冷卻塔4的出口通過冷卻水泵3連接冷凝器21的冷卻水進(jìn)口，冷卻水泵3與冷卻塔4之間設(shè)有冷卻水出口溫度傳感器11，冷卻水泵3與冷凝器21之間設(shè)有冷卻水流量傳感器6；

壓縮機(jī)1的出口連接冷凝器21的冷媒進(jìn)口，冷凝器21的冷媒出口通過膨脹閥連接到蒸發(fā)器22的冷媒進(jìn)口，蒸發(fā)器22的冷媒出口通過管道連接壓縮機(jī)1的進(jìn)口；

蒸發(fā)器22的冷凍水出口通過管道連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)23進(jìn)口，該管道上設(shè)有冷凍水出口溫度傳感器7，蒸發(fā)器22的冷凍水進(jìn)口通過冷凍水泵2連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)23的出口，該冷凍水泵2與蒸發(fā)器22之間設(shè)有冷凍水進(jìn)口溫度傳感器8和冷凍水流量傳感器5；

所述冷凍水流量傳感器5、冷卻水流量傳感器6、冷凍水出口溫度傳感器7、冷凍水進(jìn)口溫度傳感器8、冷卻水進(jìn)口溫度傳感器10、冷卻水出口溫度傳感器11和空調(diào)末端內(nèi)機(jī)23均連接到數(shù)據(jù)處理器16，安裝于室外的光照傳感器18和室外溫度傳感器17同樣連接數(shù)據(jù)處理器16，數(shù)據(jù)處理器16連接中央控制器15，中央控制器15與PLC控制模塊14雙向連接，PLC控制模塊14連接壓縮機(jī)1、冷卻塔4、冷卻塔水流平衡閥9、冷凍水泵變頻器12和冷卻水泵變頻器13，其中冷凍水泵變頻器12和冷卻水泵變頻器13分別連接冷凍水泵2和冷卻水泵3。

進(jìn)一步，所述蒸發(fā)器22的冷凍水進(jìn)出口分別連接空調(diào)末端內(nèi)機(jī)23的風(fēng)機(jī)盤管的出口和進(jìn)口。

本實(shí)用新型的工作原理及其使用方法：一、壓縮機(jī)1的控制：

通過冷凍水出口溫度傳感器7和冷凍水進(jìn)口溫度傳感器8傳輸?shù)臏囟戎?，?duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行啟?？刂啤?/p>

當(dāng)冷凍水的出水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，并且室內(nèi)環(huán)境溫度滿足溫度需求時(shí)，壓縮機(jī)1就開始進(jìn)入卸載停機(jī)程序；當(dāng)冷凍水的回水溫度上升到設(shè)定值時(shí)，并且室內(nèi)溫度不滿足需求時(shí)，壓縮機(jī)1回復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)存在多臺(tái)壓縮機(jī)1時(shí)，壓縮機(jī)1投入運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，依靠時(shí)間來控制。系統(tǒng)壓縮機(jī)1運(yùn)行是按照順序依次開啟，當(dāng)系統(tǒng)給出開啟的命令，首先系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)各個(gè)主機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，從運(yùn)行時(shí)間最少的壓縮機(jī)1開始啟動(dòng)。在多臺(tái)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)1自動(dòng)尋找最佳效率開機(jī)。

二、冷凍水泵2的控制：

冷凍水泵2的開啟與壓縮機(jī)1是一一對(duì)應(yīng)的，壓縮機(jī)1開啟前，對(duì)應(yīng)的冷凍水泵2首先開啟。壓縮機(jī)1開啟幾臺(tái)，冷凍水泵2也相應(yīng)開啟幾臺(tái)。

冷凍水泵2的停止由壓縮機(jī)1的狀態(tài)決定，當(dāng)壓縮機(jī)1處于“啟動(dòng)”和“待機(jī)”狀態(tài)，則冷凍水泵2一直運(yùn)行，不停止。只有當(dāng)壓縮機(jī)1處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的冷凍水泵2才停止運(yùn)行。

冷凍水泵2的轉(zhuǎn)速根據(jù)冷凍水出口溫度傳感器7和冷凍水進(jìn)口溫度傳感器8來調(diào)節(jié)，冷凍水泵2的轉(zhuǎn)速?gòu)?～%調(diào)節(jié)。通過調(diào)整冷凍水泵2轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到冷凍水出水溫度的最佳效果，并降低能耗。

三、冷卻水泵3控制：

冷卻水泵3的控制與壓縮機(jī)1的啟停對(duì)應(yīng)，當(dāng)壓縮機(jī)1開啟時(shí)，相應(yīng)的冷卻水泵3開啟，當(dāng)壓縮機(jī)1停機(jī)時(shí)，對(duì)應(yīng)的冷卻水泵3隨之停止。

冷卻水泵3的轉(zhuǎn)速由冷卻水的進(jìn)出水溫度來調(diào)節(jié)，根據(jù)使用情況設(shè)定進(jìn)出水溫差，水泵的轉(zhuǎn)速?gòu)?0%～100%調(diào)節(jié)。冷卻水泵3通過管路的進(jìn)回水溫差調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，已達(dá)到冷卻水出水溫度的最佳效果。這樣將大大降低冷卻水泵3的能耗。

四、冷卻塔4的控制：

冷卻塔4啟動(dòng)和停止與冷卻水泵3聯(lián)動(dòng)，當(dāng)冷卻水泵3開啟時(shí)，冷卻塔4開始啟動(dòng)，冷卻水泵3停止時(shí)，冷卻塔4也相應(yīng)停止。

冷卻塔4的調(diào)節(jié)控制由冷卻水進(jìn)口溫度來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)冷卻水出口溫度達(dá)到一定設(shè)定值時(shí)，冷卻塔4開啟，之后冷卻水出口溫度升高，相應(yīng)的增加冷卻塔4運(yùn)行風(fēng)機(jī)；室外溫度降低時(shí)，冷卻水出口溫度降低，相應(yīng)的減少冷卻塔4運(yùn)行風(fēng)機(jī)，直到冷卻水出口溫度低于設(shè)定值時(shí)，冷卻塔4全部停止運(yùn)行。另外，當(dāng)冷卻水出口溫度高于設(shè)定溫度值時(shí)，所有冷卻塔4全部開啟。

冷卻塔4節(jié)能控制的另外一個(gè)主要任務(wù)就是保持冷卻水流平衡，只有冷卻水流平衡了，才可以發(fā)揮出冷卻塔4最大的效力?？刂评鋮s水流平衡主要由水流平衡閥來完成。水流平衡閥會(huì)根據(jù)設(shè)定壓力差值以及冷卻塔4的開啟狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，從而即保證水流量的平衡又能優(yōu)先使水流通過風(fēng)機(jī)開啟的冷卻塔4。

五、具體節(jié)能控制程序過程如下：如圖2所示，通過中心管控系統(tǒng)對(duì)冷凍水泵2、冷卻水泵3、冷卻塔4等設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制，來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)值，使得所有運(yùn)行參數(shù)與壓縮機(jī)1云心相匹配，達(dá)到最佳的節(jié)能運(yùn)行效果。同時(shí)節(jié)能管控系統(tǒng)通過中央控制器15采用自動(dòng)尋優(yōu)技術(shù)，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄設(shè)備最節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行參數(shù)，并通過PLC控制模塊14對(duì)系統(tǒng)所有設(shè)備進(jìn)行控制調(diào)整，保證系統(tǒng)一直處于scop值最大化，從而保持節(jié)能運(yùn)行。

數(shù)據(jù)處理器16將所有運(yùn)行信息上傳至中央控制器15，通過大量建筑運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，在線識(shí)別運(yùn)行故障和低效環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程可視化。其次通過數(shù)據(jù)分析找到系統(tǒng)scop值最大時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，并自動(dòng)記錄跟蹤。只要系統(tǒng)scop值低于記錄最大值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，時(shí)刻保持系統(tǒng)最節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。并在線判別，提示修復(fù)故障，最終使得節(jié)能率可保障數(shù)年不衰減。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。