CN103868192B - 一种适用于中央空调系统水泵的节能控制柜 - Google Patents
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Abstract
一种适用于中央空调系统水泵的节能控制柜，涉及中央空调系统控制领域。本发明由柜体和柜门组成。其结构特点是，所述柜体内布置三相断路器、电流互感器、变频器、工频运行切换接触器、变频运行接触器、电机过载保护器、两个小型断路器、中间继电器、直流开关电源和智能数据处理单元。所述柜门上布置三相主断路器操作手柄、手动/自动选择转换开关、紧急停止按钮、频率手动调节旋钮、变频器操作面板、控制电源运行信号及故障指示灯、电压和电量计量表、工频/变频选择开关和启动/停止按钮。本发明可以实现用变频器对水泵的节能控制，节约了节能改造的投资成本，强弱电一体化的组合方式，简化了现场安装程序，降低了故障率。
Description
技术领域
本发明涉及中央空调系统控制领域，特别是适用于中央空调系统中水泵的控制。
背景技术
中央空调系统是现代建筑中不可缺少的组成部分，其能耗一向是建筑能耗的主要组成部分。随着冷机能效比的提高和建筑的高度的增加，作为能量输配设备的空调水泵的能耗占空调系统总能耗的比重越来越大，其节能控制也就变得越发重要。
目前，传统中央空调系统中水泵一般为定频控制，而由于空调系统一般都运行在部分负荷下，同时设计选型又往往留有余量，所以系统中各环节水泵大部分时间是与系统的实际需求不匹配的，造成较大的能源浪费。
现有技术中，已有的节能控制方法多数是通过简单的频率调节来降低水泵的运行能耗，但是由于没有综合考虑多个末端的相互影响和耦合问题，系统往往很难工作在较为理想和稳定的工况下。同时控制设备上，控制器、变频器及配套强电柜等往往都是有不同厂家提供和施工，相互之间接口复杂、需要协调工作的内容较多，大大影响了实际策略的实施，所以目前进行了变频控制的水泵也多数是运行在固定的频率下，达不到与系统负荷变化的匹配控制，即不能真正实现水泵的节能，也没有发挥变频器等节能控制器件的应有作用。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种适用于中央空调系统水泵的节能控制柜。它可以实现用变频器对水泵的节能控制，节约了节能改造的投资成本，强弱电一体化的组合方式，简化了现场安装程序，降低了故障率。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种适用于中央空调系统水泵的节能控制柜，它由柜体和柜门组成。其结构特点是，所述柜体内布置三相断路器、电流互感器、变频器、工频运行切换接触器、变频运行接触器、电机过载保护器、两个小型断路器、中间继电器、直流开关电源和智能数据处理单元。所述柜门上布置三相主断路器操作手柄、手动/自动选择转换开关、紧急停止按钮、频率手动调节旋钮、变频器操作面板、控制电源运行信号及故障指示灯、电压和电量计量表、工频/变频选择开关和启动/停止按钮。
在上述节能控制柜中，所述柜体的顶部设有排风扇和通风百叶窗一，柜门下部设有通风百叶窗二。
本发明由于采用了上述结构，采用强弱电一体化的组合方式，简化了现场安装程序，降低了故障率。通过本发明控制柜可以实现用变频器对水泵的节能控制，为用户实现泵组节能提供了更大的灵活性，还节约了节能改造投资成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明柜体内的元器件布局图；
图2为本发明柜门上的元器件布局图。
具体实施方式
参考图1和图2，本发明节能控制柜由柜体和柜门组成。柜体内布置三相断路器1、电流互感器2、变频器3、工频运行切换接触器4、变频运行接触器5、电机过载保护器6、两个小型断路器7、中间继电器8、直流开关电源10和智能数据处理单元11。柜门上布置三相主断路器操作手柄12、手动/自动选择转换开关13、紧急停止按钮14、频率手动调节旋钮16、变频器操作面板17、控制电源运行信号及故障指示灯18、电压和电量计量表19、工频/变频选择开关20和启动/停止按钮24。柜体1的顶部设有排风扇15和通风百叶窗一22，柜门下部设有通风百叶窗二23。
本发明工作运行时，分为以下几种模式：
（一）自动变频模式
手动/自动选择转换开关13置于自动位置。工频/变频选择开关20置于变频位置。两个单相小型断路器7合闸，控制回路电源接通，直流开关电源10输出电源12VDC给智能数据处理单元11开始工作。三相主断路器操作手柄12置于合闸位置。接通主进线电源至变频器3。变频切换接触器5接通变频器3输出至水泵负载。
智能数据处理单元11可以通过传感器，接收外部温湿度或者管网压力等模拟量信号（4～20mA），根据事先预置的节能策略软件程序对数据进行处理。并将水泵开机信号及最佳的转速给定发给变频器7，变频器7将按照智能数据处理单元11的给定频率输出拖动水泵电机负载运行在最佳转速。智能数据处理单元11将根据管网水流压力变化实时按照水泵最佳运行状况对水泵转速进行调整。使水泵运行和管网流量参数匹配，以达到水泵节能运行的目的。
变频器3的运行和故障以及泵变频运行等信号同时也被接入到智能数据处理单元11。并且，所有运行/故障信号及管网压力参数，均可以通过智能数据处理单元11的CAN总线，实时地远传至上一级计算机网络。便于更高一级管理。
（二）手动变频模式
当智能数据处理单元11处于维护状态，设备无法自动运行时，可以人为手动操作本设备。即：将手动/自动选择转换开关13置于手动位置。工频/变频选择开关20置于变频位置。
手动调整频率手动调节旋钮16、变频器操作面板17显示要求的频率。启动启动/停止按钮24。这时变频器7将按照手动调节旋钮16调整给定的频率输出，拖动水泵电机按照手动给定的转速运转。
该手动模式，在自动系统出现故障时，可以使水泵风机实现“就地“自行独立运行。
（三）工频运行模式
当变频器3处于检修状态，该设备可以很方便将水泵恢复至原有工频运行。即将工频/变频选择开关20置于工频。这时工频运行切换接触器4动作转换至工频旁路、工频运行切换接触器4断开变频器回路。该设备输出正常工频，可以使水泵工频运行。
除了以上几种运行模式外，本发明设备还为节能系统提供了电能计量远传功能。当设备运行时，电压和电量计量表19接收电流互感器2二次电流，就地显示电量参数。并转换为数据信号，通过485接口，可以与计算机系统联网。以便电量数据集中管理。
Claims (2)
1.一种适用于中央空调系统水泵的节能控制柜，它由柜体和柜门组成，其特征在于，所述柜体内布置三相断路器（1）、电流互感器（2）、变频器（3）、工频运行切换接触器（4）、变频运行接触器（5）、电机过载保护器（6）、两个小型断路器（7）、中间继电器（8）、直流开关电源（10）和智能数据处理单元（11），所述柜门上布置三相主断路器操作手柄（12）、手动/自动选择转换开关（13）、紧急停止按钮（14）、频率手动调节旋钮（16）、变频器操作面板（17）、控制电源运行信号及故障指示灯（18）、电压和电量计量表（19）、工频/变频选择开关（20）和启动/停止按钮（24）。
2.根据权利要求1所述的节能控制柜，其特征在于，所述柜体的顶部设有排风扇（15）和通风百叶窗一（22），柜门下部设有通风百叶窗二（23）。
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