CN110579011A - 无人值守智能化中央空调能效精控管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及中央空调技术领域，具体涉及一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统；包括控制中心系统、分布式网络、设备系统和传感器系统，传感器系统用于信息采集并将采集后的数字信息通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统，控制中心系统通过对数字信息的分析处理后发出智能控制信号，控制信号由分布式网络传送至设备系统，设备系统接受控制信号后，根据指令调整中央空调的能效，并将调整后的状态信息通过分布式网路反馈至控制中心系统显示；本发明从系统优化平衡空调系统设备间相互关系，通过计算机网络实时对整个制冷设备及空调系统运行状况进行自动节能控制，提高管理人员对用电设备的管理水平，建立精细化设备与能源管理。

Description

无人值守智能化中央空调能效精控管理系统
技术领域
本发明涉及中央空调技术领域，具体涉及一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统。
背景技术
随着生产力的急速发展，世界各国的能源消耗量越来越高，使得世界能源需求量以每年2％的速度增长，而其中超过了70％的一次能源的增长来自于发展中国家，仅中国的一次能源的增长量就达到了世界一次能源增长量的30％的份额；对世界能源消耗的预测表明，2050年全世界的能源总消费量将达到1975年的4倍左右。而根据科学家和经济学家普遍的估计，到2050年左右，地球的石油将会被开采殆尽，而其价格也将升到很高；而当目前常规能源不再适于大众化的普及应用时，如果尚未建立起新能源体系，世界将被能源危机所席卷；尤其是发达国家，因其极大地依赖于石油等资源，其受害将更加严重。世界上常规能源(如煤)的储量最多的也只能维持一、两个世纪人类生存的需求。
加强空调系统使用后的节能监测，还可以为很多节能工作提供数据支持，有力地保证建筑节能工作的发展。空调系统能效监测可以帮助政府对国家机关办公建筑和大型公共建筑采暖空调能耗信息掌控；从而加强建筑采暖空调用能管理与合同能源管理；此外空调系统监测还可以检测空调系统的薄弱部分，为以后的空调设计提供第一手资料；可以明确用能责任，加强使用者的节能意识。
空调能效监控系统不仅可以监测系统的运行情况，还可以对数据进行整理、存储、计算和分析，实现远程的控制，提高系统自动化、信息化水平从而最终提高系统的管理水平。空调系统能耗监控系统一方面可以减少人员的劳动强度，提高管理效率和管理水平。另一方面，通过监控系统可以优化空调系统的运行，提高系统的能效比；还可以采集大量的数据，为后期的分析研究以及国家节能减排工作提供数据支持。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，通过采集系统运行参数、动态建立系统设备模型(包括冷水机组、水泵、冷却塔等能耗模型)对系统进行实时优化，动态寻优在工况下系统最低能耗时各设备的最优运行控制参数，从而实现系统的节能优化控制。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，包括控制中心系统、分布式网络、设备系统和传感器系统，所述传感器系统用于信息采集并将采集后的数字信息通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统，所述控制中心系统通过对数字信息的分析处理后发出智能控制信号，所述控制信号由分布式网络传送至设备系统，所述设备系统接受控制信号后，根据指令调整中央空调的能效，并将调整后的状态信息通过分布式网路反馈至控制中心系统显示。
更进一步的，所述设备系统包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和空调智能控制柜，以及用于控制的变频器、水阀执行器和风阀执行器。
更进一步的，所述传感器系统包括流量传感器、室外温湿度传感器、二氧化碳传感器、压差传感器、温度传感器和智能电表，所述传感器系统将其检测的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号，并通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统。
更进一步的，所述分布式网络包括服务器病毒检测、入侵防御以及构建入侵监测，所述入侵防御技术为一主动的入侵防御监测手段，安装在网络设备的进口位置和出口位置，在其检测过程当中，检测出来了入侵行为，便会自动的进行网络攻击包的删除操作。
更进一步的，所述控制中心系统包括监控中心层、4G移动通信网传输层和监控终端层，所述监控中心层由数据采集前置机和数据库 Web服务器组成，将各个DB-BOX物联网数据传输单元通过4U移动通信网传输来的PLC控制器监控终端采集的空调机组的实时数据信息，进行计算、分析处理和数据库存储，并完成各种控制指令的下发。
更进一步的，所述控制中心系统监控中心的SCADA软件实时监测各种空调机组的运行状况，当出现故障时会及时报警，并将报警信息发送给运维人员，所述4G移动通信网传输层由多个DB-BOX物联网数据传输单元组成，通过DB-BOX内嵌的4G手机SIM卡，实现各个PLC控制器监控终端和监控中心之间的数据传输及通信控制。
更进一步的，所述DB-BOX物联网数据传输单元通过RS485通讯接口，采用Moabu协议川等通信协议，直接与中央空调设备的PLc控制器和各种智能仪表设备通信，并通过DB-BOX内部配置的手机SIM 卡，以4U移动通信网TCP/IP通信方式，将用户现场的大量不同区域中央空调设备的数据，传输到远程监控中心；或将远程监控中心下发的控制指令转发给对应的空调机组和智能仪表设备。
更进一步的，所述控制中心系统对各个参数的计算，根据实时的监控参数，代入到相关的计算式中，计算相应的能效比，其对折算季节能效比和折算综合能效比的计算，过累计计算，并计算每个时刻的折算能效比然后再加权累计计算。
(三)有益效果
本发明提供了一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统可以实现主动、动态、从系统优化平衡空调系统设备间相互关系，在保证需求的前提下，对系统进行实时优化计算，通过计算机网络实时对整个制冷设备及空调系统运行状况进行自动节能控制，提高管理人员对用电设备的管理水平，建立精细化设备与能源管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明实施例控制中心系统原理框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开如图1所示一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，包括控制中心系统、分布式网络、设备系统和传感器系统，所述传感器系统用于信息采集并将采集后的数字信息通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统，所述控制中心系统通过对数字信息的分析处理后发出智能控制信号，所述控制信号由分布式网络传送至设备系统，所述设备系统接受控制信号后，根据指令调整中央空调的能效，并将调整后的状态信息通过分布式网路反馈至控制中心系统显示。
设备系统包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和空调智能控制柜，以及用于控制的变频器、水阀执行器和风阀执行器。
传感器系统包括流量传感器、室外温湿度传感器、二氧化碳传感器、压差传感器、温度传感器和智能电表，所述传感器系统将其检测的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号，并通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统。
分布式网络包括服务器病毒检测、入侵防御以及构建入侵监测，所述入侵防御技术为一主动的入侵防御监测手段，安装在网络设备的进口位置和出口位置，在其检测过程当中，检测出来了入侵行为，便会自动的进行网络攻击包的删除操作。
控制中心系统包括监控中心层、4G移动通信网传输层和监控终端层，所述监控中心层由数据采集前置机和数据库Web服务器组成，将各个DB-BOX物联网数据传输单元通过4U移动通信网传输来的PLC 控制器监控终端采集的空调机组的实时数据信息，进行计算、分析处理和数据库存储，并完成各种控制指令的下发。控制中心系统监控中心的SCADA软件实时监测各种空调机组的运行状况，当出现故障时会及时报警，并将报警信息发送给运维人员，所述4G移动通信网传输层由多个DB-BOX物联网数据传输单元组成，通过DB-BOX内嵌的 4G手机SIM卡，实现各个PLC控制器监控终端和监控中心之间的数据传输及通信控制。
DB-BOX物联网数据传输单元通过RS485通讯接口，采用Moabu 协议川等通信协议，直接与中央空调设备的PLc控制器和各种智能仪表设备通信，并通过DB-BOX内部配置的手机SIM卡，以4U移动通信网TCP/IP通信方式，将用户现场的大量不同区域中央空调设备的数据，传输到远程监控中心；或将远程监控中心下发的控制指令转发给对应的空调机组和智能仪表设备。
所述控制中心系统对各个参数的计算，根据实时的监控参数，代入到相关的计算式中，计算相应的能效比，其对折算季节能效比和折算综合能效比的计算，过累计计算，并计算每个时刻的折算能效比然后再加权累计计算。
本发明可以实现主动、动态、从系统优化平衡空调系统设备间相互关系，在保证需求的前提下，对系统进行实时优化计算，通过计算机网络实时对整个制冷设备及空调系统运行状况进行自动节能控制，提高管理人员对用电设备的管理水平，建立精细化设备与能源管理。
实施例2
本实施例公开如图2所示的控制中心系统，由远程监控中心、D B－BOX物联网数据传输单元(DTU)和PLC控制器监控终端等组成，实现中央空调设备的远程数据采集监测，控制指令下发，设备故障报警和运行维护等功能。远程监控中心采用SCADA软件，实现对DB－BOX物联网数据传输单元上传的中央空调运行数据的集中分析、计算和数据库存储，并将空调开关机等控制指令通过DB －BOX物联网数据传输单元下发给中央空调设备，实现了采集数据和控制指令的上传下达。
DB－BOX物联网数据传输单元可通过RS485通讯接口，采用Modbus协议等通信协议，直接与中央空调设备的PLC控制器和各种智能仪表设备通信，并通过DB－BOX内部配置的手机 SIM卡，以4G移动通信网TCP/IP通信方式，将用户现场的大量不同区域中央空调设备的数据，传输到远程监控中心；亦可将远程监控中心下发的控制指令转发给对应的空调机组和智能仪表设备。
数据采集并上传到远程监控中心后，定时对数据进行计算和分析处理，根据用户设置的阈值，生成阈值报警和机组报警，还可通过短信、邮件等方式为技术人员、售后人员、用户等不同角色按照约定规则发送报警提醒；技术人员和管理人员可以在远程监控系统查看空调设备的运行参数和运行曲线，客服人员可以通过远程监控系统生成空调运行报告。该系统采用S架构设计，使用IE浏览器或定制开发的手机APP客户端均可实现对中央空调机组的监控。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，包括控制中心系统、分布式网络、设备系统和传感器系统，所述传感器系统用于信息采集并将采集后的数字信息通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统，所述控制中心系统通过对数字信息的分析处理后发出智能控制信号，所述控制信号由分布式网络传送至设备系统，所述设备系统接受控制信号后，根据指令调整中央空调的能效，并将调整后的状态信息通过分布式网路反馈至控制中心系统显示。
2.根据权利要求1所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述设备系统包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和空调智能控制柜，以及用于控制的变频器、水阀执行器和风阀执行器。
3.根据权利要求1所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述传感器系统包括流量传感器、室外温湿度传感器、二氧化碳传感器、压差传感器、温度传感器和智能电表，所述传感器系统将其检测的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号，并通过所述分布式网络传送至所述控制中心系统。
4.根据权利要求1所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述分布式网络包括服务器病毒检测、入侵防御以及构建入侵监测，所述入侵防御技术为一主动的入侵防御监测手段，安装在网络设备的进口位置和出口位置，在其检测过程当中，检测出来了入侵行为，便会自动的进行网络攻击包的删除操作。
5.根据权利要求1所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述控制中心系统包括监控中心层、4G移动通信网传输层和监控终端层，所述监控中心层由数据采集前置机和数据库Web服务器组成，将各个DB-BOX物联网数据传输单元通过4U移动通信网传输来的PLC控制器监控终端采集的空调机组的实时数据信息，进行计算、分析处理和数据库存储，并完成各种控制指令的下发。
6.根据权利要求5所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述控制中心系统监控中心的SCADA软件实时监测各种空调机组的运行状况，当出现故障时会及时报警，并将报警信息发送给运维人员，所述4G移动通信网传输层由多个DB-BOX物联网数据传输单元组成，通过DB-BOX内嵌的4G手机SIM卡，实现各个PLC控制器监控终端和监控中心之间的数据传输及通信控制。
7.根据权利要求5或6所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述DB-BOX物联网数据传输单元通过RS485通讯接口，采用Moabu协议川等通信协议，直接与中央空调设备的PLc控制器和各种智能仪表设备通信，并通过DB-BOX内部配置的手机SIM卡，以4U移动通信网TCP/IP通信方式，将用户现场的大量不同区域中央空调设备的数据，传输到远程监控中心；或将远程监控中心下发的控制指令转发给对应的空调机组和智能仪表设备。
8.根据权利要求1所述的无人值守智能化中央空调能效精控管理系统，其特征在于，所述控制中心系统对各个参数的计算，根据实时的监控参数，代入到相关的计算式中，计算相应的能效比，其对折算季节能效比和折算综合能效比的计算，过累计计算，并计算每个时刻的折算能效比然后再加权累计计算。
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