CN110595016A - 一种空调水系统的温差控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，且公开了一种空调水系统的温差控制装置，包括电源、回水管和供水管，所述电源的输出端与信息转换单元的输入端电性连接，所述信息转换单元的输入端与温度信号采集单元的输出端电性连接，所述信息转换单元的输出端与PID控制器的输如端电性连接，所述PID控制器的内部设置有FPGA模块，所述PID控制器的输出端与控制电路的输入端双向电连接，所述PID控制器的输出端与温差设定存储器的输入端电性连接。该空调水系统的温差控制装置，通过快速改善回水温度，解决了因改善回水温度慢控制变量和温差控制具有时变、时滞及延时特性的缺点，降低信号延时造成的不良影响，从而达到提供水系统节能的效果。

Description

一种空调水系统的温差控制装置
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体为一种空调水系统的温差控制装置。
背景技术
空调水系统型即为一小型的半集中式风机盘管系统，将室内负荷全部由冷热水机组来承担。各房间风机盘管通过管道与冷热水机组相连，靠所提供的冷热水来供冷和供热。水系统布置灵活，独立调节性好，舒适度非常高，能满足复杂房型分散使用、各个房间独立运行的需要。
市面上常见的空调水系统存在回水温度慢控制变量和温差控制具有时变、时滞及延时特性的缺点，信号延时造成的不良影响等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种空调水系统的温差控制装置，具备快速改善回水温度优点，解决了回水温度慢控制变量和温差控制具有时变、时滞及延时特性的缺点，信号延时造成的不良影响的问题。
为实现上述快速改善回水温度的目的，本发明提供如下技术方案：一种空调水系统的温差控制装置，包括电源、回水管和供水管，所述电源的输出端与信息转换单元的输入端电性连接，所述信息转换单元的输入端与温度信号采集单元的输出端电性连接，所述信息转换单元的输出端与PID控制器的输如端电性连接，所述PID控制器的内部设置有FPGA模块，所述PID控制器的输出端与控制电路的输入端双向电连接，所述PID控制器的输出端与温差设定存储器的输入端电性连接，所述温差设定存储器的输出端与所述微处理器的输入端电性连接，所述微处理器的输出端与所述水泵的输入端电性连接，所述水泵的内部设置有变频器，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端电性连接，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端双向电连接，所述反馈电路的输出端与所述PID控制器的输入端双向电连接。
优选的，所述温度信号采集单元包括回水温度传感器和供水温度传感器，所述回水温度传感器安装在回水管处，所述供水温度传感器安装在所述供述管处。
优选的，所述信息转换单元的内部依次连接有多路复用电路、A/D转换器和信号处理模块。
优选的，所述FPGA采用EP1C3T144C8，以LT1086实现系统外部5V电源到所述EP1C3T144C8的IO端的3.3V电压的电源转换，采用LT15871.5实现3.3V到EP1C3T144C8内核1.5V电压的电源转换；所述FPGA外接JTAG和AS两种配置模式，采用20MHZ有源晶振提供系统时钟。
优选的，所述控制电路包括温控面板和键盘，所述温控电路的外表面设置有手动自动切换开关。
优选的，所述温差设定存储器的内部设置有温差对比模块和电动调节阀，所述电动调节阀。
优选的，所述微处理器的内部设置有D/A转换器和滤波器。
优选的，所述温差设定存储器的输出与时间单元的输入端电性连接是，所述时间单元的内部设置有定时模块和校准模块，所述时间单元与所述控制电路双向电连接。
与现有技术相比，本发明提供了一种空调水系统的温差控制装置，具备以下有益效果：
(1)该空调水系统的温差控制装置，通过快速改善回水温度，解决了因改善回水温度慢控制变量和温差控制具有时变、时滞及延时特性的缺点，降低信号延时造成的不良影响，从而达到提供水系统节能的效果。
(2)该空调水系统的温差控制装置，通过设置时间单元，便于对装置进行时间上限定，针对特定时段做区别处理，提供了空调的使用效。
附图说明
图1为本发明的工作流程框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1，一种空调水系统的温差控制装置，包括电源、回水管和供水管，所述电源的输出端与信息转换单元的输入端电性连接，所述信息转换单元的输入端与温度信号采集单元的输出端电性连接，所述信息转换单元的输出端与PID控制器的输如端电性连接，所述PID控制器的内部设置有FPGA模块，所述PID控制器的输出端与控制电路的输入端双向电连接，所述PID控制器的输出端与温差设定存储器的输入端电性连接，所述温差设定存储器的输出端与所述微处理器的输入端电性连接，所述微处理器的输出端与所述水泵的输入端电性连接，所述水泵的内部设置有变频器，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端电性连接，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端双向电连接，所述反馈电路的输出端与所述PID控制器的输入端双向电连接。
优选的，所述温度信号采集单元包括回水温度传感器和供水温度传感器，所述回水温度传感器安装在回水管处，所述供水温度传感器安装在所述供述管处。
优选的，所述信息转换单元的内部依次连接有多路复用电路、A/D转换器和信号处理模块，通过信息转换单元内的多路复用电路选择被控对象的温度传感器信号。
优选的，所述FPGA采用EP1C3T144C8，以LT1086实现系统外部5V电源到所述EP1C3T144C8的IO端的3.3V电压的电源转换，采用LT15871.5实现3.3V到EP1C3T144C8内核1.5V电压的电源转换；所述FPGA外接JTAG和AS两种配置模式，采用20MHZ有源晶振提供系统时钟。
优选的，所述控制电路包括温控面板和键盘，所述温控电路的外表面设置有手动自动切换开关，针对不同情况，对装置进行模式切换，方便使用。
优选的，所述温差设定存储器的内部设置有温差对比模块和电动调节阀，所述电动调节阀，起到调节温度和调节流量的效果。
优选的，所述微处理器的内部设置有D/A转换器和滤波器，D/A转换器把连续的模拟信号转变为离散的数字信号，滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。
优选的，所述温差设定存储器的输出与时间单元的输入端电性连接，所述时间单元的内部设置有定时模块和校准模块，所述时间单元与所述控制电路双向电连接，通过设置时间单元，便于对装置进行时间上限定，针对特定时段做区别处理，提供了空调的使用效果
工作原理：该空调水系统的温差控制装置，通过设置温度信号采集单元，将回水管与供水管的温度，分别通过温度信号采集单元将温度信号传递给信息转换单元，通过信息转换单元内的多路复用电路选择被控对象的温度传感器信号，并将温度传感器信号通过A/D转换器转换，然后传递给PID控制器，通过设置的PID控制器中经过比例、积分和微分操作产生温差的数字控制信号，温差的数字控制信号路接入FPGA模块，FPGA模块中采用自适应遗传算法对PID控制器参数进行自整定，保留较优的，对于适应度较差PID控制器参数个体的不断进行遗传操作，直至找到相对最优的PID控制器参数，并生成所述A/D转换器和D/A转换器的驱动时序，将经过PID控制器的型号传递给温差设定存储器，通过温差对比模块，选择最佳的温差值，然后根据温差值对电动调节阀进行调节，然后将信号传递给微处理器，微处理器处理后的信号传递给水泵，通过变频器和电动调节阀对水泵进行控制调节，从而到达控制水系统温差的目的，若出现其他问题，则通过反馈电路反馈至PID控制器内，进行再次的运算调节，从而达到快速改善回水温度的效果。
综上所述，该空调水系统的温差控制装置，通过快速改善回水温度，解决了因改善回水温度慢控制变量和温差控制具有时变、时滞及延时特性的缺点，降低信号延时造成的不良影响，从而达到提供水系统节能的效果。
该空调水系统的温差控制装置，通过设置时间单元，便于对装置进行时间上限定，针对特定时段做区别处理，提供了空调的使用效。
需要说明的是，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种空调水系统的温差控制装置，包括电源、回水管和供水管，其特征在于：所述电源的输出端与信息转换单元的输入端电性连接，所述信息转换单元的输入端与温度信号采集单元的输出端电性连接，所述信息转换单元的输出端与PID控制器的输如端电性连接，所述PID控制器的内部设置有FPGA模块，所述PID控制器的输出端与控制电路的输入端双向电连接，所述PID控制器的输出端与温差设定存储器的输入端电性连接，所述温差设定存储器的输出端与所述微处理器的输入端电性连接，所述微处理器的输出端与所述水泵的输入端电性连接，所述水泵的内部设置有变频器，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端电性连接，所述水泵的输出端与所述反馈电路的输入端双向电连接，所述反馈电路的输出端与所述PID控制器的输入端双向电连接。
2.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述温度信号采集单元包括回水温度传感器和供水温度传感器，所述回水温度传感器安装在回水管处，所述供水温度传感器安装在所述供述管处。
3.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述信息转换单元的内部依次连接有多路复用电路、A/D转换器和信号处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述FPGA采用EP1C3T144C8，以LT1086实现系统外部5V电源到所述EP1C3T144C8的IO端的3.3V电压的电源转换，采用LT15871.5实现3.3V到EP1C3T144C8内核1.5V电压的电源转换；所述FPGA外接JTAG和AS两种配置模式，采用20MHZ有源晶振提供系统时钟。
5.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述控制电路包括温控面板和键盘，所述温控电路的外表面设置有手动自动切换开关。
6.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述温差设定存储器的内部设置有温差对比模块和电动调节阀，所述电动调节阀。
7.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：所述微处理器的内部设置有D/A转换器和滤波器。
8.根据权利要求1所述的一种空调水系统的温差控制装置，其特征在于：，所述温差设定存储器的输出与时间单元的输入端电性连接是，所述时间单元的内部设置有定时模块和校准模块，所述时间单元与所述控制电路双向电连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111750487A (zh) * 2020-05-26 2020-10-09 青岛理工大学 一种低能耗节能型空调水系统

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