CN111006717A - 一种可拆卸中央空调远程测量装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可拆卸中央空调远程测量装置及系统，涉及建筑设备测量领域，能够快速安装，并对已有空调系统的运行参数进行实时无人测量，通过信号传输设备，用户可以远程地通过网络来实时监控测量数据。本发明装置包括：电源模块、数据采集模块、数据传输模块、可拆卸测量装置。数据采集模块连接数据传输模块，数据采集模块和可拆卸测量装置采用通讯连接。可拆卸测量装置包括：温度测量装置、压力测量装置、流量测量装置、功率测量装置。本发明系统包括：可拆卸中央空调远程测量装置、云平台、客户端，并依次通讯连接。本发明能够脱离人工现场测量，对空调系统的多项参数实时测量，准确获得空调的动态性能，并且测量装置可拆卸，可以快速安装。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设备测量领域，尤其涉及一种可拆卸中央空调远程测量装置及系统。
背景技术
近年来，随着对节能减排的不断重视，对既有建筑进行节能改造成为了一个必然的趋势。中央空调系统占据了建筑能耗的绝大部分，因此对中央空调系统进行节能改造，是建筑节能改造的最有效途径。而对中央空调系统进行能耗诊断，是对其进行节能改造的必要前提。要对空调系统进行能耗诊断，就需要测量系统运行时的冷冻水/冷却水流量、冷机与冷冻水/冷却水泵的功率、制冷机组处的冷冻水/冷却水进出口温度，以及各个节点处的冷冻水/冷却水压力。传统的测量方式是在现场通过温度自记仪采集温度信号，通过压力表读数采集压力信号，通过钳形功率计读取功率信号，通过超声波流量计读取流量信号，在测试全部结束后，再汇总数据进行分析。由于测量参数多、测试仪器不统一、数据无法自动记录传输，这种传统的测量方法导致测试时间长、工作量大、数据量有限，无法快速全面掌握系统运行信息。而且在人力有限的情况下，无法对这些参数进行同时测量，这就导致无法获得空调系统的动态性能。此外，传统的测量方式需要测试人员留守在现场，因此无法在现场长期的进行测量，也就不能对系统进行一个长期的监控。另外，由于所有的测量数据都需要后期处理分析，所以不能在测试过程中直观地获得制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER等性能评估参数。
发明内容
本发明提供一种可拆卸中央空调远程测量装置及系统，能够脱离人工测量，对空调系统的多项参数实时测量，准确获得空调的动态性能，并且测量装置可拆卸，可以快速安装。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可拆卸中央空调远程测量装置，包括：电源模块、数据采集模块、数据传输模块、可拆卸测量装置。电源模块、数据采集模块、数据传输模块为便携式一体化装置。数据采集模块连接数据传输模块，数据传输模块和可拆卸测量装置采用通讯连接。可拆卸测量装置包括：温度测量装置、压力测量装置、流量测量装置、功率测量装置。
进一步的，温度测量装置采用插入式温度传感器，用于检测待测中央空调的冷冻水进/出水温度、冷却水进/出水温度；
压力测量装置采用压力传感器，用于检测待测中央空调的冷冻水泵进/出口压力、冷却水泵进/出口压力；
流量测量装置采用外贴式超声波流量计，用于检测待测中央空调的冷冻水流量和冷却水流量；
功率测量装置采用开合式功率变送器，用于检测待测中央空调的冷水机组功率、冷冻水泵功率、冷却水泵功率。
一种可拆卸中央空调远程测量系统，包括所述可拆卸中央空调远程测量装置、云平台、客户端，并依次通讯连接。
可拆卸中央空调远程测量装置采集待测中央空调系统的测试参数。
云平台通过测试参数计算，得出待测中央空调系统的性能参数，包括：制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER参数；
云平台依据待测中央空调系统的性能参数，采用指标约束法对冷水机组、水泵、冷冻水系统、冷却水系统进行性能评估，探明能耗突出的环节；
根据已测量参数和气象参数进行全供冷季/全年负荷预测，根据测量参数得到冷水机组、水泵、冷却塔全工况运行模型，进一步通过最优化方法，以能耗最低为优化目标，进行运行策略优化，得出不同运行策略下的全供冷季/全年能耗，最终得出最优运行方案，并将所述待测中央空调系统的性能参数和节能方案发送至所述客户端。
云平台可根据已测量参数和气象参数进行全供冷季/全年负荷预测，根据测量参数得到冷水机组、水泵、冷却塔全工况运行模型，进一步进行运行策略优化，得出不同运行策略下的全供冷季/全年能耗，最终得出最优运行策略。
客户端接收待测中央空调系统的性能参数和节能方案并展示，用于用户查看。
进一步的，待测中央空调系统的测试参数包括：冷冻水进/出水温度、冷却水进/出水温度、冷冻水泵进/出口压力、冷却水泵进/出口压力、冷水机组功率、冷冻水泵功率、冷却水泵功率、冷冻水流量、冷却水流量、水泵进出口压力传感器高差。
进一步的，待测中央空调系统的测试参数和待测中央空调系统的性能参数的计算关系为：
制冷量：
冷机COP：
冷冻水泵效率：
冷却水泵效率：
冷冻水输配系数：
冷却水输配系数：
冷站EER：
其中，冷冻水进/出水温度为Tin,chilled/Tout,chilled、冷却水进/出水温度为Tin,cooling/Tout,cooling、冷冻水泵进/出口压力为Pin,chilled/Pout,chilled、冷却水泵进/出口压力值为Pin,cooling/Pout,cooling、冷水机组功率为Nchiller、冷冻水泵功率为Nchilled、冷却水泵功率为Ncooling、冷冻水流量为Gchilled、冷却水流量为Gcooling、水泵进出口压力传感器高差为Z、流体比热容为cp、流体密度为ρ。
本发明的有益效果为：
本发明所提供的测量系统在测点全部布置好之后就可以自动运行，免去了传统测试过程中的配合操作，不需要现场留守人员，极大地减小了人力与占地面积，极大地简化测试过程、缩短测试周期；本发明中，云平台可以长期的实时记录数据，用户可以远程的实时监控测量结果，这样就可以获得空调系统的动态特性，使测试结果更加贴近实际运行工况，有助于后期节能改造工作的进行；测量结果全部转化为标准模拟信号并上传到云平台，用户通过客户端可以远程的实时监控测试数据，并且可以在测试期间直观地获得制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER等性能评估参数，从而直接地获得空调系统的节能潜力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的现场测试图；
图3为本发明装置中的可拆卸温度/压力传感器的安装示意图；
图4为本发明装置中的外贴式超声波流量计安装示意图；
图5为本发明装置中的开合式功率变送器安装示意图。
其中，1－电源模块、11－变压器、12－蓄电池、2－数据采集模块、3－数据传输模块、31－SIM卡、32－信号发射装置、4－温度测量装置、5－压力测量装置、6－流量测量装置、61－外贴式探头、7－功率测量装置、71－开合式测量环。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种可拆卸中央空调远程测量装置，如图1所示，包括：电源模块1、数据采集模块2、数据传输模块3、可拆卸测量装置组成。可拆卸测量装置安装在中央空调的待测量部件处，并且和数据采集模块2通讯连接。数据采集模块2连接数据传输模块3，电源模块1连接数据采集模块2和数据传输模块3并供电。
电源模块1包括变压器11和蓄电池12，变压器11的输入端和蓄电池12的输出端连接，变压器11的输出端即为电源模块1的输出端。
可拆卸测量装置包括：温度测量装置4、压力测量装置5、流量测量装置6、功率测量装置7。
现场测量总体安装示意图如图2所示，数据采集模块2分别连接温度测量装置4、压力测量装置5、流量测量装置6、功率测量装置7。其中温度测量装置4为可拆卸的插入式温度传感器，为铂电阻或热电偶传感器，包含变送器，安装在冷却水和冷冻水的进出口处。功率测量装置7为开合式功率变送器，包括开合式测量环71，测量时打开开合式测量环71，将被测电线卡于开合式测量环71中。流量测量装置6为外贴式超声波流量计，包括外贴式探头61，测量时外贴式探头61贴于被测管壁，即可测量管内流量。压力测量装置5为可拆卸压力传感器，包含压力变送器，安装在冷冻水泵和冷却水泵的进、出口处。可拆卸的插入式温度传感器和可拆卸压力传感器的安装示意图如图3所示，外贴式超声波流量计的安装示意图如图4所示，开合式功率变送器安装示意图如图5所示。
数据采集模块2采用数据采集器，包括多路数据采集通道，采用4～20mA直流电流信号或者1～5V直流电压信号标准模拟信号通讯，通过标准快速插头连接。
数据采集器和数据传输模块3之间进行数据连接，数据传输模块3内设置SIM卡31和信号发射器32，数据采集器和信号发射器32连接，信号发射器32将数据采集器采集到的信号通过移动网络上传到云平台。
本实施例还提供了一种可拆卸中央空调远程测量系统，包括可拆卸中央空调远程测量装置、云平台、客户端。
其中，云平台利用所述可拆卸中央空调远程测量装置采集的数据进行分析计算，得出制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER参数，用指标约束法分析空调系统能耗较高环节。指标约束值可采取如下数值：冷机COP不低于4，水泵效率不低于60％，冷冻水输配系统不低于30，冷却水输配系统不低于25，冷站EER不低于2.5。
云平台可根据已测量参数和气象参数进行全供冷季/全年负荷预测，根据测量参数得到冷水机组、水泵、冷却塔全工况运行模型，进一步通过遍历、神经网络等最优化方法，以能耗最低为优化目标，进行运行策略优化，得出不同运行策略下的全供冷季/全年能耗，最终得出最优运行方案。
用于性能评估，得出待测中央空调系统的节能方案。
云平台将数据和节能方案发送至客户端，用于用户查看。
数据采集模块2所采集的数据包括：冷冻水进/出水温度Tin,chilled/Tout,chilled,冷却水进/出水温度Tin,cooling/Tout,coolin；冷冻水泵进/出口压力Pin,chilled/Pout,chilled，冷却水泵进/出口压力Pin,cooling/Pout,cooling；冷水机组功率Nchiller,冷冻水泵功率Nchilled,冷却水泵功率Ncooling；冷冻水流量Gchilled和冷却水流量Gcooling。
云平台根据以下计算公式计算出中央空调的各项参数：
制冷量：
冷机COP：
冷冻水泵效率：
冷却水泵效率：
冷冻水输配系数：
冷却水输配系数：
冷站EER：
云平台通过以上参数，生成性能评估结果，再针对评估结果生成节能方案。云平台将性能数据和节能方案均发送至客户端，用于用户查看。
本发明具的有益效果为：
(1)、本发明装置在测点全部布置好之后就可以自动运行，免去了传统测试过程中的配合操作，极大地减小了人力与占地面积；
(2)、本发明装置在测点安装过程中可以直观地读取全部数据，这样就可以完全避免由测点安装错误或测试仪器故障所引起的无效测试；
(3)、本发明装置可以长期的实时记录数据，用户可以远程的实时监控测量结果，这样就可以获得空调系统的动态特性，使测试结果更加贴近实际运行工况，有助于后期节能改造工作的进行；
(4)、本发明的测量系统可以在测试期间快速自动获取制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER等参数用于性能评估，可直观快速获得空调系统节能潜力。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种可拆卸中央空调远程测量装置，其特征在于，包括：电源模块、数据采集模块、数据传输模块、可拆卸测量装置；电源模块、数据采集模块、数据传输模块为便携式一体化装置；
所述数据采集模块连接所述数据传输模块，所述数据采集模块和所述可拆卸测量装置采用通讯连接，所述电源模块为数据采集模块和数据传输模块供电；所述可拆卸测量装置包括：温度测量装置、压力测量装置、流量测量装置、功率测量装置。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸中央空调远程测量装置，其特征在于，所述温度测量装置采用插入式温度传感器；
所述压力测量装置采用压力传感器；
所述流量测量装置采用外贴式超声波流量计；
所述功率测量装置采用开合式功率变送器。
3.一种可拆卸中央空调远程测量系统，其特征在于，包括权利要求1所述的可拆卸中央空调远程测量装置、云平台、客户端，并依次通讯连接；
所述可拆卸中央空调远程测量装置采集待测中央空调系统的测试参数；
所述云平台通过所述测试参数计算，得出待测中央空调系统的性能参数，包括：制冷量、冷机COP、水泵效率、冷冻水输配系数、冷却水输配系数、冷站EER参数；
所述云平台依据所述待测中央空调系统的性能参数，采用指标约束法对冷水机组、水泵、冷冻水系统、冷却水系统进行性能评估，探明能耗突出的环节；
根据已测量参数和气象参数进行全供冷季/全年负荷预测，根据测量参数得到冷水机组、水泵、冷却塔全工况运行模型，进一步通过最优化方法，以能耗最低为优化目标，进行运行策略优化，得出不同运行策略下的全供冷季/全年能耗，最终得出最优运行方案，并将所述待测中央空调系统的性能参数和节能方案发送至所述客户端；
所述客户端接收所述待测中央空调系统的性能参数和节能方案并展示，用于用户查看。
4.根据权利要求3所述的一种可拆卸中央空调远程测量系统，其特征在于，所述待测中央空调系统的测试参数包括：冷冻水进/出水温度、冷却水进/出水温度、冷冻水泵进/出口压力、冷却水泵进/出口压力、冷水机组功率、冷冻水泵功率、冷却水泵功率、冷冻水流量、冷却水流量、水泵进出口压力传感器高差。
5.根据权利要求3所述的一种可拆卸中央空调远程测量系统，其特征在于，所述待测中央空调系统的测试参数和所述待测中央空调系统的性能参数的计算关系为：
制冷量：
冷机COP：
冷冻水泵效率：
冷却水泵效率：
冷冻水输配系数：
冷却水输配系数：
冷站EER：
其中，冷冻水进/出水温度为Tin,chilled/Tout,chilled、冷却水进/出水温度为Tin,cooling/Tout,cooling、冷冻水泵进/出口压力为Pin,chilled/Pout,chilled、冷却水泵进/出口压力值为Pin,cooling/Pout,cooling、冷水机组功率为Nchiller、冷冻水泵功率为Nchilled、冷却水泵功率为Ncooling、冷冻水流量为Gchilled、冷却水流量为Gcooling、水泵进出口压力传感器高差为Z、流体比热容为cp、流体密度为ρ。
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| CN201911162525.4A CN111006717A (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种可拆卸中央空调远程测量装置及系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111520871A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-11 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 中央空调系统节能改造的节能率测试方法及系统 |
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2019
- 2019-11-22 CN CN201911162525.4A patent/CN111006717A/zh active Pending
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| CN111520871A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-11 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 中央空调系统节能改造的节能率测试方法及系统 |
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