CN1598425A - 中央空调冷冻/温水节能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央空调冷冻/温水节能装置，它由智能控制器、、输入模块、输出模块、变频器和变送器等组成；按季节、周日、小时服务质量等级设置不同的运行策略，通过实时采集冷冻/温水系统的运行参数，智能控制器按照模糊控制理论编制运行软件，对系统状态进行辨识、运算、决策，其输出经变频器控制冷冻/温水泵使之安空调符合需要做最优化运行，节省电能60％－80％。本发明还兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两类中央空调系统，克、可脱离中央控制器独立运行，设置了手动、自动工作方式，具有良好的实用性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种中央空调节能装置，特别是一种冷冻/温水系统节能方法和装置。
背景技术
冷冻/温水是中央空调的流动冷/热介质，冷冻/温水系统的节能是中央空调节能的主要途径。
传统的中央空调冷冻/温水系统是一个与实际的动态需要无关的定流量供给系统，一旦启动空调主机，则不管空调的负荷大小，冷冻/温水泵始终满载(即50Hz)工作，消耗功率很大，从而造成巨大的能量浪费。
现有的中央空调冷冻/温水系统节能方法有两种：一种是根据中央空调负荷变化，对冷冻/温水实施变流量控制；另一种是人工设定运行频率。这两种方法都是使用变频器使冷冻/温水泵在低于50Hz的降载状态下工作，从而实现了节能。但它们，(1)不能兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两种不同类型的中央空调系统。(2)在中央控制器的支持下才能运行，不能独立工作；或者仅使用变频器调速运行(即不配置中央控制器)，但其节能效果只在30％以内。(3)运行参数的设置、功能和工作方式的设置、软件编制、运行可靠性等方面存在诸多缺陷，有待改进和完善。
发明内容
鉴于上述现有的中央空调冷冻/温水系统节能方法及设备的现状，本发明的目的是设计一种能兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两种不同类型的中央空调系统和能脱离中央控制器独立运行的、运行可靠、节能效果显著的中央空调冷冻/温水节能装置。
本发明的目的是这样实现的：
本中央空调冷冻/温水系统节能方法，其特征在于本装置的智能控制器可在中央控制器的管理下运行或脱离中央控制器独立运行，通过实时采集冷冻/温水供水温度、冷冻/温水回水温度、冷冻/温总流量、供回水压差等动态参数，用模糊控制理论编制的运行软件，由智能控制器进行辨识、运算、决策，根据实时负荷需要控制其输出，经变频器控制冷冻/温水泵转速在低于50Hz的降载状态下运转，跟踪实时负荷需要使其实现最优化运行，从而实现较大幅度节能和兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两类中央空调系统。
为了实现上述方法，本发明公开了一种中央空调冷冻/温水节能装置，其特征在于由智能控制器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、两个变频器、供水温度变送器、回水温度变送器、供回水压差变送器、总流量计变送器和多个继电器端子板构成，智能控制器分别通过通信总线，上连通信接口，下连各输入、输出模块，通信接口与中央控制器连通，模拟量输出模块和继电器端子板的输出端分别与各变频器输入端连接，变频器输出端分别与模拟量输入模块、数字量输入模块的输入端和工作泵连接，供水温度变送器、回水温度变送器、总流量计变送器、供回水压差变送器输出均与模拟量输入模块输入端相连，模拟量输出模块的输出端还与旁通阀连接。
具有上述结构的中央空调冷冻/温水节能装置，在软硬件的设计上充分考虑了实现兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两类中央空调系统。
本发明的节能原理是：
按季节、周日、小时服务质量等级设置空调主机的冷冻/温水供水温度值、冷冻/温水回水温度值，实时检测冷冻/温水供水温度、冷冻/温水回水温度、冷冻/温水总流量和供回水压差等动态参数，以实测的回水温度值与设置的回水温度值之差为主要依据，；以实测的供水温度值与设置的供水温度值之差为辅助依据，按内建的适用性强的模糊控制软件，由本装置的智能控制器作辨识、运算、决策和修正，获得最优化节能输出；
上述输出控制旁通阀的开度，控制冷冻/温水泵的转速，使水泵在降载状态下工作，使冷冻/温水系统实时跟踪空调负荷的需要，既能满足空调舒适性要求，又能达到最佳节能效果。
本装置在确保最小冷冻/温水流量要求和水泵不堵转的前提下，可节省电能60％-80％。同时，由于冷冻/温水泵采用软启/停，工作时由高速运转变为低速运转，有效地降低了水泵的机械磨损、噪声电平以及不构成对供电电网的强电流冲击，提高了空调系统运行的安全性。
附图说明
图1是本装置的组成框图及其在系统中的位置示意图
图2是本装置的电路原理图
具体实施方式
实施例1
本装置如图1中虚线内部分所示，由智能控制器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、四个继电器端子板、变频器11VF、变频器12VF、供水温度变送器、回水温度变送器、供回水压差变送器和总流量变送器等主要部件组成。除变频器12VF和4个变送器之外的上述部件都装入11机柜，变频器12VF装入12机柜，四个变送器安装在冷冻/温水管路中。
智能控制器通过RS-485通信总线，上连通信接口PCI-1612A/9，后者通过RS-232串口与中央控制器通信。智能控制器通过RS-485通信总线下连各输入、输出模块。冷冻/温水供水温度、冷冻/温水回水温度、冷冻/温水总流量和供回水压差等被检测参数由各自的变送器输入本装置。本装置输出的执行元件是冷冻/温水泵和冷冻/温水供回水总管之间的旁通阀。
由图2可见，本装置的智能控制器(HCBT-5510M)是一个基于PC机的16位独立控制器。智能控制器经RS-485外部通信总线经过通信接口PCI-1612A/9上连中央控制器，可实现由中央控制器管理运行本装置及实现人机对话；本智能控制器又通过RS-485内部通信总线下连各输入和输出模块，可脱离中央控制器自行管理运行本装置。
模拟量输入模块将实时采集的供水温度、回水温度、总流量、供回水压差、变频器11VF运行频率、变频器12VF运行频率等模拟量参数作数字化处理后，经RS-485内部总线送入智能控制器。智能控制器依照以组态形态编制的运行软件，对上述输入信息进行辨识、运算、决策和修正，输出最优化决策，经模拟量输出模块、变频器11VF、变频器12VF控制工作泵1和工作泵2的运行频率。本装置的运行软件，依据先验有效的资源函数，边界条件，输入/输出函数等，按模糊控制规则编制，覆盖以压缩式冷水机为空调主机或以吸收式冷/温水机为空调主机的冷冻/温水系统节能。
本装置的运行状况，即各冷冻水泵的通/断、故障信号，手动运行信号，自动运行信号，各变频器的运行/故障信号经数字量输入模块，内部总线送入智能控制器；这些信息是运行和解算的依据之一。本装置的控制、指示信号，即各变频器的启/停信号、运行/故障信号；各冷冻水泵与各变频器间的通/断信号、故障信号；各机柜自动运行信号，由智能控制器输出，经内部总线、数字量输出模块、继电器端子板，送给装置内各控制继电器和指示灯。
为方便本装置的调试、维护修理和应急运行，本发明设置了纯手动工作方式，即智能控制器不参与工作时，手动调节变频器频率控制冷冻/温水泵运行。
Claims (2)
1、一种中央空调冷冻/温水节能装置，其特征在于由智能控制器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、两个或两个以上变频器、多个继电器端子板、供水温度变送器、回水温度变送器、总流量计变送器和供回水压差变送器构成，智能控制器通过通信总线，上连通信接口和中央控制器，用以实现由中央控制器管理、运行本装置和人机对话，下连各输入、输出模块，用以采集信息输出控制量和实现独立运行；模拟量输出模块和继电器的端子板的输出端分别与各变频器输入端连接，变频器输出端分别与工作泵、模拟量输入模块和数字量输入模块的输入端连接；各变送器输出与模拟量输入模块输入端相连，模拟量输出模块的输出端还与旁通阀连接。
2、按照权利要求2所述的中央空调冷冻/温水节能装置，其特征在于各变频器输入控制端设置有自动运行和手动运行选择档。
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