CN1598426A - 中央空调冷却水节能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中央空调冷却水节能装置，它由智能控制器、输入模块、输出模块、变频器、变送器等组成；通过实时采集冷却水系统的动态参数，按用模糊控制规则编制的运行软件，由智能控制器进行辨识、运算、决策，其输出经变频器控制冷却水泵和冷却塔风机使它们按空调主机冷却的动态需要作最优化运行，节省电能60％－ 80％。本项发明兼容压缩式冷水机与吸收式冷/温水机两类中央空调系统；装置可脱离中央控制器独立运行；设置手动、自动工作方式，因而具有良好的适用性和可靠性。

Description

中央空调冷却水节能装置
技术领域
本发明涉及一种中央空调节能装置，特别是一种中央空调冷却水系统节能装置。
背景技术
中央空调冷却水用以保障空调主机的正常工作和能效比，冷却水系统的节能是中央空调系统节能的重要途径。
传统的中央空调冷却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，不管空调负荷大小，系统的冷却水泵和冷却塔风机始终满载(即50Hz)工作，消耗功率很大，造成很大的能量浪费。
现有的中央空调冷却水系统节能方法有两种：一种是根据空调负荷的变化，对冷却水实施变流量控制；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却水泵和冷却塔风机在低于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)必须在中央控制器的支持下才能运行；或者仅使用变频器调速运行(即装置不配置中央控制器)，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的诸多缺陷，有待改进和完善。
发明内容
鉴于目前中央空调冷却水系统节能方法和节能设备的现状，本发明的目的在于设计一种能兼容压缩式冷水机和吸收式冷/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却水系统节能装置。
本发明通过这样的技术方案实现上述目的：本中央空调冷却水节能装置的特征在于它是由智能控制器、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、多个继电器端子板和三个变频器、出水温度变送器、进水温度变送器构成，智能控制器通过通信总线上连通信接口和中央控制器，下连各输入输出模块，数字量模块的输出端与继电器端子板连接，模拟量输出模块的输出端与变频器输入端连接。变频器输入控制端设置了自动运行/手动运行选择档。
本发明的节能原理是：实时检测冷却水的进水温度、出水温度，以测得的出水温度值与进水温度值之差值为控制冷却水泵的依据；以测得的进水温度值与设定的进水温度基准值之差值为控制冷却塔风机节能的依据；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；用智能控制器最优化的输出控制冷却水泵和冷却塔风机的转速，使它们降载工作，实现冷却水系统实时跟踪空调主机的降温需要，在保障空调主机安全工作的前提下，达到最佳的节能效果。
本装置在确保中央空调主机安全工作和空调舒适度的前提下可节省电能60％-80％。同时，由于冷却水泵和冷却塔风机的软启/停，工作时由高速运转变为低速运转，有效的降低了水泵和风机的机械磨损、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的安全性。
附图说明
图1是本装置的组成框图
图2是本装置的原理框图-1
图3是本装置的原理框图-2
具体实施方式
实施例1
如图所示，本装置由是由21机柜、22机柜和31机柜组成。21机柜内的主要部件是智能控制器、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、继电器端子板(4个)和变频器21VF；22机柜内的主要部件是变频器22VF；31机柜内的主要部件是智能控制器、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、继电器端子板(2个)和变频器31VF。
21机柜和31机柜的智能控制器通过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。两个智能控制器通过RS-485内部总线分别下连各自的输入、输出模块。冷却水出水温度和进水温度由各自传感器与变送器输入21机柜，进水温度由传感器与变送器输入31机柜。21机柜输出的执行元件是冷却水泵，31机柜输出的执行元件是冷却塔风机。出水温度变送器和进水温度变送器安装在冷却水管路的现场。
本装置的两个智能控制器(HCBT-5510M)是基于PC的16位独立控制器。它们经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、运行本装置和人机对话；它们又通过RS-485内部通信总线下连各输入和输出模块，完成采集信息、输出控制量，它们都可以可脱离中央控制器自行管理、运行本装置。
21机柜的模拟量输入模块将实时采集的冷却水进水温度和回水温度，变频器21VF运行频率和变频器22VF运行频率等模拟量参数数字化后，经RS-485内部总线送入智能控制器。智能控制器按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21VF、变频器22VF控制各冷却水泵的运行。运算软件，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或吸收式冷(温)水机为空调主机的冷却水系统节能。
21、22机柜的运行状况，即各冷却水泵的通/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，这些信息是装置运行和解算的依据。21、22机柜的控制指示信号，即各变频器的启/停信号、运行/故障信号；各冷却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21、22机柜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，设置了纯手动方式，即智能控制器不参与工作，手动调节变频器频率运行。
31机柜的工作原理与21，22机柜基本相同。不同处是31机柜只需采集进水温度值，变频器31VF并联带动几个冷却塔风机。

Claims (2)

1、一种中央空调冷却水系统节能装置，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、三个或三个以上变频器、多个继电器端子板、出水温度变送器、进水温度变送器构成，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、冷却塔风机、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的输入端连接。
2、按照权利要求1所述的中央空调冷却水节能装置，其特征在于各变频器输入控制端与变频器二者之间有自动和手动选择档。
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