CN202216364U

CN202216364U - 中央空调智能网络节能控制系统

Info

Publication number: CN202216364U
Application number: CN2011202943806U
Authority: CN
Inventors: 吴宏伟
Original assignee: DONGGUAN ZHONGKE ELECTROMECHANICAL INSTALLATION ENGINEERING CO LTD
Current assignee: DONGGUAN ZHONGKE ELECTROMECHANICAL INSTALLATION ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-08-15

Abstract

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其是指中央空调智能网络节能控制系统。包括有冷冻水主机、冷却水塔、智能控制器，冷冻水主机的主机控制箱通过网络线与智能控制器进行通讯连接，导流阀安装在压缩机、蒸发器及冷凝器之间形成的回路上；蒸发器的冻水输出管路上的出冻水流量传感器和蒸发器的冻水返回管路上的冻水流量传感器及回冻水温度传感器传递信号给智能控制器，智能控制器还连接有室外温湿度传感器和室外湿球度传感器；冷却水塔之风机通过变频器控制，变频器由智能控制器控制；于冷却水塔与冷凝器之间的循环回路上分别安装有出冷却水温度传感器和回冷却水温度传感器。本实用新型结构简单，科学合理，投资成本低，且操作运行简便，节能性好。

Description

中央空调智能网络节能控制系统

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其是指中央空调的控制系统。

背景技术

中央空调系统是一个庞大的高能耗设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能占全公司总电耗18％左右，就任何建筑设计来说，选用空调系统都是按当地最热天气所需的制冷量来选取机型，且留有15％左右的余量。在中央空调的运行过程中，随着负荷的变化，系统运行工况将偏离空调主机的最佳运行区间，导致主机转换效率降低。据有关资料统计，中央空调机组有90％的运行时间生于非满负荷的运行状态，而冷冻水泵，冷却水泵以及水塔风机在此90％的时间内仍100％的满负荷运行状态，均不能根据实际供冷负载变化而相应比例增减其输出功率，这样就导致了“大流量小温差”及冻水和冷却水的温差无法得到有效控制的现象。同时，常见冷水机组的冻水出水温度均设定为7.0左右，不能根据室外温湿度的变化而实时改变冷水机组的冻水出水温度设定，故造成大量的电能白白浪费。

目前，中央空调系统在运行过程中均不能随着供冷负荷的增减而相应变化，使系统实际运行工况远偏离系统的最佳运行工况，从而导致整个中央空调系统效率降低，这一直是传统中央空调运行方式无法解决的一大难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，科学合理，制作容易，易管控，具有极佳节能控制的中央空调智能网络节能控制系统。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

中央空调智能网络节能控制系统，包括有冷冻水主机、冷却水塔、智能控制器，冷冻水主机具有压缩机、主机控制箱、蒸发器、冷凝器及导流阀，主机控制箱通过网络线与智能控制器进行通讯连接，导流阀安装在压缩机、蒸发器及冷凝器之间形成的回路上；于蒸发器的冻水输出管路上设有出冻水流量传感器，而于蒸发器的冻水返回管路上设有冻水流量传感器及回冻水温度传感器；出冻水流量传感器、冻水流量传感器及回冻水温度传感器传递信号给智能控制器，智能控制器还连接有室外安装的室外温湿度传感器和室外湿球度传感器；所述冷却水塔之风机通过变频器控制，变频器由智能控制器控制；于冷却水塔与冷凝器之间的循环回路上分别安装有出冷却水温度传感器和回冷却水温度传感器，出冷却水温度传感器和回冷却水温度传感器连接智能控制器。

上述方案中进一步改进是：于冷却水塔与冷凝器的循环回路上引出一路取冷回路，该取冷回路从冷却水塔的输出端取水后经过一比例阀连接到一板式热交换器上进行冷热交换，板式热交换器的回水输出接入冷却水塔的回水端。

所述板式热交换器的冷媒来自于中央空调产生的冷冻水。

所述的智能控制器还通过以太网或工业网络连接有电脑。

采用上述结构后，本实用新型可实现冷水机组、冷冻水泵，冷却水泵以及水塔风机能根据供冷负荷及室外温湿度实时相应变化，按照系统最佳运行参数去控制中央空调系统的运行，提高了系统的能源利用效率（COP值），从而达到整个系统节能目的。

本实用新型再一优点是其结构简单，科学合理，投资成本低，且操作运行简便，维护检修十分方便，大大提高了中央空调系统的节能运行率和可操作性。

附图说明：

附图1为本实用新型的结构原理示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

参阅图1所示，系为本实用新型的较佳实施例的示意图，本实用新型有关中央空调智能网络节能控制系统，包括有冷冻水主机1、冷却水塔2、具有计算比对处理功能的智能控制器3，冷冻水主机1具有压缩机11、主机控制箱12、蒸发器13、冷凝器14及导流阀15，主机控制箱12通过网络线与智能控制器3进行通讯连接，智能控制器3可提供驱动信号给主机控制箱12，同时还可获取主机的内部参数，如电流百分比和冷冻水回水温度等。导流阀15安装在压缩机11、蒸发器13及冷凝器14之间形成的回路上；于蒸发器13的冻水输出管路上设有出冻水流量传感器131，而于蒸发器13的冻水返回管路上设有冻水流量传感器132及回冻水温度传感器133；出冻水流量传感器131、冻水流量传感器132及回冻水温度传感器133传递信号给智能控制器3，智能控制器3还连接有室外安装的室外温湿度传感器4和室外湿球度传感器5；所述冷却水塔2之风机通过变频器21控制，变频器21由智能控制器3控制；于冷却水塔2与冷凝器14之间的循环回路上分别安装有出冷却水温度传感器22和回冷却水温度传感器23，出冷却水温度传感器22和回冷却水温度传感器23连接智能控制器3。智能控制器3还通过以太网或工业网络连接有电脑8，通过电脑8可实现动态显示及自动控制和管理，自动化程度高，具有远程监控功效。

图1所示，于冷却水塔2与冷凝器14的循环回路上引出一路取冷回路，该取冷回路从冷却水塔2的输出端取水后经过一比例阀6连接到一板式热交换器7上进行冷热交换，板式热交换器7的回水输出接入冷却水塔2的回水端。板式热交换器7的冷媒来自于中央空调产生的冷冻水。这样，在冬季利用本实用新型的取冷回路可免费取冷，从以上原理图可以看出，在冬季冷却水可经比例阀6流入板式热交换器7进行冷热交换。由于系统可根据室外湿球温度自动转换冷水机组及冷却水塔进行供冷，从而具备自动免费供冷能力。即当冷却水温度低于所需冷冻水的温度时，可通过板式热交换器7交换产生冷冻水。例如，需要7℃的冷冻水，按板式换热器换热温差是2℃，冷却塔的冷幅是4℃工况，经冷却水塔智能控制系统计算出室外湿球温度必须≦1℃才能制取7℃冷水，这样，在冬季可利用冷却水塔智能控制系统取冷节能。而相反之，当冷却水温度高于所需冷冻水的温度时，也可通过板式热交换器7交换来降低冷却水温度。

本实用新型的节能工作如下：

1、冷冻机组节能

从图1的原理图可以看出，智能控制器3根据室外温湿度传感器4和室外湿球度传感器5以及出冻水流量传感器131、冻水流量传感器132和回冻水温度传感器133传递相关信号，经智能控制器3计算处理，然后根据预先设定的程序通过网络线向冷冻水主机1传递冷冻出水温度调整的信息，冷冻水主机1根据相关指定实时自动调整其导流阀15的流量，从而改变冷冻水出水温度；同时智能控制器3与主机控制箱12之间通过网络线连接进行通讯，获取主机的内部参数，如电流百分比和冷冻水回水温度等。通过智能控制器3能确保空调主机处于最佳工作状态，使主机始终保持在较高的热转换效率区间，有效地解决了传统冷冻水机组在偏离最佳设计工作状态下运转的难题，提高了冷冻水机组的能源利用效率（COP值），从而达到主机节能目的。

实践证明室外温湿度变化，冻水出水温度则相应变化，虽然冷冻水温度设得比传统设定7.0℃要高，但车间温湿度仍然完全正常，这是因为原来冷冻水温设定太低（只需适应最恶劣天气用来降温除湿）。实践还证明，冷冻水出水温度每提高1℃，冷水机组的效率就会增加约3％。影响冷冻水出水温度调节的因素有环境温湿度及冷冻水回水温度温差，即在非高温高湿季节及回水温度温差偏低偏小时冷冻水出水温度可以设得更高一些，这样能确保空调主机处于最佳工作状态，使主机始终保持在较高的热转换效率区间，有效地解决了传统冷冻水机组在偏离最佳设计工作状态下运转的难题，提高了冷冻水机组的能源利用效率（COP值），从而达到主机节能目的。

2、冷冻水循环水泵节能

智能控制器3是根据冷冻水管道的出水、回水的温度、压力、室外温湿度、当前冷负荷等数据，计算出温差和压差值，然后根据其温差和压差等参数计算出最佳的运行频率提供给冷冻水泵，使冻水系统始终保持最大温差，且冷冻水泵能根据实际供冷负载变化而相应比例增减其输出功率，从而达到冷冻水泵节能。

3、冷却水塔风机节能

从图2可以看出，智能控制器3接收室外温湿度传感器4和室外湿球度传感器5传递的相关信号，并根据该相关信号经计算出湿球温度，然后在根据预先设定的程序向变频器21传递冷却水塔风机频率调整的信息，变频器21根据相关指定实时自动调整其冷却水塔风机频率，从而改变冷却水塔风机转速。本实用新型的好处是：当出水温度接近于室外湿球温度＋冷幅时，说明在该室外空气条件下冷却塔已达到最大的散热性能，再多开冷却塔风机也不能或降低不了多少出水温度，这种情况下就会调整冷却水塔风机的运转，达到少开风机或降低风机转速而节能。

4、冷却水循环水泵节能

智能控制器3根据冷却水管道的出水、回水的温度、压力、室外温湿度、当前冷负荷等数据，计算出温差和压差值，然后根据其温差和压差等参数计算出最佳的运行频率提供给冷却水泵，使冷却水系统始终保持最大温差，且冷却水泵能根据实际供冷负载变化而相应比例增减其输出功率，从而达到冷却水泵节能。

本实用新型通过针对空调系统的各个环节如冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等统一全面控制，使整个统协调运行，从而实现较好综合节能。

综上所述，本实用新型提供的中央空调智能网络节能控制系统具有如下优点：

1．节能效果显著

经加装中央空调智能网络节能系统（BNS）后能大幅度降低冻水主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机能耗，节能效果十分惊人，综合节电率达20％以上，主要是中央空调系统设备能根据室外温湿度、供冷负荷实时按比例输出其功率，从而降低了中央空调能耗，本智能网络节能控制系统适用于新建、改建的所有中央空调系统中。

2．自动增减主机或主机定时开机和停机

根据负荷需要自动增减主机、冷冻水泵，冷却水泵以及水塔风机数量或转速，从而实现自动节能。

3．采用远程电脑监控

采用远程电脑监控变频器的输出功率，输出频率，输出电流，输出电压，主机，冷冻泵，冷却塔的运行状态。

4．具有报警功能

具有报警功能，可以对各种预先设定条件进行报警。

5．备用泵加入系统自动轮换工作

备用泵加入系统自动轮换工作，使各泵工作时间均匀，延长水泵工作寿命。

6．冷冻泵自动延时停机

主机停机后，系统冷冻泵自动延时5分钟停机，充分利用管道内存留的冷冻水冷量，所有水泵使用变频器消除管道水捶效应。

7．节能效果实现无人值守机房

该系统采用智能综合管理，避免人工操作的不可靠性，相当于请了一个空调专家来管理中央空调。

Claims

1.中央空调智能网络节能控制系统，包括有冷冻水主机（1）、冷却水塔（2）、智能控制器（3），冷冻水主机（1）具有压缩机（11）、主机控制箱（12）、蒸发器（13）、冷凝器（14）及导流阀（15），其特征在于：主机控制箱（12）通过网络线与智能控制器（3）进行通讯连接，导流阀（15）安装在压缩机（11）、蒸发器（13）及冷凝器（14）之间形成的回路上；于蒸发器（13）的冻水输出管路上设有出冻水流量传感器（131），而于蒸发器（13）的冻水返回管路上设有冻水流量传感器（132）及回冻水温度传感器（133）；出冻水流量传感器（131）、冻水流量传感器（132）及回冻水温度传感器（133）传递信号给智能控制器（3），智能控制器（3）还连接有室外安装的室外温湿度传感器（4）和室外湿球度传感器（5）；所述冷却水塔（2）之风机通过变频器（21）控制，变频器（21）由智能控制器（3）控制；于冷却水塔（2）与冷凝器（14）之间的循环回路上分别安装有出冷却水温度传感器（22）和回冷却水温度传感器（23），出冷却水温度传感器（22）和回冷却水温度传感器（23）连接智能控制器（3）。

2.根据权利要求1所述的中央空调智能网络节能控制系统，其特征在于：于冷却水塔（2）与冷凝器（14）的循环回路上引出一路取冷回路，该取冷回路从冷却水塔（2）的输出端取水后经过一比例阀（6）连接到一板式热交换器（7）上进行冷热交换，板式热交换器（7）的回水输出接入冷却水塔（2）的回水端。

3.根据权利要求1所述的中央空调智能网络节能控制系统，其特征在于：所述板式热交换器（7）的冷媒来自于中央空调产生的冷冻水。

4.根据权利要求1所述的中央空调智能网络节能控制系统，其特征在于：智能控制器（3）还通过以太网或工业网络连接有电脑（8）。