CN204152772U - 一种水泵节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种水泵节能控制装置，涉及中央空调控制系统中水泵控制的技术领域，用以解决现有水泵输出功率不合理造成能源浪费的问题；该水泵节能控制装置包括控制柜，其柜体上设有控制器，控制器通过电源电路连接有供电电源，控制器还连接有变频器、处理器、操作平台，处理器通过采集器连接有水泵和末端，变频器通过接触器也与水泵连接；实用新型采集器采集室内外温度、供水/回水温度、冷热源工作状况信息，通过处理器分析水泵效率并估算水泵系统的最优流量、供回水的合理温差和压差，从而设定变频输出，通过控制器控制水泵的开启数量和转速，使水泵合理的配合中央空调的整体功率输出，满足末端的需求，减少能源的消耗。

Description

一种水泵节能控制装置

技术领域

本实用新型涉及中央空调控制系统中水泵控制的技术领域，特别是指一种水泵节能控制装置。

背景技术

中央空调系统包括三大组成部分冷热源设备系统、水泵系统和末端(即室内环境)系统，由于中央空调系统是建筑物能耗的中央组成部分，水泵系统的能耗也不容小视。目前，水泵的选型通常按照设计负荷并带有一定安全裕量(10％)选取，而实际运行过程中系统绝大多数时间运行在部分负荷下；水泵作为中央空调水循环系统的主要动力装置，在当前的普遍应用中，一般采用固定流量的方式，为使循环水量在设计负荷下接近设计流量，以及在绝大多数情况下，供冷量与负荷变化相适应，一般采用阀门节流等方式来调节流量，致使水泵提供的能量大部分被阀门消耗，无法根据空调系统对水循环流量的实际需求进行流量调节，这势必会导致能源的浪费。此时，若对水泵采用变频处理，调节水泵转速，使水泵的流量与实际负荷相适应，在满足末端需求的前提下，以达到降低水泵能耗的目的，这是一项具有重要意义的研究。

实用新型内容

本实用新型提出一种水泵节能控制装置，解决了现有技术中水泵输出功率不合理造成能源浪费的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括控制柜，所述控制柜包括柜体，所述柜体上设有采集器、处理器、控制器和变频器；所述采集器分别连接有水泵和末端，所述采集器包括电压采集器、电流采集器、温度采集器、压力采集器和流量采集器；所述处理器与所述采集器连接，所述处理器还连接有所述控制器；所述控制器通过电源电路连接有供电电源，所述控制器还分别连接有操作平台和所述变频器；所述变频器通过接触器与水泵连接。

本实用新型通过采集器分别采集水泵和末端的数据参数，包括供水/回水温度、水泵的功率、供水/回水压力以及室内外温度和湿度，并将其传输给处理器，处理器通过计算供回水温差、压差和水泵输送系数，得出变频参数，通过控制器控制变频器进行变频，并通过接触器控制水泵的转速，使水泵合理的配合中央空调的整体功率输出，在满足末端需求的前提下，减少能源的消耗。同时，通过数据的积累，处理器分析每台水泵在不同负荷时的功率，并计算和匹配水泵的开启组合及频率，使水泵高效节能运行。

作为一种优选的实施方案，所述末端还设有信号接收器，所述信号接收器与所述处理器连接。信号接收器接收末端不同空调的要求，将需求信号传递给处理器，处理器根据采集器和信号接收器的信息动态监控并实现按需供给，实现对水泵系统各支路基本参数的监控，包括温度、压力和重点区域的水流量。

作为一种优选的实施方案，所述操作平台包括触摸显示屏，所述触摸显示屏还与所述处理器连接。通过触摸显示屏手动对控制器进行操作，从而满足实际需要；触摸显示屏还与处理器连接，对处理器的处理模式进行选择。

作为一种优选的实施方案，所述处理器还连接有通信器，所述通信器通过数据接口和上位机连接有冷热源设备。通过通信器使水泵节能控制装置和冷热源设备的控制系统连接，完成水泵与冷热源设备的联动控制，从而更为准确的调整系统流量，优化水泵的转速。

作为一种优选的实施方案，所述数据接口为以太网或RS-485接口中的一种。采用标准以太网接口或RS-485接口，最开始以太网吞吐量为10Mbps，使用CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法，通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网；RS-485数据接口，其传输距离远，传输速度快，共模输出电压为-7～12V，RS-485接收器最小输入阻抗为12KΩ，传输灵敏，使用效果好。

作为一种优选的实施方案，所述控制柜上还设有用于切换节能模式和原系统模式的选择按键。通过控制柜上的选择按键可以对控制柜的控制模式进行选择和切换，根据实际需要进行节能模式与原系统模式之间的切换，双重安全，以更好地满足实际需求。

作为一种优选的实施方案，所述流量采集器为流量传感器，所述压力采集器为压力传感器，所述温度采集器为温度传感器。通过温度传感器检测供回水的温度，通过压力传感器检测供回水的压力，通过流量传感器检测供回水的流量，通过电压采集器和电流采集器检测水泵的功率，从而全面采集中央空调运行过程中冷热源设备的参数，并将其输送给中央处理器单元；由中央处理器单元进行综合分析建筑物的实际负荷，然后，调整冷量的输出，同时，根据室内湿度，调整出水温度。

工作原理：启动供电电源开关，通过控制柜上的选择按键运行节能模式，通过采集器采集水泵和末端的数据参数，包括供水/回水温度、水泵的功率、供水/回水压力以及室内外温度和湿度，并将其传输给处理器，处理器通过计算供回水温差、压差和水泵输送系数，得出变频参数，通过控制器控制变频器进行变频，并通过接触器控制水泵的转速，使水泵合理的配合中央空调的整体功率输出，在满足末端需求的前提下，减少能源的消耗。同时，通过数据的积累，处理器分析每台水泵在不同负荷时的功率，并计算和匹配水泵的开启组合及频率，使水泵高效节能运行。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过采集器有效地获得水泵和末端的运行数据，并在信号接收器的作用下得到末端的不同需求，从而完成动态监控并实现按需供给；通过通信器与冷热源设备的控制系统连接，智能分析控制水循环系统的最优流量，自动设置水泵开启数量和变频输出，控制水泵的转速，合理调用水泵的流量，使水泵合理的配合中央空调的整体功率输出，满足末端需求，减少能源的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型一个实施例的框架结构示意图；

图中：1-电源电路；2-控制器；3-处理器；4-通信器；5-采集器；6-末端；7-操作平台；8-变频器；9-接触器；10-水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅附图1，本实用新型包括控制柜，控制柜通过电线与水泵10连接，控制柜还通过导线与冷热源设备的控制系统连接，控制柜包括柜体，控制柜上还设有用于切换节能模式和原系统模式的选择按键，柜体上设有采集器5、处理器3、控制器2和变频器8。

采集器5分别连接有水泵10和末端6，采集器5包括电压采集器、电流采集器、温度采集器、压力采集器和流量采集器，流量采集器为流量传感器，压力采集器为压力传感器，温度采集器为温度传感器，通过电压采集器和电流采集器采集水泵10的运转功率，通过温度传感器采集供水和回水温度，通过压力传感器采集供水和回水的压力，通过流量传感器采集供水和回水的流量，还可以通过温湿度传感器采集末端6的温度和湿度，从而全面采集水泵10和末端6的运行参数数据，并将其输送给处理器3。

处理器3与采集器5连接，处理器3还连接有控制器2，控制器2通过电源电路1连接有供电电源，图中箭头方向表示供电电源的供电方向，控制器2还分别连接有操作平台7和变频器8，变频器8通过接触器9与水泵10连接。

处理器3综合分析采集器5采集来的数据信息，并计算出变频参数；将变频参数传输给控制器2，控制器2控制变频器8进行变频，变频器8将变频后的频率通过接触器9传输至水泵10，从而控制水泵10的转速，使水泵10实现合理运转。

采集器3采集中央空调系统的相关信息，包括室内温湿度，主管供回水温度和压力；由于，仅以对主管供回水温度作为水泵10调节的依据，会因冷冻水会经过一些阻力较小的支路快速回流至集水器中，而造成回水温度存在偏差；仅采集供回水主管压力也不能准确的反应出系统的压力损失，而考虑到实际管路的最不利末端6与原设计会产生偏差和施工条件等影响，又不适宜在管路最不利末端6采集压力数据，所以通过采集主管的供回水温度、压力，再辅助采集末端6即房间温湿度的手段来经济有效的解决该问题。

末端6还设有信号接收器，信号接收器与处理器3连接，信号接收器接收末端6不同空调的要求，将需求信号传递给处理器3，处理器3根据采集器5和信号接收器的信息动态监控并实现按需供给，从而实现对水系统各支路基本参数的监控，包括温度、压力和重点区域的水流量。对水泵10系统实现自动调节，根据各支路的所需冷热量，各自按照一定的控制策略实现自动控制；自动调节冷冻水泵10以及冷却水泵10的出力，以匹配末端6负荷变化；控制柜可以分时和分区控制水泵10频率和出力，使控制容易，便于操作。

操作平台7包括触摸显示屏，触摸显示屏还与处理器3连接，处理器3还连接有通信器4，通信器4通过数据接口和上位机连接有冷热源设备，数据接口为以太网或RS-485接口中的一种，从而实现水泵10与冷热源设备的联动，完成水泵10与冷热源设备的联动控制，从而更为准确的调整系统流量，优化水泵10转速。

工作原理：启动供电电源开关，通过控制柜上的选择按键运行节能模式，通过采集器5采集水泵10和末端6的数据参数，包括供水/回水温度、水泵10的功率、供水/回水压力以及室内外温度和湿度，并将其传输给处理器3，处理器3通过计算供回水温差、压差和水泵10输送系数，得出变频参数，通过控制器2控制变频器8进行变频，并通过接触器9控制水泵10的转速，使水泵10合理的配合中央空调的整体功率输出，在满足末端6需求的前提下，减少能源的消耗。同时，通过数据的积累，处理器3分析每台水泵10在不同负荷时的功率，并计算和匹配水泵10的开启组合及频率，使水泵10高效节能运行。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过采集器5有效地获得水泵10和末端6的运行数据，并在信号接收器的作用下得到末端6的不同需求，从而完成动态监控并实现按需供给；通过通信器4与冷热源设备的控制系统连接，智能分析控制水循环系统的最优流量，自动设置水泵10开启数量和变频输出，控制水泵10的转速，合理调用水泵10的流量，使水泵10合理的配合中央空调的整体功率输出，满足末端需求，减少能源的消耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水泵节能控制装置，其特征在于：包括控制柜，所述控制柜包括柜体，所述柜体上设有采集器、处理器、控制器和变频器；

所述采集器分别连接有水泵和末端，所述采集器包括电压采集器、电流采集器、温度采集器、压力采集器和流量采集器；

所述处理器与所述采集器连接，所述处理器还连接有所述控制器；

所述控制器通过电源电路连接有供电电源，所述控制器还分别连接有操作平台和所述变频器；

所述变频器通过接触器与水泵连接。

2.根据权利要求1所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述末端还设有信号接收器，所述信号接收器与所述处理器连接。

3.根据权利要求2所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述操作平台包括触摸显示屏，所述触摸显示屏还与所述处理器连接。

4.根据权利要求1所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述处理器还连接有通信器，所述通信器通过数据接口和上位机连接有冷热源设备。

5.根据权利要求4所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述数据接口为以太网或RS-485接口中的一种。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述控制柜上还设有用于切换节能模式和原系统模式的选择按键。

7.根据权利要求1所述的水泵节能控制装置，其特征在于：

所述流量采集器为流量传感器，所述压力采集器为压力传感器，所述温度采集器为温度传感器。