CN204438420U - 集中空调制冷机房运行的监测评价系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集中空调制冷机房运行的监测评价系统，该监测评价系统由输入模块、测量模块、处理模块、储存模块和评价模块连接而成，所述输入模块具有触摸式信号输入端、其输出端连接处理模块I/O端口之一和储存模块数据I/O端口之一；测量模块具有温度测量单元、空气温湿度测量单元、流量测量单元和电量测量单元，测量模块的信号输出端连接处理模块的I/O端口之二、储存模块的I/O端口之二；评价模块的I/O端口连接处理模块的I/O端口之三、数据输入端连接储存模块的数据输出端。本实用新型可优化使用集中空调制冷机房运行效率，达到节能功效。

Description

集中空调制冷机房运行的监测评价系统

技术领域

本实用新型涉及一种集中空调制冷机房运行的监测评价系统。属于建筑暖通空调技术领域。

背景技术

现有技术中，一般来说，集中空调系统能耗占大型公共建筑的建筑能耗50％以上。由于目前的集中空调粗放式的运行管理，没有对空调系统的设备运行状态进行有益的监测和评价，大量的集中空调系统运行在低功臣效或高能耗状态，远不能达到系统的最佳工作状态，许多集中空调系统的能效不高、造成耗电量增大，浪费能源和污染环境。为此需在对集中空调制冷机房运行进行监测，为提高集中空调制冷机房运行效率提供依据。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了提供集中空调制冷机房运行的监测评价系统，以监测集中空调制冷机房系统的运行情况，并提示运行管理人员对空调系统的运行情况进行调整优化。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

集中空调制冷机房运行的监测评价系统，由输入模块、测量模块、处理模块、储存模块和评价模块连接而成，所述输入模块具有触摸式信号输入端、其输出端连接处理模块I/O端口之一和储存模块数据I/O端口之一，形成输入及控制回路；测量模块具有温度测量单元、空气温湿度测量单元、流量测量单元和电量测量单元，测量模块的信号输出端连接处理模块的I/O端口之二、储存模块的I/O端口之二，形成运行监测回路；评价模块具有状态判断及显示结构，评价模块的I/O端口连接处理模块的I/O端口之三、数据输入端连接储存模块的数据输出端，评价模块根据处理模块的指令及数据处理数据判断空调制冷机房受检测设备的运行状态，并将所述运行状态显示出来，形成运行状态判断及显示回路。

本实用新型的目的还可以通过以下技术方案实现：

进一步的，测量模块包括有带温湿度传感器的温度测量单元和空气温湿度测量单元、带流量传感器的流量测量单元、带电量传感器的电量测量单元，所述温湿度传感器、流量传感器和电量传感器分布在制冷机房设备上，所述温湿度传感器、流量传感器和电量传感器的检测信号输出端通过数据线与处理模块和储存模块信号接入端相接建立数据通信传送，处理模块接收到的检测数据与设定的参数进行逻辑对比和运算，对比和运算结果送入储存模块进行储存及发送至评价模块上显示。

进一步的，所述制冷机房设备包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和各输送管道，在冷冻水泵上设置冷冻水蒸发器和冷冻水分集水器；在冷却水泵上设置冷却水冷疑器和冷却分集水器。

进一步的，在冷冻水蒸发器、冷却水冷疑器、冷冻水分集水器和冷却分集水器的进出水口处各设有温湿度传感器。

进一步的，评价模块包括对比冷冻水温差显示单元、对比冷却水温差显示单元和对比机房能效显示单元块，评价模块通过数据线与处理模块和储存模块数据接入/输出端相接并呈双向式数据传送。

进一步的，所述比冷冻水温差显示单元包括指示冷冻水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比冷却水温差显示单元包括指示冷却水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比机房能效显示单元块包括指示制冷机房设计能效比和运行能效比大小关系的一组红灯和绿灯。

进一步的，所述输入模块由触摸显示屏构成。

本实用新型具有以下的优点及有益效果

1、本实用新型由于形成输入及控制回路、形成运行监测回路和形成运行状态判断及显示回路，通过将温湿度传感器、流量传感器和电量传感器分布在制冷机房设备各设备上，为监测并监督集中空调制冷机房系统的运行状况以及运行状况偏离设计状况的程度，提出集中空调制冷机房运行监测评价系统，由此可以实时监测集中空调制冷机房运行情况，包括温差、能效比等是否符合集中空调制冷机房运行最佳使用效率，从而更好的优化使用集中空调制冷机房运行效率，达到节能功效。

2、本实用新型设有输入模块、测量模块、处理模块、储存模块、评价模块，通过各个模块实时测量并计算逐时的制冷机房运行能效比，同时与制冷机房系统在设计工况下的能效比做比较，根据比较的结果提示运行管理人员检查设备的运行状况，达到智能监测制冷机房系统运行，有助于实现制冷机房系统的节能运行。

3、本实用新型的评价模块包括有对比冷冻水温差计算的显示模块、对比冷却水温差计算的显示模块、对比制冷机房能效计算的显示模块，该评价模块由处理模块接收测量模块的检测数值与储存模块设计优选数据进行对比，形成数据显示在评价模块的各显示模块上，由此实时直观的显示制冷机房系统各设备的运行状况，对各运行状况与设置优选运行方式进行对比，同时显示和警示比对差异，由此可进行及时调整运行方式，达到节能高效的运行方法。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，由输入模块1、测量模块2、处理模块3、储存模块4和评价模块5连接而成，所述输入模块1具有触摸式信号输入端、其输出端连接处理模块3I/O端口之一和储存模块4数据I/O端口之一，形成输入及控制回路；测量模块2具有温度测量单元、空气温湿度测量单元、流量测量单元和电量测量单元，测量模块2的信号输出端连接处理模块3的I/O端口之二、储存模块4的I/O端口之二，形成运行监测回路；评价模块5具有状态判断及显示结构，评价模块5的I/O端口连接处理模块3的I/O端口之三、数据输入端连接储存模块4的数据输出端，评价模块5根据处理模块3的指令及数据处理数据判断空调制冷机房受检测设备的运行状态，并将所述运行状态显示出来，形成运行状态判断及显示回路。

实施例中

所述输入模块1由触摸显示屏构成。

所述测量模块2包括有带温湿度传感器的温度测量单元21和空气温湿度测量单元22、带流量传感器的流量测量单元23、带电量传感器的电量测量单元24，所述温湿度传感器21、流量传感器22和电量传感器23分布在制冷机房设备上，所述温湿度传感器21、流量传感器22和电量传感器23的检测信号输出端通过数据线与处理模块3和储存模块4信号接入端相接建立数据通信传送，处理模块3接收到的检测数据与设定的参数进行逻辑对比和运算，对比和运算结果送入储存模块4进行储存及发送至评价模块5上显示。

所述制冷机房设备包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和各输送管道，在冷冻水泵上设置冷冻水蒸发器和冷冻水分集水器；在冷却水泵上设置冷却水冷疑器和冷却分集水器。在冷冻水蒸发器、冷却水冷疑器、冷冻水分集水器和冷却分集水器的进出水口处各设有温湿度传感器。

评价模块5包括对比冷冻水温差显示单元51、对比冷却水温差显示单元52和对比机房能效显示单元块53，评价模块5通过数据线与处理模块3和储存模块4数据接入/输出端相接并呈双向式数据传送。所述比冷冻水温差显示单元51包括指示冷冻水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比冷却水温差显示单元52包括指示冷却水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比机房能效显示单元块53包括指示制冷机房设计能效比和运行能效比大小关系的一组红灯和绿灯。

上述集中空调制冷机房运行的监测评价方法，包括如下步骤：

1)采用如权利要求1所述的集中空调制冷机房运行监测评价系统，通过输入模块1人工输入制冷机房设备控制区域的各设备运作环境、运行时间、设计参数，并通过储存模块4储存，该设计参数包括有制冷机房内各设备的设计工况下每台设备耗电量、总耗电量和供冷量、制冷机组的性能曲线参数、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的机械效率和电机效率；

2)通过制冷机房内各设备上分别设有的测量模块2，利用测量模块2实时检测相应设备的供冷量、水流量、水温度、室内空气的温湿度和消耗电量的数据，并将检测数据传送至系统中的处理模块3和储存模块4；

3)由处理模块3将步骤2)的检测数据与步骤1)设定的参数进行对比逻辑运算，综合分析，同时发送至评价模块5上；

4)对步骤3)处理模块3综合分析的数据在评估模块上显示，显示是否符合初始设计的优选运行参数值提供给运行管理员，从而实现实时监测制冷机房各设备的运行状态，并可随时对设备运行模式进行调整。

1)输入模块采用LED触摸显示屏，用于人工输入工程地点、工程概况、设备运行时间、设计参数、制冷机房设备，包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔在设计工况下的每台设备耗电量、总耗电量Nd1、Nd2、Nd3、Nd4和供冷量Qd、制冷机组的性能曲线参数、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的机械效率和电机效率等。输入模块的输入数据传输至储存模块进行储存；

2)测量模块包括一个或多个温度测量单元、空气温湿度测量单元、流量测量单元、电量测量单元；同时各个测量单元将物流量测量最终变成数字量信号，传输至处理模块或储存模块，具体包括：

2-1)温度测量单元使用温度传感器分别对各台制冷主机的冷冻水进出蒸发器的温度、冷却水进出冷凝器的温度和冷冻水分集水器的水温、冷却水分集水器的水温进行测量；

2-2)空气温湿度测量单元使用温湿度传感器对室外温湿度进行测量；

2-3)流量测量单元分别对各台制冷主机、各台冷冻水泵、各台冷却水泵、各台冷却塔的实时用电量进行测量；

2-4)电量测量单元流量对各台制冷主机的冷冻水侧、冷却水侧的流量及各台水泵的流量进行测量；

3)处理模块对测量模块的测量数据进行计算，处理模块的处理结果传输至储存模块，并根据评价模块的需要将部分处理结果传输至评价模块，具体计算内容如下：

3-1)根据冷冻水温差＝冷冻水集水器水温—冷冻水分水器水温，计算冷冻水温差；

3-2)根据冷却水温差＝冷却水集水器水温—冷却水分水器水温，计算冷却水温差；

3-3)根据冷(热)量Q为流量、温差和比热的乘积，计算出冷冻水总供冷量Q；

4)评价模块根据制冷机房实际运行情况，做出判断，提示运行管理人员检查制冷机房设备的运行状态。具体来说，评价模块接收来自处理模块和储存模块的数据，进行逻辑运算，并采用多组红灯和绿灯指示制冷机房设备的运行状态；具体的判断规则包括但不限于以下内容：

4-1)当测量和计算得到的冷冻水温差小于设计冷冻水温差时，冷冻水温差组的红灯亮，绿灯灭；当测量和计算得到的冷冻水温差不小于设计冷冻水温差时，冷冻水温差组的红灯灭，绿灯亮；

4-2)当测量和计算得到的冷却水温差小于设计冷却水温差时，冷却水温差组的红灯亮，绿灯灭；当测量和计算得到的冷却水温差不小于设计冷却水温差时，冷却水温差组的红灯灭，绿灯亮；

4-3)当制冷机房运行能效比COP小于制冷机房设计工况能效比COPd时，机房能效比组的红灯亮，绿灯灭；当制冷机房运行能效比COP不小于制冷机房设计工况能效比COPd时，机房能效比组的红灯灭，绿灯亮；

4-4)运行管理人员可根据上述灯组的情况，进一步检查设备的运行状况。

1)记Qd为设计工况机房总供冷量，Nd1、Nd2、Nd3、Nd4分别是设计工况下机房内制冷主机的总用电量之和、冷冻水泵的总用电量之和、冷却水泵的总用电量之和、冷却塔的总用电量之和，根据制冷机房设计工况能效比COPd＝Qd/(Nd1+Nd2+Nd3+Nd4)，得出COPd；

2)记Q为实际运行条件下的机房总供冷量，N1、N2、N3、N4分别是实际运行条件下机房内制冷主机的总用电量之和、冷冻水泵的总用电量之和、冷却水泵的总用电量之和、冷却塔的总用电量之和，根据制冷机房运行能效比COP＝Q/(N1+N2+N3+N4)，得出COP。

运行管理人员可根据上述灯组的情况，进一步检查设备的运行状况。

以某集中制冷机房为例，说明集中空调制冷机房运行监测评价系统的工作原理。工作人员通过输入模块输入Nd1＝658KW,Nd2＝35KW,Nd3＝50KW,Nd4＝50KW,Qd＝4431KW，设计冷冻水供回水温度为7℃/12℃，温差为5℃，设计冷却水供回水温度为32℃/37℃，温差为5℃。某运行时刻，测量模块和处理模块得到以下数据：N1＝400KW,N2＝32KW,N3＝45KW,N4＝45KW，Q＝2800KW，冷冻水分集水器的水温分别是7℃/11℃，即冷冻水运行温差为4℃，冷却水分集水器的水温31℃/35.2℃，即冷却水运行温差为4.2℃。

则评价模块做出以下逻辑运算和评价：

测量和计算得到的冷冻水温差(4℃)小于设计冷冻水温差(5℃)，对比冷冻水温差计算的显示模块的红灯亮，绿灯灭；

测量和计算得到的冷却水温差(4.2℃)小于设计冷却水温差(5℃)，对比冷冻水温差计算的显示模块的红灯亮，绿灯灭；

制冷机房设计工况能效比COPd＝5.58，制冷机房运行能效比COP＝5.36，评价模块根据COP＜COPd，对比机房能效计算的显示模块的红灯亮，绿灯灭。

以上所述仅为本实用新型创造的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型技术方案上的等效转换均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：由输入模块(1)、测量模块(2)、处理模块(3)、储存模块(4)和评价模块(5)连接而成，所述输入模块(1)具有触摸式信号输入端、其输出端连接处理模块(3)I/O端口之一和储存模块(4)数据I/O端口之一，形成输入及控制回路；测量模块(2)具有温度测量单元、空气温湿度测量单元、流量测量单元和电量测量单元，测量模块(2)的信号输出端连接处理模块(3)的I/O端口之二、储存模块(4)的I/O端口之二，形成运行监测回路；评价模块(5)具有状态判断及显示结构，评价模块(5)的I/O端口连接处理模块(3)的I/O端口之三、数据输入端连接储存模块(4)的数据输出端，评价模块(5)根据处理模块(3)的指令及数据处理数据判断空调制冷机房受检测设备的运行状态，并将所述运行状态显示出来，形成运行状态判断及显示回路。

2.根据权利要求1所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：测量模块(2)包括有带温湿度传感器的温度测量单元(21)和空气温湿度测量单元(22)、带流量传感器的流量测量单元(23)、带电量传感器的电量测量单元(24)，所述温湿度传感器(21)、流量传感器(22)和电量传感器(23)分布在制冷机房设备上，所述温湿度传感器(21)、流量传感器(22)和电量传感器(23)的检测信号输出端通过数据线与处理模块(3)和储存模块(4)信号接入端相接建立数据通信传送，处理模块(3)接收到的检测数据与设定的参数进行逻辑对比和运算，对比和运算结果送入储存模块(4)进行储存及发送至评价模块(5)上显示。

3.根据权利要求2所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：所述制冷机房设备包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和各输送管道，在冷冻水泵上设置冷冻水蒸发器和冷冻水分集水器；在冷却水泵上设置冷却水冷疑器和冷却分集水器。

4.根据权利要求2所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：在冷冻水蒸发器、冷却水冷疑器、冷冻水分集水器和冷却分集水器的进出水口处各设有温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：评价模块(5)包括对比冷冻水温差显示单元(51)、对比冷却水温差显示单元(52)和对比机房能效显示单元块(53)，评价模块(5)通过数据线与计算模块(3)和储存模块(4)数据接入/输出端相接并呈双向式数据传送。

6.根据权利要求5所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征在于：所述比冷冻水温差显示单元(51)包括指示冷冻水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比冷却水温差显示单元(52)包括指示冷却水设计温差和运行温差大小关系的一组红灯和绿灯；对比机房能效显示单元块(53)包括指示制冷机房设计能效比和运行能效比大小关系的一组红灯和绿灯。

7.根据权利要求1所述的集中空调制冷机房运行的监测评价系统，其特征是：所述输入模块(1)由触摸显示屏构成。