CN205481584U - 一种中央空调制冷站集成优化节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中央空调制冷站集成优化节能系统，包括监控计算机系统、PLC控制器系统、阀门执行模块、温度测量模块、压力测量模块、流量测量模块、环境测量模块、电能测量模块、冷却水泵控制系统、冷冻水泵控制系统、冷却塔风机控制系统、制冷主机控制系统。本实用新型通过所述的温度、压力、流量、电量、环境测量模块实时采集数据，传输到PLC控制器系统进行参数优化，由监控计算机系统及PLC控制器系统按照工作流程下发指令，由阀门执行模块、冷却水泵、冷冻水泵、主机、冷却塔风机等设备进行节能协调执行，可以实现中央空调制冷站的整体性节能和自动化控制，降低系统能耗，减少手动操作误差。

Description

一种中央空调制冷站集成优化节能系统

技术领域

本实用新型属中央空调技术领域，具体地，涉及一种中央空调制冷站集成优化节能系统。

背景技术

据统计，我国大型公共建筑建筑面积只有城镇建筑总量的4％，但却消耗了建筑能耗总量的22％，无疑是建筑能源消耗的高密度领域。因此，财政部、住房城乡建设部(财建[2011]207号文)《关于进一步推进公共建筑节能工作的通知》中要求：建立健全针对公共建筑特别是大型公共建筑的节能监管体系建设，通过能耗统计、能源审计及能耗动态监测等手段，实现公共建筑能耗的可计量、可监测。争取在“十二五”期间，实现公共建筑单位面积能耗下降10％，其中大型公共建筑能耗降低15％。大型公共建筑种类众多，不同类型的大型公共建筑耗能特点也各不相同，但相同的是中央空调的能耗都占了其中很大的比例。因此，大型公共建筑的节能无一例外都是把中央空调节能摆在首位。

中央空调系统的能耗主要来自于各种流体输送设备，其中制冷压缩机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等冷源设备(或称制冷设备)的能耗约占空调系统总能耗的60％。因此，制冷站的优化节能是中央空调降低能耗的重要组成部分。多年来，我国的中央空调节能技术和产品得到了快速的发展，为降低我国居高不下的建筑能耗做出了有益的贡献。然而，不尽人意的是很多技术和产品通常只关注单一终端产品节能，而忽略了中央空调系统的整体性节能，尤其是市场上缺乏系统性、全局性的整合节能技术和产品。因此，中央空调制冷站的系统性优化节能是目前需要解决的重要问题之一。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是：提供一种中央空调制冷站集成优化节能系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种中央空调制冷站集成优化节能系统，包括监控计算机系统、PLC控制器系统、阀门执行模块、温度测量模块、压力测量模块、流量测量模块、环境测量模块、电能测量模块、冷却水泵控制系统、冷冻水泵控制系统、冷却塔风机控制系统、主机控制系统；

所述温度、压力、流量、环境、电能测量模块实时监测相关参数，并将信号接入PLC控制器系统；所述监控计算机系统同PLC控制器系统连接，对数据、运行状态等进行显示；所述冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机控制系统及阀门执行模块连接到PLC控制器系统，接收PLC控制器系统发送的指令。

所述监控计算机系统由计算机硬件设备和组态软件组成，其作为中央空调制冷站系统的人机接口，至少具有采集PLC控制器系统的数据、执行集成优化节能策略、向PLC下发指令、计算制冷站能耗、计算节能量、生成数据报表、显示趋势曲线、存储历史数据的功能。

所述PLC控制器系统至少由PLC中央控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通讯模块、电量采集模块组成，具有数据采集、指令下发、逻辑判断、节能优化运算的功能。

所述阀门执行模块由主机冷冻水电动阀、冷却水电动阀、冷却塔电动阀组成；所述阀门的开关控制信号、位置状态信号接入PLC控制器系统开关量输入模块；所述电动阀可在监控计算机上开通或关闭。

所述温度测量模块由冷冻总供水温度变送器、冷冻总回水温度变送器、冷却总供水温度变送器、冷却总回水温度变送器组成；所述变送器输出信号接入PLC控制器系统模拟量输入模块。

所述压力测量模块由冷冻总供水压力变送器、冷冻总回水压力变送器组成；所述压力计的信号接入PLC控制器系统模拟量输入模块。

所述流量测量模块由冷冻水总管流量计、主机冷冻水支管流量计、冷却水总管流量计、主机冷取水支管流量计组成；所述流量计实时测量对应管路水的流量，输出信号接入PLC控制器系统模拟量输入模块。

所述环境测量模块由温度传感器、湿度传感器组成；所述传感器安装在室外，实时采集室外的温度和湿度，输出信号接入到PLC控制器系统模拟量输入模块。

所述电量测量模块由主机多功能电量表、冷冻泵多功能电量表、冷却泵多功能电量表、冷却塔风机多功能电量表组成；所述多功能电量表具有Modbus RTU通讯协议，数据传入PLC控制器系统电量采集模块。

所述冷却水泵控制系统由变频器、冷却水泵组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统，变频器的启动、停止由PLC控制器系统进行控制。

所述冷冻水泵控制系统由变频器、冷冻水泵组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统，变频器的启动、停止由PLC控制器系统进行控制。

所述冷却塔风机控制系统由变频器、风机组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统，变频器的启动、停止由PLC控制器系统进行控制。

所述制冷主机控制系统由主机和通讯网关组成；所述通讯网关的通讯协议符合Modbus TRU规定；所述主机的启动、停止控制接点接入PLC控制器系统的开关量输出模块；所述主机的运行/停止状态，故障/正常状态信号接入PLC控制器系统的开关量输入模块。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：通过实时采集相关参数，综合水流量和环境的状态，由PLC控制器系统进行运行参数优化，并由变频器对重要设备进行调频运行，从而可以实现中央空调制冷站的整体性优化节能，降低系统能耗，并实现自动化调节运行，减少手动操作的误差。

附图说明

图1为一种中央空调冷冻站集成优化节能控制系统示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种中央空调制冷站集成优化节能系统，包括监控计算机系统1、PLC控制器系统2、阀门执行模块3、温度测量模块401、压力测量模块402、流量测量模块403、环境测量模块404、电能测量模块405、冷却水泵控制系501、冷冻水泵控制系统502、冷却塔风机控制系统503、主机控制系统504。

所述监控计算机系统1由计算机硬件设备和组态软件组成，其作为中央空调制冷站系统的人机接口，至少具有采集PLC控制器系统2的数据、向PLC控制器系统2下发指令、计算制冷站能耗、计算节能量、生成数据报表、显示趋势曲线、存储历史数据、图表显示等的功能。

所述PLC控制器系统2由PLC中央控制器、模拟量输入模块、开关量输出模块、开关量输入模块、通讯模块、电量采集模块组成，具有数据采集、指令下发、优化节能策略执行、逻辑判断的功能。

所述阀门执行模块3由主机冷冻水电动阀、冷却水电动阀、冷却塔电动阀组成；所述阀门的开关控制信号、位置状态信号均直接接入PLC控制器系统2开关量输入模块；所述电动阀可在监控计算机上开通或关闭。

所述温度测量模块401由冷冻总供水温度变送器、冷冻总回水温度变送器、冷却总供水温度变送器、冷却总回水温度变送器组成；所述变送器分别用于测量冷冻总供水、冷冻总回水、冷却总供水、冷却总回水的温度；所述变送器输出信号均接入PLC控制器系统2的模拟量输入模块；所述温度变送器优先选用具有通讯、数据处理、测量等功能的一体化仪表。

所述压力测量模块402由冷冻总供水压力变送器、冷冻总回水压力变送器组成；所述压力变送器分别用于测量冷冻总供水、冷冻总回水的压力；所述压力变送器的信号均接入PLC控制器系统2的模拟量输入模块。

所述流量测量模块403由冷冻水总管流量计、主机冷冻水支管流量计、冷却水总管流量计、主机冷取水支管流量计组成；所述流量计分别用于测量冷冻总水管、主机冷冻水支管、冷却水总管、主机冷却水支管的水流量；所述流量计优选电磁流量计，输出信号接入PLC控制器系统2的模拟量输入模块。

所述环境测量模块404由温度传感器、湿度传感器组成；所述传感器安装在室外，实时采集室外的温度和湿度，输出信号接入到PLC控制器系统2的模拟量输入模块。

所述电量测量模块405由主机多功能电量表、冷冻泵多功能电量表、冷却泵多功能电量表、冷却塔风机多功能电量表组成；所述多功能电量表具有Modbus RTU通讯协议，数据传入PLC控制器系统2的电量采集模块。

所述冷却水泵控制系统501由变频器、冷却水泵组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统2，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统2，变频器的启动、停止由PLC控制器系统2进行控制。

所述冷冻水泵控制系统502由变频器、冷冻水泵组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统2，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统2，变频器的启动、停止由PLC控制器系统2进行控制。

所述冷却塔风机控制系统503由变频器、风机组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统2，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统2，变频器的启动、停止由PLC控制器系统2进行控制。

所述主机控制系统504由主机和通讯网关组成；所述通讯网关的通讯协议符合Modbus TRU规定；所述主机的启动、停止控制接点接入PLC控制器系统2的开关量输出模块；所述主机的运行/停止状态，故障/正常状态信号接入PLC控制器系统2的开关量输入模块。

本实例的工作过程：上述各个模块实质上组成一种中央空调制冷站集成优化节能系统，通过各种参数采集器件实时采集冷却水总供水、冷却水总回水、冷冻水总供水、冷冻水总回水、冷却泵、冷冻泵、主机及室外环境的相关参数，然后分别传输到PLC控制器系统2，由PLC控制器系统2执行优化节能策略并对照优化规则计算出各设备优化运行参数，然后由PLC控制器系统2将对应的控制指令发送到冷却水泵控制系统501、冷冻水泵控制系统502、冷却塔风机控制系统503、制冷主机控制系统504；中央空调制冷站各设备的启停控制由监控计算机系统1下发指令到PLC控制器系统2，再由PLC控制器系统2将阀门关闭或开通信号传输到阀门执行模块3，将启动或停止运行信号分别传输给冷却水泵控制系统501、冷冻水泵控制系统502、冷却塔风机控制系统503、制冷主机控制系统504。

本实用新型的优点：通过实时采集多种参数，由PLC控制器系统执行优化节能策略并提供给各设备最优运行参数，可以实现中央空调制冷站各设备的节能协调控制，降低系统能耗；同时，由于计算机信息化系统的运用，可以实现中央制冷站系统的自动化运行，减少手动操作误差。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：包括监控计算机系统、PLC控制器系统、阀门执行模块、温度测量模块、压力测量模块、流量测量模块、环境测量模块、电能测量模块、冷却水泵控制系统、冷冻水泵控制系统、冷却塔风机控制系统、主机控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述PLC控制器系统至少由PLC中央控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通讯模块、电量采集模块组成。

3.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述阀门执行模块由主机冷冻水电动阀、冷却水电动阀、冷却塔电动阀组成；所述阀门的开关控制信号、位置状态信号分别接入PLC控制器系统开关量输入模块；所述电动阀可在监控计算机上开通或关闭。

4.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述温度测量模块由冷冻总供水温度变送器、冷冻总回水温度变送器、冷却总供水温度变送器、冷却总回水温度变送器组成；所述变送器输出信号接入PLC控制器系统模拟量输入模块。

5.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述压力测量模块由冷冻总供水压力变送器、冷冻总回水压力变送器组成；所述压力变送器的信号接入PLC控制器系统的模拟量输入模块。

6.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述流量测量模块由冷冻水总管流量计、主机冷冻水支管流量计、冷却水总管流量计、主机冷取水支管流量计组成；所述流量计实时测量对应管路水的流量，输出信号接入PLC控制器系统模拟量输入模块。

7.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述冷却水泵控制系统、冷冻水泵控制系统、冷却塔风机控制系统分别由对应的变频器同冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机组成；所述变频器通讯接口接入PLC控制器系统，变频器频率控制信号来源于PLC控制器系统，变频器的启动、停止由PLC控制器系统进行控制。

8.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷站集成优化节能系统，其特征在于：所述主机控制系统由制冷主机和通讯网关组成；所述主机的启动、停止控制接点接入PLC控制器系统的开关量输出模块；所述主机的运行/停止状态，故障/正常状态信号接入PLC控制器系统的开关量输入模块。