CN206281149U - 一种精密空调运行节能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密空调运行节能控制器，包括精密空调室内机和精密空调室外机，精密空调室内机上接入一个节能控制器，节能控制器上设置触摸屏，通过PLC控制模块作为主控模块；节能控制器信号输入输出端分别连接精密基站空调，触摸屏用于控制节能控制器，节能控制器通过变频器控制精密基站空调，节能控制器上还设置有远程监控以及智能电表。本实新型在原有的定频空调控制环节加入一个节能控制器，以实现客户全年能耗降低，整体节能效率可以达到30％～50％，其风机电机和压缩机实现软启停，压缩机启停次数减少70％，延长压缩机的运行寿命，房间温度场的温度波动降低。温度控制精度±0.3℃以内。

Description

一种精密空调运行节能控制器

技术领域

本实用新型涉及空调节能领域，具体涉及一种精密空调运行节能控制器。

背景技术

传统精密空调运行方式为定频启动运转方式，空调根据房间负荷，启动压缩机制冷运行。由于机组只能运行在开关模式，当启动压缩机运行时，房间温度很快下降，压缩机马上转入停机状态，由于室内发热设备的原因，房间温度很快又会超过设定值，导致压缩机会再次启动。在过渡季节，由于室内负荷或房间漏热增大的情况下，压缩机频繁启停的周期很变得很短，频繁的启停将导致压缩机运行寿命的缩短。同样因为此种运行模式，房间的负荷由压缩机启动时冷量承担，在压缩机不运行时段，可以理解为换热器处于闲置状态，从制冷设备运行的角度看，由于缺少部分负荷运行的模式，导致其COP无法达到更高的状态，导致其运行成本高昂。

另外，此类精密空调设备运行时，其室内风机完全定频运行，风机电机运行功耗存在节能空间。

变频控制技术目前已经普遍使用在日常家用空调，目前市场存在大量早期精密空调、基站空调，依旧采用了大量的定频运行压缩机制冷空调系统。

此类运行模式的空调机组业已存在与市场，运行能耗偏高。如果不进行改造，将导致较高的能源消耗。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过将实际已经运转在客户现场的定频运行空调机组，更改为变频运行模式，可以大大降低原来制冷系统的运行冷耗的精密空调运行节能控制器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种精密空调运行节能控制器，包括精密空调室内机和精密空调室外机，精密空调室内机上接入一个节能控制器，节能控制器上设置触摸屏，通过PLC控制模块作为主控模块，PLC控制模块上接有接触器、中间继电器、时间继电器、温度传感器以及变频器；

节能控制器信号输入输出端分别连接精密基站空调，触摸屏用于控制节能控制器，节能控制器通过变频器控制精密基站空调，节能控制器上还设置有远程监控以及智能电表。

作为优选的技术方案，精密空调室内机包括蒸发器、压缩机以及节流部件，精密空调室外机包括一冷凝器，压缩机输出端连接冷凝器输入端组成第一管路，压缩机润滑油随高压高温冷媒被带到室外换热器，冷凝器输出端连接节流部件输入端组成第二管路，节流部件输出端连接蒸发器输入端组成第三管路，节流部件节流后，气液态冷媒，流向蒸发器，蒸发器输出端连接压缩机输入端组成第四管路，冷媒在蒸发器蒸发换热后，气态冷媒返回压缩机，第三管路与第四管路为机组室内机组连接管，回油较好。

作为优选的技术方案，节能控制器通过RS485-1连接变频器以及智能电表，节能控制器通过RS485-2连接触摸屏或者远程监控。

本实用新型的有益效果是：通过增加此类节能控制技术，现有空调运行方式，可以实现

1.客户全年能耗降低，整体节能效率可以达到30％～50％；

2.其风机电机和压缩机实现软启停，压缩机启停次数减少70％，延长压缩机的运行寿命；

3.房间温度场的温度波动降低。温度控制精度±0.3℃以内。

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为本实用新型的系统方框图；

图2为本实用新型节能控制器的电路图；

图3为节能回油系统方框图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，包括精密空调室内机和精密空调室外机，精密空调室内机上接入一个节能控制器，节能控制器上设置触摸屏，通过PLC控制模块作为主控模块，PLC控制模块上接有接触器、中间继电器、时间继电器、温度传感器以及变频器；

节能控制器信号输入输出端分别连接精密基站空调，触摸屏用于控制节能控制器，节能控制器通过变频器控制精密基站空调，节能控制器上还设置有远程监控以及智能电表。

精密空调室内机包括蒸发器、压缩机以及节流部件，精密空调室外机包括一冷凝器。

如图3所示，通常情况下，精密空调作为单冷机组，其系统管路流向单一，冷媒流动过程可以分为：

1.第一管路：排气管段-冷凝器压缩机润滑油随高压高温冷媒被带到室外换热器，

2.第二管路：换热后，形成液态或气液混合态冷媒，返回室内机，

3.第三管路：节流部件节流后，气液态冷媒，流向蒸发器

4.第四管路：冷媒在蒸发器蒸发换热后，气态冷媒返回压缩机。

以上过程，第一管路、第二管路由于安装现场连接管，存在高落差，长连管的可能。易出现压缩机润滑油存留3、4为机组室内机组连接管，回油较好。

通过优化算法，计算压缩机在不同频率运行时间长度，可以累积计算压缩机润滑油跑油量，压缩机运转润滑跑油量是一个基于压缩机运转频率，室内外机连接管长度，连接管落差函数。

Q_{Lost_oil}＝f(压缩机运转频率，内外机连接管长度，内外机连接管落差)

当计算得到的跑油量达到风险警示值，控制逻辑通过提高压缩机运行频率到达指定回油运站频率，运行指定的时间，通过提高压缩机转速，加快系统冷媒流速的回油方式，将存留在系统管路以及换热器中润滑油带回压缩机。

在节能运行过程中，由于负荷调节的需求，压缩机加载频率达到设定的最低可回油频率后，且在此频率运行时间达到指定时间，逻辑将认为，压缩机润滑油已经返回压缩机。逻辑将自动清除之前对压缩机回油时间累积计算值，重新开始计算压缩机回油时间累积。直至下一次达到需要回油运行的时间或被负载运行中的频率控制清除累积。

通过监控压缩机运行电流，以及吸排气温度变化曲线，可以判断压缩机运转的实时状态，可以自动优化，提前或推迟，压缩机进入回油逻辑。可以最大限度的增加机组的节能运行的时间，提高节能的效果。

如图2所示

基本控制原理

1)开关量输入：通过IO.0-IO.6分别接收原控制系统的风机启停，压缩机1启停，压缩机2启停，变频器故障，加热器启停，加湿器启停，以及手动的模式选择信号，转换原精密空调启停信号到节能控制器。

2)温度信号输入：通过NTC1-NTC8，接收回风温度1，回风温度2，送风温度1，送风温度,室外温度，扩展温度1,2,3

根据实时机房负荷，中央控制器通过逻辑运算，计算压缩机及风机电机的输出频率。

3)通过Q0.1-Q0.7输出风机，压缩机1,2，优化模式输出，运行指示，报警指示通过Q1.0模拟风差压短接信号，通过Q1.4作为变频器启停信号。

4)通过RS485-1连接变频器以及智能电表，RS485-2连接触摸屏或者远程监控。

基于节能运行压缩机风机无级控制。

通过控制器接受到室内回风温度设定值，通过PID控制，计算与设定值偏差，给出压缩机运行频率，通过将压缩机的启停控制变更为无级控制后，实现机组的技能。

基于压缩机安全运行的回油逻辑

1)回油逻辑进入条件：

a)运行模式下，低负荷运行频率≤45Hz,累积2小时。

b)当压缩机停止运行，回油累计时间清零。

2)回油逻辑：

a)压缩机按照0.2Hz/控制周期，调节到最小可回油频率

b)压缩机频率达到最小可回油频率，运行指定最短回油时间

最小可回油频率(可设，默认45Hz)

最短回油时间(可设，默认30秒)

3)回油逻辑退出条件：

a)压缩机以指定的回油频率运行时间满足最短回油时间

b)当低压≤3(无时间限制)

c)当高压-低压≥20bar,持续2分钟

d)当高压/低压≥5，持续2分钟

4)回油退出后动作：

a)压缩机按照进入回油之前频率运行

b)内风机按照进入回油之前频率运行

有益效果：

1)通过温度传感器，实现压缩机的无级变频运行，制冷能效比提升；

2)通过检测室内温度负荷，将长期固定频率运行的风机电机实行变频运行，降低能耗；

3)避免最小低频率风机运行，导致的室内温度场不均匀，限制风机最下限运行频率；

4)避免压缩机过载运行，限制压缩机的最大运行频率；

5)避免原模式与优化模式的切换过程，风机报警型号，通过控制单元模式报警短接信号；

6)避免压缩机启动负载对电网冲击，通过控制单元限制压缩机启动允许的最大运转频率；

7)避免低速运转，导致的蒸发器冻结，通过控制单元设定最低回风温度限制；

8)基于压缩机安全运转的回油逻辑。对基于压缩机运转频率的压缩机跑油量进行积分累计，控制单元设定最低回油时间；

9)基于节能需求以及避免回油对房间温度波动造成的冲击，控制单元优化输出最小回油运行时间；

10)当出现变频器故障时，控制逻辑设计，确保机组能自动返回原模式运行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种精密空调运行节能控制器，包括精密空调室内机和精密空调室外机，其特征在于:精密空调室内机上接入一个节能控制器，节能控制器上设置触摸屏，通过PLC控制模块作为主控模块，PLC控制模块上接有接触器、中间继电器、时间继电器、温度传感器以及变频器；

节能控制器信号输入输出端分别连接精密基站空调，触摸屏用于控制节能控制器，节能控制器通过变频器控制精密基站空调，节能控制器上还设置有远程监控以及智能电表。

2.如权利要求1所述的精密空调运行节能控制器，其特征在于:精密空调室内机包括蒸发器、压缩机以及节流部件，精密空调室外机包括一冷凝器，压缩机输出端连接冷凝器输入端组成第一管路，压缩机润滑油随高压高温冷媒被带到室外换热器，冷凝器输出端连接节流部件输入端组成第二管路，节流部件输出端连接蒸发器输入端组成第三管路，节流部件节流后，气液态冷媒，流向蒸发器，蒸发器输出端连接压缩机输入端组成第四管路，冷媒在蒸发器蒸发换热后，气态冷媒返回压缩机，第三管路与第四管路为机组室内机组连接管。

3.如权利要求1所述的精密空调运行节能控制器，其特征在于:节能控制器通过RS485-1连接变频器以及智能电表，节能控制器通过RS485-2连接触摸屏或者远程监控。