CN207527785U - 一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其包括外部电源、主控器、逆变驱动器、IGBT逆变器以及接触器；所述节电装置还包括出水温度传感器、回水温度传感器以及节电控制器，所述出水温度传感器和回水温度传感器分别安装于中央空调冷冻水通道的出水口和回水口；所述出水温度传感器和回水温度传感器的输出端均连接至节电控制器的输入端，所述节电控制器的第一输出端连接至主控器的输入端；所述外部电源连接至节电控制器的电源端。本实用新型能解决中央空调系统中冷冻循环水系统控制智能化低，能源利用率低，耗电量大等问题。

Description

一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置

技术领域

本实用新型涉及水泵技术领域，尤其涉及一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置。

背景技术

随着企业与社会的发展，中央空调在酒店、大型商场、办公室和工厂车间中的应用越来越广泛。中央空调系统是一个庞大的设备群体，大量的统计结果表明，空调系统所消耗的电能，约占楼宇电耗的40—60％。就任何建筑物来说，选用空调系统都是按当地最热天气时所需的最大制冷量来选取择机型的，且留有10％—15％的余量，各配套系统按最大负载量配置，这种选择不是最合理的。在组成空调系统的各种设备中，水泵所消耗的电能约占整个空调系统的四分之一左右。

现有技术中存在以下缺陷：

早期空调的水泵普遍采用定流量工作，能源浪费非常严重。而实际运行时，中央空调的冷负荷总是在不断变化的，冷负荷变化时所需的冷冻水、冷却水的流量也不同，冷负荷大时所需的冷冻水、冷却水的流量也大，反之亦然。而根据一项对中空调机组运行状态进行分析的权威调查显示，中央空调机组90％的运行时间处于非满负荷运行状态。而冷冻水泵、冷却水泵在此90％的时间内仍处于100％的满负荷运行状态。这样就导致了"大流量小温差"的现象，使大量的电能白白浪费。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供中央空调冷冻循环水泵的节电装置，能解决中央空调系统中冷冻循环水系统控制智能化低，能源利用率低，耗电量大等问题。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其包括外部电源、主控器、逆变驱动器、IGBT逆变器以及接触器，所述外部电源依次通过IGBT逆变器和接触器连接至循环水泵的输入端，所述主控器的输出端通过逆变驱动器连接至IGBT逆变器的控制端，所述外部电源连接至逆变驱动器的电源端；所述节电装置还包括出水温度传感器、回水温度传感器以及节电控制器，所述出水温度传感器和回水温度传感器分别安装于中央空调冷冻水通道的出水口和回水口；所述出水温度传感器和回水温度传感器的输出端均连接至节电控制器的输入端，所述节电控制器的第一输出端连接至主控器的输入端；所述外部电源连接至节电控制器的电源端。

进一步地，所述外部电源包括市电、整流器以及滤波器，所述市电的输出端依次通过整流器连接至滤波器的输入端，IGBT逆变器的输入端和逆变驱动器的电源端均连接至滤波器的输出端，节电控制器的电源端连接至市电的输出端。

进一步地，所述节电装置还包括节电/市电转换开关，所述节电/市电转换开关的输出端连接至接触器的输入端，所述节电/市电转换开关的两个输入端分别连接至市电的输出端和IGBT逆变器的输出端。

进一步地，所述节电装置还包括状态指示灯，所述状态指示灯包括节电状态指示灯和市电状态指示灯，所述节电状态指示灯连接于节电/市电转换开关和IGBT逆变器之间，所述市电状态指示灯连接于节电/市电转换开关和市电之间。

进一步地，所述节电装置还包括双回路温度显示器，所述双回路温度显示器的输入端与节电控制器的第二输出端相连，用于显示出水温度传感器和回水温度传感器采集的出水温度和回水温度。

进一步地，所述节电装置还包括水泵启动器，所述水泵启动器的输出端连接至主控器的检测端。

进一步地，所述节电装置还包括报警指示灯，所述报警指示灯连接至主控器的报警控制端。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

通过出水温度传感器和回水温度传感器实时检测空调系统冷冻水的出水温度和回水温度，并把实际检测到的数据传送到节电控制器，节电控制器根据出水和回水温度的大小输出一标准模拟信号到主控器，主控器再将信号转换并传输到逆变驱动器，控制IGBT逆变器输出交流电的频率，从而控制水泵的电机转速，最终控制冷循环水泵的出水流量，在末端冷负荷较小时，自动降低水泵供水流量，使冷冻水泵输出的水流量与空调冷负荷相匹配，使冷冻循环水在末端风机盘管得到更充分的热交换，即保证空调系统的正常供冷，又最大限度地提高循环水冷量利用率。水泵流量的减小，可大幅度限低水泵运行时的功耗，通过实际检测，与工频运行相比，节电率可达到25％～60％之间，节电效果显著。

附图说明

图1为本实用新型实施例的中央空调冷冻循环水泵的节电装置的结构示意图。

图中：101、出水温度传感器；102、回水温度传感器；103、节电控制器；104、主控器；105、市电；106、整流器；107、滤波器；108、逆变驱动器；109、IGBT逆变器；110、节电/市电转换开关；111、接触器；112、水泵；113、双回路温度显示器；114、水泵启动器；115、状态指示灯；116、报警指示灯。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1所示，一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其包括外部电源、主控器104、逆变驱动器108、IGBT逆变器109以及接触器111，外部电源依次通过IGBT逆变器109和接触器111连接至循环水泵的输入端，主控器104的输出端通过逆变驱动器108连接至IGBT逆变器109的控制端，外部电源连接至逆变驱动器108的电源端；节电装置还包括出水温度传感器101、回水温度传感器102以及节电控制器103，出水温度传感器101和回水温度传感器102分别安装于中央空调冷冻水通道的出水口和回水口；出水温度传感器101和回水温度传感器102的输出端均连接至节电控制器103的输入端，节电控制器103的第一输出端连接至主控器104的输入端；外部电源连接至节电控制器103的电源端。

本实用新型实施例通过出水温度传感器101和回水温度传感器102实时检测空调系统冷冻水的出水温度和回水温度，并把实际检测到的数据传送到节电控制器103，节电控制器103根据出水和回水温度的大小输出一标准模拟信号到主控器(该标准模拟信号可以是通过出水温度和回水温度的差值计算而来，也可以是在节点控制器103中存储一映射表，该映射表为所述差值与标准模拟信号之间的对应关系表，通过节电控制器103的比较器功能获得出水温度和回水温度的差值，然后从映射表中查询对应的标准模拟信号由节电控制器103的第一输出端输出到主控器)，主控器104再将标准模拟信号转换并传输到逆变驱动器108，逆变驱动器108可以是一种PWM控制器，通过接收主控器104发送的标准模拟信号得到一定的占空比，进而控制IGBT逆变器输出交流电的频率，从而控制水泵的电机转速，最终控制冷循环水泵的出水流量，在末端冷负荷较小时，自动降低水泵供水流量，使冷冻水泵输出的水流量与空调冷负荷相匹配，使冷冻循环水在末端风机盘管得到更充分的热交换，即保证空调系统的正常供冷，又最大限度地提高循环水冷量利用率。水泵流量的减小，可大幅度限低水泵运行时的功耗，通过实际检测，与工频运行相比，节电率可达到25％～60％之间，节电效果显著。

作为一种实现方式，外部电源包括市电105、整流器106以及滤波器107，市电105的输出端依次通过整流器106连接至滤波器107的输入端，从而在滤波器107的输出端获得一定的直流信号，连接至逆变驱动器108的电源端为其供电，并连接至IGBT逆变器109的输入端，由IGBT逆变器109逆变产生一定频率的交流信号通过接触器111为水泵112供电。节电控制器103的电源端连接至市电105的输出端，当然，根据节电控制器103的具体情况还可以包括电源转换电路。

在节电装置中，还包括节电/市电转换开关110，节电/市电转换开关110的输出端连接至接触器111的输入端，节电/市电转换开关110的两个输入端分别连接至市电的输出端和IGBT逆变器109的输出端。

节电/市电转换开关110用于节电模式和常规模式的切换，节电模式下，接触器111连接至IGBT逆变器109，可以实现变频输出至水泵112达到节电目的，常规模式为接触器111连接至市电105，由固定频率的市电105为水泵112供电。节电/市电转换开关110实现方式有多种，例如单刀双掷开关、继电器、开关管等。采用单刀双掷开关时，该单刀双掷开关的动触点连接至接触器，其两个静触点分别连接至IGBT逆变器109的输出端和市电105的输出端(当然，还可以是单刀三掷开关，增加一悬空静触点)；采用继电器时，继电器线圈单独存在于某一电路中，其配置有一常开触点和常闭触电，例如将常开触点设置于IGBT逆变器109和接触器111之间，将常闭触电设置于市电105和接触器111之间，则可以实现切换。

为了使得节电模式和常规模式较为直观的呈现，在本实用新型较佳的实施例中，节电装置还包括状态指示灯115，状态指示灯115包括节电状态指示灯和市电状态指示灯，节电状态指示灯连接于节电/市电转换开关110和IGBT逆变器109之间，市电状态指示灯连接于节电/市电转换开关110和市电105之间.从而在节电模式下，IGBT逆变器109、节电/市电转换开关110和接触器111之间构成通路，节电状态指示灯点亮，而市电状态指示灯无法形成闭合回路，则不被点亮。反之，在常规模式下，则市电状态指示灯点亮。

显然，节电装置要实现温度参数对交流电的频率进行调节，则需要将节电/市电转换开关110切换至节电模式方可，如果节能模式出现故障，则首先通过报警指示灯116进行报警，报警指示灯116连接至主控器104的报警控制端，主控器104对节能模式进行监控，在节能模式出现故障时通知报警指示灯116，此种情况下，可以将节电模式切换到常规模式，由市电为水泵供电。

在节电装置中，还包括双回路温度显示器113，双回路温度显示器113的输入端与节电控制器103的第二输出端相连，用于直观显示出水温度传感器101和回水温度传感器102采集的出水温度和回水温度。

在节电装置中，还包括水泵启动器114，水泵启动器114的输出端连接至主控器104的检测端。水泵启动器114应用于节电模式下，具有软启动功能，可无冲击启动水泵电机，大大减小启动时对水泵、电机冲击。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其包括外部电源、主控器、逆变驱动器、IGBT逆变器以及接触器，所述外部电源依次通过IGBT逆变器和接触器连接至循环水泵的输入端，所述主控器的输出端通过逆变驱动器连接至IGBT逆变器的控制端，所述外部电源连接至逆变驱动器的电源端；其特征在于：所述节电装置还包括出水温度传感器、回水温度传感器以及节电控制器，所述出水温度传感器和回水温度传感器分别安装于中央空调冷冻水通道的出水口和回水口；所述出水温度传感器和回水温度传感器的输出端均连接至节电控制器的输入端，所述节电控制器的第一输出端连接至主控器的输入端；所述外部电源连接至节电控制器的电源端。

2.如权利要求1所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述外部电源包括市电、整流器以及滤波器，所述市电的输出端依次通过整流器连接至滤波器的输入端，IGBT逆变器的输入端和逆变驱动器的电源端均连接至滤波器的输出端，节电控制器的电源端连接至市电的输出端。

3.如权利要求2所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括节电/市电转换开关，所述节电/市电转换开关的输出端连接至接触器的输入端，所述节电/市电转换开关的两个输入端分别连接至市电的输出端和IGBT逆变器的输出端。

4.如权利要求3所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括状态指示灯，所述状态指示灯包括节电状态指示灯和市电状态指示灯，所述节电状态指示灯连接于节电/市电转换开关和IGBT逆变器之间，所述市电状态指示灯连接于节电/市电转换开关和市电之间。

5.如权利要求1-4任一项所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括双回路温度显示器，所述双回路温度显示器的输入端与节电控制器的第二输出端相连，用于显示出水温度传感器和回水温度传感器采集的出水温度和回水温度。

6.如权利要求1-4任一项所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括水泵启动器，所述水泵启动器的输出端连接至主控器的检测端。

7.如权利要求1-4任一项所述的中央空调冷冻循环水泵的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括报警指示灯，所述报警指示灯连接至主控器的报警控制端。