CN2630717Y - 中央空调系统节能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本中央空调系统节能控制装置的冷冻水进出口温度传感器和冷却水进出口温度传感器，连接至相关的减法器A、隔离器A、B、C，变频器A、B、C，分别连接控制冷冻、冷却水泵组和冷却塔风机。有动压差要求的中央空调系统，在分水箱和集水箱之间安装压力传感器。连接隔离器A、变频器A，控制冷冻水泵组。具有二级冷冻水泵组的中央空调系统安装流量传感器，连接隔离器D、变频器D，控制二次冷冻水泵组。根据温度、动压差、流量等多个参量，调控各子系统的流量，按用户端需求实时调节提供能量，相关电机节能达60～80％；同时使主机增加运行卸载幅度和提高效率，节能达10～30％；采用简单的减法器和隔离器与变频器配套使用，控制电路简单，成本低。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种控制装置，具体为中央空调系统节能控制装置。
(二)技术背景
目前，公知的中央空调系统水泵的节能控制都是在被控水泵上采用单参量，如温度或者压力作为控制信号，调节变频器频率，控制水泵转速，改变输送液体流量，以达到节能目的。此种控制方法节能幅度有限。
现也有数种采用多参量对中央空调系统进行控制的专利申请，如中国发明专利申请CN1375665“一种中央空调知能节能系统”、CN1415915“压缩式中央空调自适应变流量节能控制装置”，但这些专利设计方案中均需使用可编程序控制器等对变频器进行控制，还需要昂贵的中央控制装备，成本较高，不易推广应用。
(三)实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种中央空调系统节能控制装置，在管路上安装温度、流量或压差传感器，通过减法器、隔离器等对信号进行处理，再通过变频器内的比较电路、比例积分电路，最终使变频器对冷冻水系统的泵和冷却水系统的泵和风机分别进行控制，成本低，易于实施。
本实用新型设计的中央空调系统节能控制装置，包括中央空调主机，冷冻水子系统和冷却水子系统。冷冻水子系统中，中央空调主机的冷冻水管与分水箱相连接，分水箱与各用户端相连接，从用户端返回的冷冻水回水管与集水箱相连接，集水箱与冷冻水泵组连接，冷冻水泵组经冷冻水回水管与中央空调主机相连接。形成冷冻水闭路循环。冷却水子系统中，中央空调主机的冷却水管与冷却水泵组连接，冷却水泵组经冷却水管与冷却塔相连接，冷却塔与中央空调主机相连接。形成冷却水闭路循环。安装在中央空调系统的冷冻水子系统的冷冻水进口、出口温度传感器和冷却水子系统的管路上的冷却水进口、出口温度传感器，连接至相关的减法器、隔离器，再与相关水泵电机的各变频器分别连接，变频器内有比较电路、PI比例积分电路和变频电路。
冷冻水进口和出口温度传感器通过信号电缆连接至信号减法器，再通过信号电缆连接到信号隔离器A，隔离器A输出端通过信号电缆连接到变频器A，变频器A通过三相电缆与冷冻水泵组连接。
冷却水出口温度传感器通过信号电缆连接至信号隔离器B，隔离器B输出端通过信号电缆连接到变频器B，变频器B通过三相电缆与冷却水泵组连接。冷却水进口温度传感器通过信号电缆连接至信号隔离器C，隔离器C输出端通过信号电缆连接到变频器C，变频器C通过三相电缆与冷却塔风电机连接。
直流电源通过电缆分别与各个温度传感器、各个减法器和隔离器的电源端相连。
有动压差要求的中央空调系统，其冷冻水子系统的控制是在分水箱和集水箱之间安装压力传感器。压力传感器通过信号电缆连接至信号隔离器A，隔离器A输出端通过信号电缆连接到变频器A，变频器A通过三相电缆与冷冻水泵电机连接。
在中央空调系统的冷冻水子系统中，设定信号输入变频器A内的比较电路，一般以冷冻水进口和出口温度差为4～6℃作为设定信号。冷冻水进口和出口温度传感器的信号送入减法器，减法器A输出的信号经隔离器A作为误差反馈信号送入变频器A内的比较器进行比较，并经比例积分电路运算，结果送入变频器A内的变频电路，产生改变的频率，即通过三相电缆送入冷冻水泵组调节其运行频率，控制冷冻水子系统流量。
在中央空调系统的冷却水子系统中，冷却水根据系统要求一般进水温度设置为30～32℃，出水温度设置为34～37℃。将34～37℃设定信号输入变频器B内的比较电路，冷却水出口温度传感器的信号经隔离器B作为误差反馈信号送入变频器B内的比较器进行比较，并经比例积分电路运算，结果送入变频器B内的变频电路，产生改变的频率，即通过三相电缆送入冷却水泵组调节其运行频率，控制冷却水子系统流量。将30～32℃设定信号输入变频器C内的比较电路，冷却水进口温度传感器的信号经隔离器C作为误差反馈信号送入变频器C内的比较器进行比较，并经比例积分电路运算，结果送入变频器C内的变频电路，产生改变的频率，即通过三相电缆送入冷却风机调节其运行频率，调节冷却塔冷却风量。
对于有动压差要求的中央空调系统，分水箱和集水箱之间安装压力传感器测定冷冻水子系统的动压差。将系统所需要的最小动压差值作为设定值输入变频器A内的比较电路，压力传感器所测动压差信号通过信号电缆作为误差反馈信号送入隔离器A，再送入变频器A内的比较器进行比较，并经比例积分电路运算，结果送入变频器A内的变频电路，产生改变的频率，即通过三相电缆送入冷冻水泵组电机调节其运行频率，控制冷冻水子系统流量。
本实用新型的优点为：1根据冷冻水子系统的进出口温度、动压差、旁通管流量和冷却水子送系统进出口温度等多个参量，调控冷冻水子系统、冷却水子系统和冷却塔风机散热送风系统的液体和空气流量，使各子系统输送的能量随用户端的需求而实时调节按需提供，从而使相关电机节能达60～80％；同时由于降低了进入中央空调主机蒸发器和冷凝器的交换能量，使中央空调主机增加运行卸载幅度和提高主机效率，中央空调主机节能幅度达10～30％；2本实用新型采用简单的减法器和隔离器与变频器配套使用，信号控制电路简单，成本大大低于采用可编程序控制器，易于推广应用。
(四)附图说明
图1为具有一级冷冻水泵组的中央空调系统节能控制装置实施例1安装连接情况示意图；
图2为具有一级冷冻水泵的中央空调系统节能控制装置实施例2安装连接情况示意图；
图3为具有二级冷冻水泵组的中央空调系统节能控制装置实施例3安装连接情况示意图。
(五)具体实施方式
实施例1
图1所示为本中央空调系统节能控制装置实施例1，此为具有一级冷冻水泵组的中央空调系统。包括中央空调主机3，冷冻水子系统和冷却水子系统。冷冻水子系统中，中央空调主机3的冷冻水管与分水箱5相连接，分水箱5与各用户端相连接，从用户端返回的冷冻水回水管与集水箱7相连接，集水箱7与冷冻水泵组11连接，冷冻水泵组11经冷冻水回水管与中央空调主机3相连接。冷却水子系统中，中央空调主机3的冷却水管与冷却水泵组14连接，冷却水泵组14经冷却水管与冷却塔16相连接，冷却塔16与中央空调主机3相连接。
中央空调主机3的冷冻水进出口水管分别安装冷冻水进口温度传感器6和出口温度传感器4；中央空调主机3的冷却水进出口水管分别安装冷却水进口温度传感器18和出口温度传感器17。
冷冻水进、出口温度传感器6、4通过信号电缆连接至信号减法器8，再通过信号电缆连接到信号隔离器A9，隔离器A9输出端通过信号电缆连接到变频器A10，变频器A10通过三相电缆与冷冻水泵组11连接。
冷却水出口温度传感器17通过信号电缆连接至信号隔离器B12，隔离器B12输出端通过信号电缆连接到变频器B13，变频器B13通过三相电缆与冷却水泵组14连接。
冷却水进口温度传感器18通过信号电缆连接至信号隔离器C2，隔离器C2输出端通过信号电缆连接到变频器C1，变频器C1通过三相电缆与冷却塔风机15连接。
直流电源通过电缆分别与各个温度传感器、各个减法器和隔离器的电源端相连。
当中央空调主机3制热时，冷冻水子系统即为温水子系统，其控制情况与中央空调主机制冷时情况相同。
实施例2
图2所示为本中央空调系统节能控制装置实施例2，此为具有一级冷冻水泵组的有动压差要求的中央空调系统。
中央空调主机3的冷却水进出口水管分别安装冷却水进口传感器18和出口温度传感器17，在分水箱5和集水箱7之间安装压力传感器19；
冷却水进出口传感器18、17与隔离器B、变频器B、隔离器C、变频器C及冷却水泵组14和冷却塔风机15的连接控制与实施例1相同。
压力传感器19通过信号电缆连接至信号隔离器A9，隔离器A9输出端通过信号电缆连接到变频器A10，变频器A10通过三相电缆与冷冻水泵组11连接。
实施例3
图3所示为本中央空调系统节能控制装置实施例3，此为具有二级冷冻水泵组的中央空调系统。
中央空调主机冷冻水出水管与二次冷冻水泵组21相连接，二次冷冻水泵组21与分水箱5连接。
一次冷冻水泵组11的控制与实施例1相同，在中央空调主机1的冷冻水进出口水管分别安装冷冻水进口传感器6和出口温度传感器4；连接减法器A8、隔离器A9和变频器A10控制一次冷冻水泵组11。或者与实施例2相同，在分水箱5和集水箱7之间安装压力传感器19，连接隔离器A9和变频器A10控制冷冻水泵组11。冷却水泵组14和冷却塔风机15的连接控制与实施例1、2相同。
二次冷冻水泵组21的控制装置为：在空调主机3的出水端与集水箱7的出水端之间连接有旁通管，在其上安装流量传感器23。流量传感器23通过信号电缆连接至信号隔离器D22，隔离器D22输出端通过信号电缆连接到变频器D20，变频器D20通过三相电缆与二次冷冻水泵组21连接。将流经旁通管的冷冻水流量零作为设定信号输入变频器D20内的比较电路，旁通管的流量传感器信号经隔离器D22作为误差反馈信号送入变频器D20内的比较器进行比较，并经积分电路运算，结果送入变频器D20内的变频电路，产生改变的频率，即通过三相电缆送入二次冷冻水泵组20调节其运行频率，控制二次冷冻水泵组21的排出量。
Claims (3)
1一种中央空调系统节能控制装置，包括中央空调主机(3)，冷冻水子系统和冷却水子系统；冷冻水子系统中，中央空调主机(3)的冷冻水管与分水箱(5)相连接，分水箱(5)与各用户端相连接，从用户端返回的冷冻水回水管与集水箱(7)相连接，集水箱(7)与冷冻水泵组(11)连接，冷冻水泵组(11)经冷冻水回水管与中央空调主机(3)相连接；冷却水子系统中，中央空调主机(3)的冷却水管与冷却水泵组(14)连接，冷却水泵组(14)经冷却水管与冷却塔(16)相连接，冷却塔(16)与中央空调主机(3)相连接；其特征为：
中央空调主机(3)的冷冻水进出口水管分别安装冷冻水进口温度传感器(6)和出口温度传感器(4)；中央空调主机3的冷却水进出口水管分别安装冷却水进口温度传感器(18)和出口温度传感器(17)；
冷冻水进、出口温度传感器(6)、(4)通过信号电缆连接至信号减法器(8)，再通过信号电缆连接到信号隔离器A(9)，隔离器A(9)输出端通过信号电缆连接到变频器A(10)，变频器A(10)通过三相电缆与冷冻水泵组(11)连接；
冷却水出口温度传感器(17)通过信号电缆连接至信号隔离器B(12)，隔离器B(12)输出端通过信号电缆连接到变频器B(13)，变频器B(13)通过三相电缆与冷却水泵组(14)连接；
冷却水进口温度传感器(18)通过信号电缆连接至信号隔离器C(2)，隔离器C(2)输出端通过信号电缆连接到变频器C(1)，变频器C(1)通过三相电缆与冷却塔风机(15)连接；
直流电源通过电缆分别与各个温度传感器、各个减法器和隔离器、各变频器的电源端相连。
2一种中央空调系统节能控制装置，包括中央空调主机(3)，冷冻水子系统和冷却水子系统；冷冻水子系统中，中央空调主机(3)的冷冻水管与分水箱(5)相连接，分水箱(5)与各用户端相连接，从用户端返回的冷冻水回水管与集水箱(7)相连接，集水箱(7)与冷冻水泵组(11)连接，冷冻水泵组(11)经冷冻水回水管与中央空调主机(3)相连接；冷却水子系统中，中央空调主机(3)的冷却水管与冷却水泵组(14)连接，冷却水泵组(14)经冷却水管与冷却塔(16)相连接，冷却塔(16)与中央空调主机(3)相连接；其特征为：
中央空调主机(3)的冷却水进出口水管分别安装冷却水进口传感器(18)和出口温度传感器(17)，在分水箱(5)和集水箱(7)之间安装压力传感器(19)；
冷却水出口温度传感器(17)通过信号电缆连接至信号隔离器B(12)，隔离器B(12)输出端通过信号电缆连接到变频器B(13)，变频器B(13)通过三相电缆与冷却水泵组(14)连接；
冷却水进口温度传感器(18)通过信号电缆连接至信号隔离器C(2)，隔离器C(2)输出端通过信号电缆连接到变频器C(1)，变频器C(1)通过三相电缆与冷却塔风机(15)连接；
压力传感器(19)通过信号电缆连接至信号隔离器A(9)，隔离器A(9)输出端通过信号电缆连接到变频器A(10)，变频器A(10)通过三相电缆与冷冻水泵组(11)连接。
3根据权利要求1或2所述的中央空调系统节能控制装置，其特征为：
二次冷冻水泵组(21)的控制装置为：在空调主机(3)的出水端与集水箱(7)的出水端之间连接有旁通管，在其上安装流量传感器(23)；流量传感器(23)通过信号电缆连接至信号隔离器D(22)，隔离器D(22)输出端通过信号电缆连接到变频器D(20)，变频器D(20)通过三相电缆与二次冷冻水泵组(21)连接。
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