DE102004028330B4

DE102004028330B4 - System zur zentralen Steuerung für Klimmaanlagen und Verfahren zum Betreiben derselben

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Publication number: DE102004028330B4
Application number: DE102004028330A
Authority: DE
Inventors: Jae Hwan Kwon; Sang Chul Youn; Duck Gu Jeon; Jae Sik Jung; Young Soo Yoon; Jun Tae Kim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2024-06-12
Also published as: JP2005003357A; KR100565486B1; US7204093B2; DE102004028330A1; US20050097905A1; JP4567380B2; CN1291191C; DE102004028330A8; CN1573246A; KR20040106629A

Abstract

System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen, mit:
– mehreren Klimaanlagen (100), die in Räumen eines Gebäudes installiert sind, und
– einer zentralen Steuerungseinheit (200), die mit den mehreren Klimaanlagen über ein Netzwerk verbunden ist,
die Steuerungseinheit (200) enthält:
Mittel zum Erfassen der aktuellen Zustände der angeschlossenen Klimaanlagen;
Mittel zum Berechnen einer Gesamtspitzenleistung aller aktuell betriebenen Klimaanlagen basierend auf in der Steuerungseinheit (200) gespeicherten Maximalleistungswerten der einzelnen Klimaanlagen;
Mittel zum Vergleichen der berechneten aktuellen Gesamtspitzenleistung mit einer Referenzleistung,
Mittel zum Erstellen eines Betriebszeitplans für die betriebenen Klimaanlagen abhängig vom Vergleichsergebnis, wobei die Klimaanlagen basierend auf dem Betriebszeitplan steuerbar sind,
Mittel zum Einstellen des Betriebszeitplans der betriebenen Klimaanlagen, so dass die aktuelle Gesamtspitzenleistung unter der vorgegebenen Referenzleistung liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen sowie ein Verfahren zum Betreiben derselben.
Der Gebrauch von Klimaanlagen steigt stark an, so dass sich Klimaanlagen nun in jedem Raum eine Wohnhauses oder jedem Büro eines Bürogebäudes befinden können. In jüngerer Zeit wurde auch ein Klimaanlagensystem geschaffen, bei dem mehrere Klimaanlagen über ein Netzwerk miteinander verbunden sind.
Ein Beispiel eines Klimaanlagensystems ist ein solches vom Einfachtyp, bei dem Inneneinheiten 11 jeweils mit Außeneinheiten 12 verbunden sind, wie es in der 1 dargestellt ist. Ein anderes Beispiel ist ein Klimaanlagensystem vom Mehrfachtyp, bei dem eine größere Anzahl von Inneneinheiten 11 eine kleinere Anzahl von Außeneinheiten 12 gemeinsam nutzen, die für ein einzelnes Gebäude oder einen einzelnen Stock vorhanden sind, wie es in der 2 dargestellt ist, um Installationsressourcen und Energie einzusparen.
Um für Kühlung zu sorgen, verwendet eine Klimaanlage 10 im Allgemeinen ein Kühlmittel, das in einem Wärmezyklus mit Kompression, Kondensation, Expansion und Verdampfung in den Innen- und Außeneinheiten umgewälzt wird. Andererseits kann eine Klimaanlage mit Wärmepumpe durch Umschalten der Umwälzrichtung des Kühlmittels für Kühlung und Heizung sorgen.
Beim herkömmlichen Klimaanlagensystem erlaubt es eine an der Inneneinheit angebrachte Steuertaste oder eine Fernsteuerung einem Benutzer, einen Steuerbefehl zum Ein-/Ausschalten der Spannung, zum Auswählen des Kühl-/Heizmodus, zur Auswahl des Gebläsemodus, zur Steuerung der Richtung ausgeblasener Luft, zur Steuerung der Kühl-/Heiz- oder Gebläseintensität usw. einzugeben. Auf Grundlage des eingegebenen Steuerbefehls steuert ein in der Inneneinheit vorhandener Mikrocomputer die Menge des Kühlmittels und die Strömung desselben, um eine Innenraumklimatisierung auszuführen.
Wenn im Betrieb einer Klimaanlage ein Fehler auftritt, begibt sich eine Wartungsperson des Gebäudes persönlich zu einer Inneneinheit 11 oder einer Außeneinheit 12 der Anlage, um den Fehler zu prüfen, und dann gibt sie einen Steuerbefehl zur Wartung und zur Reparatur der Klimaanlage ein.
Wenn eine Wartungsperson mehrere Klimaanlagen in einer Schule oder einem großen Gebäude verwaltet, besucht sie jeden Raum, um einen Steuerbefehl einzugeben und um eine manuelle Wartung und einen Reparaturprozess für die Klimaanlage auszuführen.
Einige herkömmliche Klimaanlagensysteme können eine zentrale Steuerung mehrerer Klimaanlagen mittels einer zentralen Steuerungseinheit 20 ausführen, die über ein Netzwerk mittels Spannungsleitungen oder dergleichen mit den mehreren Klimaanlagen verbunden ist. Jedoch sind derartige herkömmliche Klimaanlagensysteme nur mit einer Spannungslampe zum Überprüfen des Spannungszustands jeder Klimaanlage und einer Spannungstaste zum Steuern der Spannung für jede Klimaanlage versehen. Bei den herkömmlichen Systemen kann kein Steuerbefehl zum detaillierten Steuern von Betriebsabläufen der Klimaanlage eingegeben werden, und so kann die zentrale Steuerungseinheit 20 nicht zur Wartung und Reparatur verwendet werden, wenn im Betrieb der Klimaanlage ein Fehler auftritt, wodurch die Nutzungsfähigkeit der Systeme verringert ist.
Insbesondere besteht bei einer Klimaanlage 10 im Anfangsbetrieb hoher Energieverbrauch. Wenn mehrere Klimaanlagen in einem großen Gebäude installiert sind, ist die Gesamtspitzenleistung derselben auch im Normalzustand beträchtlich, was zu Bedenken führt, dass sie die zulässige Grenze eines im Gebäude installierten Leistungsschalters (nicht dargestellt) überschreiten könnte.
Wenn die Gesamtspitzenleistung die zulässige Grenze des Leistungsschalters überschreitet, schaltet dieser die gesamte Spannung für das Gebäude ab. Das zwangsweise Abschalten der Spannung kann nicht nur bei einer laufenden Klimaanlage, sondern auch bei anderen elektrischen Geräten zu körperlichen Stoßbelastungen führen, wodurch die Lebensdauer der Erzeugnisse gesenkt wird.
Stromversorger sorgen abhängig von der Jahreszeit/Gebäuden/Dienstelieferanten für verschiedene obere Leistungsgrenzen. Wenn die Gesamtspitzenleistung die oberen Leistungsgrenzen überschreitet, berechnet der Stromversorger fortschreitend höhere Gebühren, wodurch die Kostenbelastung erhöht ist.
DE 697 27 164 T2 beschreibt ein verteiltes System für eine Klimaanlage, bei der Innen- und Außeneinheiten einer Klimaanlage über ein Netzwerk miteinander verbunden sind. Die Innen- und Außeneinheiten der Klimaanlage lassen sich von einem zentralen Steuerungsgerät bedienen, wobei eine Raumtemperatur innerhalb der Räume von einem Temperaturdetektor erfasst wird.
DE 198 34 275 A1 beschreibt ein Verfahren zum optimierten Steuern und Regeln von Klimaanlagen. Dabei wird die Leistung der einstellbaren Aggregate direkt gesteuert, wobei bei der konventionellen Regelung zur Beeinflussung der Aggregate der Klimaanlage die Raumlufttemperatur und die Raumluftfeuchte einbezogen werden. Als Zielfunktion kann eine Minimierung der exergetisch, umweltrelevant, kalorisch und kostenmäßig bewerteten Energieaufwendungen oder eine Minimierung direkt eingesetzter Naturressourcen festgelegt werden. Bei der Optimierung kann ein Bewertungsfilter eingesetzt werden.
DE 43 31 752 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zur Kühlung von aufgeheizten Räumen. Es wird beschrieben die Lüftungsanlage von einem Steuerrechner anhand von der Innen- und Außentemperatur zu steuern, wobei die Erfassung der Innen- und Außentemperatur als Funktion der Zeit erfolgt und aus der Messung der Innentemperatur eine dem Wärmeinhalt des Gebäudes äquivalente Kenngröße abgeleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen und ein Verfahren zum Betreiben zu schaffen, mit denen es möglich ist, die Gesamtspitzenleistung eines Klimaanlagensystems und auch die Gesamtelektrizitätskosten zu senken und ein zwangsweises Abschalten aufgrund eines schnellen Anstiegs des Energieverbrauchs zu verhindern.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich der Steuerung durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 12 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerung ist eine zentrale Steuerungseinheit überein Netzwerk mit mehreren Klimaanlagen verbunden, um eine zentrale Steuerung der Betriebsabläufe derselben auszuführen, und in der zentralen Steuerungseinheit ist ein Algorithmus für Automatikbetrieb implementiert, um den Betriebsmodus jeder der Klimaanlagen so zu ändern, dass die Gesamtspitzenleistung der laufenden zwei Klimaanlagen unter eine Referenzleistung begrenzt wird, wodurch die Gesamtspitzenleistung und die Stromkosten gesenkt werden können. Die Steuerungseinheit verfügt über eine Datenbank zum Speichern von Leistungswerten mehrerer Innen- und Außeneinheiten, wie sie in einem Gebäude installiert sind, und sie ändert auf Grundlage der gespeicherten Werte die Betriebsmodi der Klimaanlagen, um die Gesamtspitzenleistung unter der genannten Referenzleistung zu halten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines bekannten Klimaanlagensystems vom Einfachtyp zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines bekannten Klimaanlagensystems vom Mehrfachtyp zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das Betriebszeitpläne für Klimaanlagen im System der 3 zeigt; und
5 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben des zentralen Steuerungssystems der 3.
Nun wird die Konfiguration eines zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 erläutert.
Mehrere Klimaanlagen 100 sind jeweils in Räumen eines Gebäudes installiert. Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf ein Klimaanlagensystem vom Einfachtyp, bei dem jede der Klimaanlagen 100 über eine Inneneinheit 110 und eine Außeneinheit 120 verfügt. Jedoch hat der Typ des Klimaanlagensystems nichts mit dem Schutzumfang und dem Grundgedanken der Erfindung zu tun.
Wie es in der 3 dargestellt ist, ist eine zentrale Steuerungseinheit 200 über ein Netzwerk mit den Klimaanlagen 100 verbunden, um Zustandsinformation jeder derselben zu überwachen und um ein Steuersignal entsprechend einem eingegebenen Steuerbefehl an eine entsprechende Klimaanlage zu übertragen. Auf diese Weise führt die zentrale Steuerungs einheit 200 eine zentrale Steuerung des Betriebsablaufs jeder Klimaanlage aus.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 verfügt im Wesentlichen über eine Eingabeeinheit 201 zum Eingeben eines Steuerbefehls sowie eine Anzeigeeinheit 202 zum Anzeigen der Zustandsinformation einer Klimaanlage, die entsprechend dem über die Eingabeeinheit 201 eingegebenen Steuerbefehl arbeitet. Abhängig vom Hersteller können die Eingabeeinheit 201 und die Anzeigeeinheit 202 als in eine einzelne Einheit integrierter Berührungsschirm implementiert sein. In diesem Fall kann der Steuerbefehl durch Berühren des Berührungsschirms eingegeben werden.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 verfügt ferner über ein Klimaanlagen-Kommunikationsmodul 210, eine Datenbank 220, einen Spitzenbetriebsprozessor 230, einen Klimaanlagencontroller 240 und eine Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250.
Das Klimaanlagen-Kommunikationsmodul 210 ermöglicht es der zentralen Steuerungseinheit 200, Signale über das im Gebäude errichtete Netzwerk an die mehreren Klimaanlagen zu senden und von ihnen zu empfangen. Mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls 210 kann die zentrale Steuerungseinheit 200 ein Steuersignal entsprechend einem eingegebenen Steuerbefehl senden, und sie kann auf das gesendete Steuersignal hin die Zustandsinformation von Klimaanlagen empfangen.
Die zentrale Steuerungseinheit 200 steuert die Betriebsmodi der Klimaanlagen 100, um die Gesamtspitzenleistung derselben unter die Obergrenze zu senken, wie sie für das gesamte Gebäude zulässig ist. Um dies zu bewerkstelligen, verfügt die zentrale Steuerungseinheit 200 über die Datenbank 220 zum Speichern der Maximalleistung jeder Klimaanlage. Die Klima anlagen 100, wie sie in jedem der Räume installiert sind, verfügen abhängig vom Hersteller, vom Produkttyp und vom Modell über verschiedene Leistungen. Der Hersteller liefert im Allgemeinen Zahleninformation zur Leistung, die auf eine Seite der Klimaanlage aufgeschrieben ist.
Mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls 210 erkennt der Spitzenbetriebsprozessor 230 die aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen. Unter Bezugnahme auf die in der Datenbank 220 gespeicherte Maximalleistung jeder Klimaanlage berechnet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Gesamtspitzenleistung aller aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 berechnet die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen mit einer vorbestimmten Referenzleistung, die kleiner als die obere Leistungsgrenze ist. Die Wartungsperson der zentralen Steuerungseinheit 200 hat diese vorbestimmte Referenzleistung vorab über die Eingabeeinheit 201 eingegeben. Der Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt den Betriebszeitplan und den Betriebsmodus jeder Klimaanlage in solcher Weise, dass die Klimaanlagen arbeiten, während die Gesamtspitzenleistung unter die Referenzleistung begrenzt ist.
Die Referenzleistung ist Zahleninformation, die die Wartungsperson unter Berücksichtigung der oberen Leistung eingeben kann, wie sie vom Stromversorger geliefert wird und wie sie abhängig von der Jahreszeit/dem Gebäude/Diensteleistern variiert. Wenn die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, tritt das zentrale Steuerungssystem in einen Spitzenwert-Steuerungsmodus zum Aktivieren automatischer Betriebsabläufe der Klimaanlagen mittels der zentralen Steuerungseinheit 200 ein. Wenn die Gesamtspitzenleistung der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, behält jede Klimaanlage ihren Betriebsmodus bei, wie er entsprechend einem Steuerbefehl eingestellt wurde, der individuell für jede Klimaanlage eingegeben wurde.
Der Klimaanlagencontroller 240 steuert den Fluss von Signalen betreffend die Zustandsüberwachung und die Steuerung jeder Klimaanlage. Der Klimaanlagencontroller 240 gibt auch Steuersignale an entsprechende Klimaanlagen aus, damit diese in ihren Betriebsmodi arbeiten können, wie sie durch den Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt werden.
Anders gesagt, erfolgt, wenn die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, keine zentrale Steuerung der Klimaanlagen über den Spitzenbetriebsprozessor 230. Wenn jedoch die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, werden jeweilige Betriebsmodi der Klimaanlagen über einen Algorithmus für automatischen Betrieb im Spitzenbetriebsprozessor 230 bestimmt, und der Klimaanlagencontroller 240 gibt Steuersignale zum Schalten der Betriebsmodi (Kühlmodus ↔ Gebläsemodus) entsprechend den bestimmten Betriebsmodi aus.
Mittels der Eingabeeinheit 201 kann die Wartungsperson den Referenzleistungswert zum Begrenzen der Gesamtspitzenleistung eingeben, und sie kann auch eine Betriebsmodus-Änderungsperiode mit Intervallen eingeben, gemäß denen der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi der Klimaanlagen ändert.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 ändert die Betriebsmodi der Klimaanlagen mit dem Intervall der Modusänderungsperiode. Wenn die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, ermöglicht es der Spitzenbetriebsprozessor 230 ausgewählten, in Betrieb befindlichen Klimaanlagen, im nor malen Modus (z. B. einem Kühlmodus) zu arbeiten, und er ermöglicht es, den restlichen Klimaanlagen (d. h. den nicht ausgewählten), die in Betrieb sind, in einem Gebläsemodus zu arbeiten. Um die Gesamtspitzenleistung der Klimaanlagen zu senken, während eine schnelle Änderung der Innentemperatur vermieden wird, schaltet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die nicht ausgewählten Klimaanlagen nicht vollständig ab, sondern er ermöglicht es ihnen, im Gebläsemodus zu arbeiten, in dem die Leistung gering ist.
Der Spitzenbetriebsprozessor 230 ändert die Betriebsmodi der Klimaanlagen mittels Betriebszeitplänen, die mit dem Intervall der Modusänderungsperiode aktualisiert werden. Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 stellt die Betriebszeitpläne ein.
Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 aktualisiert den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage gemäß einem FIFO(First In First Out)-Schema, durch das diejenige Klimaanlage, die als erste in den Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den Normalmodus zum Kühlen oder Heizen gelangt.
Die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 kann auch den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage auf solche Weise aktualisieren, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Änderung der entsprechenden Innentemperatur, wie sie jeweils in den Räumen erfasst wird, in denen die Klimaanlagen installiert sind, wieder in den Normalmodus eintreten. Diese zwei Betriebszeitplan-Aktualisierungsmethoden können abhängig vom Hersteller selektiv oder gemeinsam verwendet werden.
Die 4 zeigt eine Betriebszeitplantabelle, wie sie durch die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 bestimmt wird.
Für ein besseres Verständnis der Prozedur zum Aktualisieren des Betriebszeitplans gemäß dieser Ausführungsform wird diese Prozedur nachfolgend mit den folgenden Annahmen beschrieben.

1) In n Räumen sind n Klimaanlagen mit derselben Maximalleistung P installiert, so dass der Maximalwert der Gesamtspitzenleistung der Klimaanlagen (n × P)W beträgt.
2) Die Verwaltungsperson stellt die Referenzleistung auf (0,4 × n × P)W ein, damit die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter die Referenzleistung begrenzt werden kann.
3) Die Verwaltungsperson stellt die Betriebsmodus-Änderungsperiode auf 15 Minuten ein.
4) Es sind 10 Klimaanlagen (d. h. n = 10) installiert.

Unter diesen Annahmen beträgt die Gesamtspitzenleistung der ersten bis dritten Klimaanlage AC#1 bis AC#3 zwischen 10:00 und 10:15 im Betrieb (3 × P)W, wie es in der Betriebszeitplantabelle der 4 dargestellt ist. Da die Gesamtspitzenleistung (3 × P)W niedriger als die Referenzleistung (4 × P)W ist, behalten die erste bis dritte Klimaanlage AC#1 bis AC#3 ihre Betriebsmodi, wie sie durch individuelle Steuerung eingestellt sind, in den jeweiligen Räumen, in denen sie installiert sind, bei, ohne dass ihre Betriebsmodi über den Spitzenbetriebsprozessor 230 geändert würden.
Um 10:15 befinden sich alle 10 Klimaanlagen in Betrieb. Demgemäß ändert der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi der Klimaanlagen. Hierbei aktualisiert die Betriebs zeitplan-Aktualisierungseinheit 250 den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage gemäß einem FIFO-Schema auf solche Weise, dass die vierte bis siebte Klimaanlage AC#4 bis AC#7 im Normalmodus für Kühlen oder Heizen arbeiten und die restlichen Klimaanlagen AC#1 bis AC#3 sowie AC#8 bis AC#10 im Gebläsemodus arbeiten. In der 4 zeigen durchgezogene Linien an, dass die entsprechenden Klimaanlagen im Normalmodus arbeiten, und gestrichelte Linien zeigen an, dass die entsprechenden Klimaanlagen im Gebläsemodus arbeiten.
Um 10:30, nachdem die Modusänderungsperiode von 15 Minuten verstrichen ist, aktualisiert die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 erneut den Betriebszeitplan für jede Klimaanlage auf dieselbe Weise, wie sie oben beschrieben ist, so dass die Betriebsmodi der vier Klimaanlagen AC#1, AC#8, AC#9 und AC#10 auf den Normalmodus geändert werden und die Betriebsmodi der restlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus geändert werden.
Um 10:45 schalten, nachdem erneut die Modusänderungsperiode abgelaufen ist, die zweite bis fünfte Klimaanlage AC#2 bis AC#5 auf den Normalmodus, während die restlichen Klimaanlagen im Gebläsemodus verbleiben. Um 11:00 schalten die sechste bis neunte Klimaanlage AC#6 bis AC#9 auf den Normalmodus, während die restlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus schalten.
Auf diese Weise aktualisiert die Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit 250 den Betriebszeitplan jeder Klimaanlage mit dem Intervall der Modusänderungsperiode. Auf Grundlage des aktualisierten Betriebszeitplans schaltet der Spitzenbetriebsprozessor 230 die Betriebsmodi in solcher Weise, dass die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter die Referenzleistung von (4 × P)W begrenzt werden kann, während die Raumtemperatur näherungsweise auf recht erhalten wird.
Nun wird unter Bezugnahme auf das in der 5 dargestellte Flussdiagramm ein Verfahren zum Betreiben des auf die obige Weise aufgebauten zentralen Steuerungssystems für Klimaanlagen beschrieben.
Als Erstes überwacht das zentrale Steuerungssystem, mittels des Klimaanlagen-Kommunikationsmoduls, die Zustände der mit dem Netzwerk verbundenen Klimaanlagen, um die aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen zu erkennen (S1).
Dann berechnet das zentrale Steuerungssystem die Gesamtspitzenleistung der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen, und sie vergleicht diese mit der Referenzleistung, die zuvor durch die Wartungsperson des Systems eingegeben wurde (S2).
Wenn das Vergleichsergebnis dasjenige ist, dass die Gesamtspitzenleistung höher als die Referenzleistung ist, führt das zentrale Steuerungssystem eine Spitzenleistungssteuerung auf solche Weise aus, dass ausgewählte der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen den Normalmodus beibehalten, während die restlichen der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen auf den Gebläsemodus umgeschaltet werden. Wenn die Gesamtspitzenleistung der Referenzleistung entspricht oder niedriger als diese ist, behält das zentrale Steuerungssystem die vorigen Betriebszustände bei. Wenn die Spitzenwertsteuerung mittels der zentralen Steuerungseinheit ausgeführt wird, werden die vorigen Betriebszustände der Klimaanlagen aufrecht erhalten, während die Betriebssteuerung mittels der einzelnen Klimaanlagen in den Räumen blockiert wird (S3).
Dann überprüft das zentrale Steuerungssystem, ob die Be triebszeit im geänderten Betriebsmodus die Modusänderungsperiode überschreitet (S4).
Wenn das Prüfergebnis darin besteht, dass die Betriebszeit die Modusänderungsperiode überschreitet, aktualisiert das zentrale Steuerungssystem die Betriebszeitpläne der Klimaanlagen, während es dann, wenn dies nicht der Fall ist, die Betriebszustände der Klimaanlagen kontinuierlich überwacht (S5).
Es können zwei Verfahren dazu verwendet werden, den Betriebszeitplan selektiv oder gemeinsam zu aktualisieren. Ein Verfahren ist ein FIFO(First In First Out)-Schema, bei dem diejenige Klimaanlage, die als erste in den Gebläsemodus eingetreten ist, als erste wieder in den Normalmodus zurückkehrt. Das andere besteht darin, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmaßes der Änderung der Temperaturen der Räume, in denen die Klimaanlagen installiert sind, wieder in den normalen Modus zum Heizen oder Kühlen eintreten.
Das zentrale Steuerungssystem steuert die Betriebsabläufe der Klimaanlagen entsprechend den aktualisierten Betriebszeitplänen, und dann kehrt es zum anfänglichen Schritt zurück, in dem es die Gesamtspitzenleistung der laufenden Klimaanlagen kontinuierlich überwacht (S6).
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigen ein zentrales Steuerungssystem von Klimaanlagen sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben gemäß der Erfindung die folgenden Merkmale und Vorteile. Das zentrale Steuerungssystem ist mit einer zentralen Steuerungseinheit versehen, die über eine Datenbank verfügt, die Leistungen mehrerer in einem Gebäude installierter Klimaanlagen speichert. Die zentrale Steuerungseinheit führt einen Algorithmus zum automati schen Betriebsablauf aus, der die Gesamtspitzenleistung der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen unter einen Referenzleistungswert begrenzt. Mittels der zentralen Steuerungseinheit kann die Wartung, die Verwaltung und die Betriebssteuerung jeder Klimaanlage ausgeführt werden, so dass die Zweckdienlichkeit der Steuerung verbessert ist. Die Erfindung ist auch wirtschaftlich, da es möglich ist, die Leistungen mehrerer Klimaanlagen zu verwalten.

Claims

System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen, mit: – mehreren Klimaanlagen (100), die in Räumen eines Gebäudes installiert sind, und – einer zentralen Steuerungseinheit (200), die mit den mehreren Klimaanlagen über ein Netzwerk verbunden ist, die Steuerungseinheit (200) enthält: Mittel zum Erfassen der aktuellen Zustände der angeschlossenen Klimaanlagen; Mittel zum Berechnen einer Gesamtspitzenleistung aller aktuell betriebenen Klimaanlagen basierend auf in der Steuerungseinheit (200) gespeicherten Maximalleistungswerten der einzelnen Klimaanlagen; Mittel zum Vergleichen der berechneten aktuellen Gesamtspitzenleistung mit einer Referenzleistung, Mittel zum Erstellen eines Betriebszeitplans für die betriebenen Klimaanlagen abhängig vom Vergleichsergebnis, wobei die Klimaanlagen basierend auf dem Betriebszeitplan steuerbar sind, Mittel zum Einstellen des Betriebszeitplans der betriebenen Klimaanlagen, so dass die aktuelle Gesamtspitzenleistung unter der vorgegebenen Referenzleistung liegt.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klimaanlage (100) eine einzelne Ausseneinheit (120) und eine einzelne Inneneinheit (110) umfasst oder, dass eine Klimaanlage (100) eine einzelne Ausseneinheit und mehrere Inneneinheiten umfasst, die die eine Ausseneinheit gemeinsam nutzen.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (100) im Fall dem Kühlung ein Kühlmittel in einer Richtung umwälzt.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (100) zur Kühlung und zum Heizen geeignet ist und das Kühlmittel in zwei Richtungen umwälzbar ist.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zentrale Steuerungseinheit (200) enthält: – ein Klimaanlagen-Kommunikationsmodul (210) zum Senden und zum Empfangen von Signalen an die oder von den mehreren Klimaanlagen (100) über das Netzwerk; – eine Datenbank (220) zum Vorabspeichern der Maximalleistung jeder der Klimaanlagen (100); – einen Spitzenbetriebsprozessor (230) zum Berechnen der Gesamtspitzenleistung auf Grundlage der in der Datenbank (220) gespeicherten Maximalleistung jeder der Klimaanlagen (100) und zum Bestimmen des Betriebszeitplans und eines Betriebsmodus jeder der Klimaanlagen (100), wenn die Gesamtspitzenleistung der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen die Referenzleistung überschreitet; und – einen Klimaanlagencontroller (240) zum Ausgeben eines Steuersignals an eine entsprechende Klimaanlage, um diese in einen vorbestimmten Betriebsmodus entsprechend dem bestimmten Betriebszeitplan zu schalten.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 5, bei dem die zentrale Steuerungseinheit (200) eine Eingabeeinheit (201) zum Eingeben von Steuerbefehlen für die einzelnen Klimaanlagen und eine Anzeigeeinheit (202) zum Anzeigen von Zustandsinformation der aktuell betriebenen Klimaanlagen aufweist.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenbetriebsprozessor (230) eingerichtet ist, bei einem Überschreiten der Referenzleistung durch die aktuell berechnete Gesamtspitzenleistung basierend auf dem Betriebszeitplan mindestens eine der in Betrieb befindlichen Klimaanlagen (100) in einem normalen Betriebsmodus weiter zu betreiben und mindestens eine in Betrieb befindlichen Klimaanlagen in einen Gebläsemodus zu schalten.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit (200) eine Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) zum Aktualisieren des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen (100) aufweist, wobei der aktualisierte Betriebszeitplan von der Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) an den Spitzenbetriebsprozessor (230) übertragbar ist.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (100) von der Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) gemäss einem FIFO-Schema aktualisierbar ist, so dass die als erste in einen Gebläsemodus geschaltete Klimaanlage, als erste wieder in den normalen Betriebsmodus schaltbar ist.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (100) von der Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) so aktualisierbar ist, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmasses der Temperaturänderung in den Räumen wieder in den normalen Betriebsmodus schaltbar sind.
System zur zentralen Steuerung von Klimaanlagen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszeitplan der Klimaanlagen (100) von der Betriebszeitplan-Aktualisierungseinheit (250) basierend auf einem Intervall einer Modusänderungsperiode aktualisierbar ist, die über die Eingabeeinheit (201) einstellbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer zentralen Steuerung von Klimaanlagen (100), die eine zentrale Steuerungseinheit (200) aufweist, die über ein Netzwerk mit mehreren Klimaanlagen verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit (200) zur Überwachung der Zustände der Klimaanlagen und zur Steuerung der Betriebsabläufe derselben vorgesehen ist, mit den folgenden Schritten: a) Erfassen der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen und Berechnen der aktuellen Gesamtspitzenleistung basierend auf gespeicherten Maximalleistungen der Klimaanlagen und Vergleichen der berechneten Gesamtspitzenleistung mit einer zuvor eingegebenen Referenzleistung (S2); b) wenn im Schritt (a) die Gesamtspitzenleistung die Referenzleistung überschreitet, Weiterbetreiben von mindestens einer der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen in einem normalen Betriebsmodus, und Umschalten von mindestens einer der aktuell in Betrieb befindlichen Klimaanlagen in einen Gebläsemodus (S3); c) wenn in Schritt b) Klimaanlagen umgeschaltet wurden, wird nach Ablauf einer zuvor eingegebenen Modusänderungsperiode (S4) der Betriebszeitplan jeder der Klimaanlagen (S5) nach einem festgelegten Schema aktualisiert; und d) Steuern der Klimaanlagen basierend auf dem aktualisierten Betriebszeitplan (S6).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) das Eingeben der Referenzleistung für den Vergleich mit der Gesamtspitzenleistung der mehreren Klimaanlagen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) das Eingeben der Modusänderungsperiode mit dem Intervall, gemäss dem die Betriebsmodi der Klimaanlagen geändert werden, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) das Aktualisieren des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen gemäss einem FIFO-Schema beinhaltet, bei dem diejenige Klimaanlage, die als erste in einen Gebläsemodus geschaltet wurde, als erste wieder in den normalen Betriebsmodus geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) das Aktualisieren des Betriebszeitplans jeder der Klimaanlagen auf solche Weise beinhaltet, dass Klimaanlagen in absteigender Reihenfolge des Ausmasses der Temperaturänderung der Räume in einen normalen Betriebsmodus geschaltet werden.