專利名稱：中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中央空調(diào)節(jié)能裝置，特別是一種冷凍/溫水系統(tǒng)節(jié)能方法和裝置。
背景技術(shù)：
冷凍/溫水是中央空調(diào)的流動冷/熱介質(zhì)，冷凍/溫水系統(tǒng)的節(jié)能是中央空調(diào)節(jié)能的主要途徑。
傳統(tǒng)的中央空調(diào)冷凍/溫水系統(tǒng)是一個(gè)與實(shí)際的動態(tài)需要無關(guān)的定流量供給系統(tǒng)，一旦啟動空調(diào)主機(jī)，則不管空調(diào)的負(fù)荷大小，冷凍/溫水泵始終滿載(即50Hz)工作，消耗功率很大，從而造成巨大的能量浪費(fèi)。
現(xiàn)有的中央空調(diào)冷凍/溫水系統(tǒng)節(jié)能方法有兩種一種是根據(jù)中央空調(diào)負(fù)荷變化，對冷凍/溫水實(shí)施變流量控制；另一種是人工設(shè)定運(yùn)行頻率。這兩種方法都是使用變頻器使冷凍/溫水泵在低于50Hz的降載狀態(tài)下工作，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。但它們，(1)不能兼容壓縮式冷水機(jī)與吸收式冷/溫水機(jī)兩種不同類型的中央空調(diào)系統(tǒng)。(2)在中央控制器的支持下才能運(yùn)行，不能獨(dú)立工作；或者僅使用變頻器調(diào)速運(yùn)行(即不配置中央控制器)，但其節(jié)能效果只在30％以內(nèi)。(3)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置、功能和工作方式的設(shè)置、軟件編制、運(yùn)行可靠性等方面存在諸多缺陷，有待改進(jìn)和完善。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有的中央空調(diào)冷凍/溫水系統(tǒng)節(jié)能方法及設(shè)備的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種能兼容壓縮式冷水機(jī)與吸收式冷/溫水機(jī)兩種不同類型的中央空調(diào)系統(tǒng)和能脫離中央控制器獨(dú)立運(yùn)行的、運(yùn)行可靠、節(jié)能效果顯著的中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本中央空調(diào)冷凍/溫水系統(tǒng)節(jié)能方法，其特征在于本裝置的智能控制器可在中央控制器的管理下運(yùn)行或脫離中央控制器獨(dú)立運(yùn)行，通過實(shí)時(shí)采集冷凍/溫水供水溫度、冷凍/溫水回水溫度、冷凍/溫總流量、供回水壓差等動態(tài)參數(shù)，用模糊控制理論編制的運(yùn)行軟件，由智能控制器進(jìn)行辨識、運(yùn)算、決策，根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷需要控制其輸出，經(jīng)變頻器控制冷凍/溫水泵轉(zhuǎn)速在低于50Hz的降載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，跟蹤實(shí)時(shí)負(fù)荷需要使其實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)較大幅度節(jié)能和兼容壓縮式冷水機(jī)與吸收式冷/溫水機(jī)兩類中央空調(diào)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明公開了一種中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置，其特征在于由智能控制器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、兩個(gè)變頻器、供水溫度變送器、回水溫度變送器、供回水壓差變送器、總流量計(jì)變送器和多個(gè)繼電器端子板構(gòu)成，智能控制器分別通過通信總線，上連通信接口，下連各輸入、輸出模塊，通信接口與中央控制器連通，模擬量輸出模塊和繼電器端子板的輸出端分別與各變頻器輸入端連接，變頻器輸出端分別與模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊的輸入端和工作泵連接，供水溫度變送器、回水溫度變送器、總流量計(jì)變送器、供回水壓差變送器輸出均與模擬量輸入模塊輸入端相連，模擬量輸出模塊的輸出端還與旁通閥連接。
具有上述結(jié)構(gòu)的中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置，在軟硬件的設(shè)計(jì)上充分考慮了實(shí)現(xiàn)兼容壓縮式冷水機(jī)與吸收式冷/溫水機(jī)兩類中央空調(diào)系統(tǒng)。
本發(fā)明的節(jié)能原理是按季節(jié)、周日、小時(shí)服務(wù)質(zhì)量等級設(shè)置空調(diào)主機(jī)的冷凍/溫水供水溫度值、冷凍/溫水回水溫度值，實(shí)時(shí)檢測冷凍/溫水供水溫度、冷凍/溫水回水溫度、冷凍/溫水總流量和供回水壓差等動態(tài)參數(shù)，以實(shí)測的回水溫度值與設(shè)置的回水溫度值之差為主要依據(jù)，；以實(shí)測的供水溫度值與設(shè)置的供水溫度值之差為輔助依據(jù)，按內(nèi)建的適用性強(qiáng)的模糊控制軟件，由本裝置的智能控制器作辨識、運(yùn)算、決策和修正，獲得最優(yōu)化節(jié)能輸出；上述輸出控制旁通閥的開度，控制冷凍/溫水泵的轉(zhuǎn)速，使水泵在降載狀態(tài)下工作，使冷凍/溫水系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤空調(diào)負(fù)荷的需要，既能滿足空調(diào)舒適性要求，又能達(dá)到最佳節(jié)能效果。
本裝置在確保最小冷凍/溫水流量要求和水泵不堵轉(zhuǎn)的前提下，可節(jié)省電能60％-80％。同時(shí)，由于冷凍/溫水泵采用軟啟/停，工作時(shí)由高速運(yùn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈退龠\(yùn)轉(zhuǎn)，有效地降低了水泵的機(jī)械磨損、噪聲電平以及不構(gòu)成對供電電網(wǎng)的強(qiáng)電流沖擊，提高了空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。


圖1是本裝置的組成框圖及其在系統(tǒng)中的位置示意2是本裝置的電路原理圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本裝置如圖1中虛線內(nèi)部分所示，由智能控制器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、四個(gè)繼電器端子板、變頻器11VF、變頻器12VF、供水溫度變送器、回水溫度變送器、供回水壓差變送器和總流量變送器等主要部件組成。除變頻器12VF和4個(gè)變送器之外的上述部件都裝入11機(jī)柜，變頻器12VF裝入12機(jī)柜，四個(gè)變送器安裝在冷凍/溫水管路中。
智能控制器通過RS-485通信總線，上連通信接口PCI-1612A/9，后者通過RS-232串口與中央控制器通信。智能控制器通過RS-485通信總線下連各輸入、輸出模塊。冷凍/溫水供水溫度、冷凍/溫水回水溫度、冷凍/溫水總流量和供回水壓差等被檢測參數(shù)由各自的變送器輸入本裝置。本裝置輸出的執(zhí)行元件是冷凍/溫水泵和冷凍/溫水供回水總管之間的旁通閥。
由圖2可見，本裝置的智能控制器(HCBT-5510M)是一個(gè)基于PC機(jī)的16位獨(dú)立控制器。智能控制器經(jīng)RS-485外部通信總線經(jīng)過通信接口PCI-1612A/9上連中央控制器，可實(shí)現(xiàn)由中央控制器管理運(yùn)行本裝置及實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話；本智能控制器又通過RS-485內(nèi)部通信總線下連各輸入和輸出模塊，可脫離中央控制器自行管理運(yùn)行本裝置。
模擬量輸入模塊將實(shí)時(shí)采集的供水溫度、回水溫度、總流量、供回水壓差、變頻器11VF運(yùn)行頻率、變頻器12VF運(yùn)行頻率等模擬量參數(shù)作數(shù)字化處理后，經(jīng)RS-485內(nèi)部總線送入智能控制器。智能控制器依照以組態(tài)形態(tài)編制的運(yùn)行軟件，對上述輸入信息進(jìn)行辨識、運(yùn)算、決策和修正，輸出最優(yōu)化決策，經(jīng)模擬量輸出模塊、變頻器11VF、變頻器12VF控制工作泵1和工作泵2的運(yùn)行頻率。本裝置的運(yùn)行軟件，依據(jù)先驗(yàn)有效的資源函數(shù)，邊界條件，輸入/輸出函數(shù)等，按模糊控制規(guī)則編制，覆蓋以壓縮式冷水機(jī)為空調(diào)主機(jī)或以吸收式冷/溫水機(jī)為空調(diào)主機(jī)的冷凍/溫水系統(tǒng)節(jié)能。
本裝置的運(yùn)行狀況，即各冷凍水泵的通/斷、故障信號，手動運(yùn)行信號，自動運(yùn)行信號，各變頻器的運(yùn)行/故障信號經(jīng)數(shù)字量輸入模塊，內(nèi)部總線送入智能控制器；這些信息是運(yùn)行和解算的依據(jù)之一。本裝置的控制、指示信號，即各變頻器的啟/停信號、運(yùn)行/故障信號；各冷凍水泵與各變頻器間的通/斷信號、故障信號；各機(jī)柜自動運(yùn)行信號，由智能控制器輸出，經(jīng)內(nèi)部總線、數(shù)字量輸出模塊、繼電器端子板，送給裝置內(nèi)各控制繼電器和指示燈。
為方便本裝置的調(diào)試、維護(hù)修理和應(yīng)急運(yùn)行，本發(fā)明設(shè)置了純手動工作方式，即智能控制器不參與工作時(shí)，手動調(diào)節(jié)變頻器頻率控制冷凍/溫水泵運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置，其特征在于由智能控制器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、兩個(gè)或兩個(gè)以上變頻器、多個(gè)繼電器端子板、供水溫度變送器、回水溫度變送器、總流量計(jì)變送器和供回水壓差變送器構(gòu)成，智能控制器通過通信總線，上連通信接口和中央控制器，用以實(shí)現(xiàn)由中央控制器管理、運(yùn)行本裝置和人機(jī)對話，下連各輸入、輸出模塊，用以采集信息輸出控制量和實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行；模擬量輸出模塊和繼電器的端子板的輸出端分別與各變頻器輸入端連接，變頻器輸出端分別與工作泵、模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸入模塊的輸入端連接；各變送器輸出與模擬量輸入模塊輸入端相連，模擬量輸出模塊的輸出端還與旁通閥連接。
2.按照權(quán)利要求2所述的中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置，其特征在于各變頻器輸入控制端設(shè)置有自動運(yùn)行和手動運(yùn)行選擇檔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調(diào)冷凍/溫水節(jié)能裝置，它由智能控制器、、輸入模塊、輸出模塊、變頻器和變送器等組成；按季節(jié)、周日、小時(shí)服務(wù)質(zhì)量等級設(shè)置不同的運(yùn)行策略，通過實(shí)時(shí)采集冷凍/溫水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，智能控制器按照模糊控制理論編制運(yùn)行軟件，對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行辨識、運(yùn)算、決策，其輸出經(jīng)變頻器控制冷凍/溫水泵使之安空調(diào)符合需要做最優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)省電能60％－80％。本發(fā)明還兼容壓縮式冷水機(jī)與吸收式冷/溫水機(jī)兩類中央空調(diào)系統(tǒng)，克、可脫離中央控制器獨(dú)立運(yùn)行，設(shè)置了手動、自動工作方式，具有良好的實(shí)用性和可靠性。
文檔編號F24F11/00GK1598425SQ20041004025
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者梁春生, 陳明全, 張黔陽, 史頌平, 陳志順, 智剛, 徐世斌, 羅耀新, 黃臻, 汪琴, 徐玉蘭, 吳潔, 陸群 申請人:貴州華城樓宇科技有限公司, 梁春生, 陳明全, 張黔陽, 史頌平, 陳志順, 智剛, 徐世斌, 羅耀新, 黃臻, 汪琴, 徐玉蘭, 吳潔, 陸群