電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括電能表，與電能表相連的冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)、監(jiān)視器，所述監(jiān)視器還分別與流量傳感器模塊和溫度傳感器模塊相連，所述流量傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連，所述溫度傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連。工作人員根據(jù)監(jiān)視器顯示的能耗情況，可以快速、精確的對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能控制或改造，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
【專利說明】電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷壓縮機系統(tǒng)、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)(含冷卻塔風機系統(tǒng))、盤管風機系統(tǒng)等組成，即分別是冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)。制冷機組對冷凍水進行制冷降溫(或加熱升溫)，然后由水泵將降溫后的冷凍水輸送到安裝在室內(nèi)的風機盤管機組中，由風機盤管機組采取就地回風的方式與室內(nèi)空氣進行熱交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣處理的目的。在發(fā)達國家中暖通空調(diào)能耗占建筑能耗的65%，以建筑能耗占總能耗的35.6%計算，暖通空調(diào)能耗占總能耗的比例可高達22.75%。另外，空調(diào)還是基站和通信機房中的主要耗電設備，空調(diào)系統(tǒng)能耗已占通信行業(yè)能耗的40%以上。我國現(xiàn)有公共建筑設施所使用的中央空調(diào)產(chǎn)品大部分處于高能耗、維修率高、使用壽命短的困境。
[0003]如果可以實時監(jiān)測中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況，那么可以方便、快速、精確的對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能控制或改造，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。而對中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗影響較大的因素主要包括各個子系統(tǒng)的總耗電量。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述問題，本實用新型提供一種電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時顯示中央空調(diào)的能耗情況，便于快速、精確的對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能控制或改造，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
[0005]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括電能表，與電能表相連的冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)、監(jiān)視器，所述監(jiān)視器還分別與流量傳感器模塊和溫度傳感器模塊相連，所述流量傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連，所述溫度傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連。
[0007]其中電能表用以實時檢測冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)和空調(diào)末端子系統(tǒng)的總耗電量并傳送給監(jiān)視器；流量傳感器模塊和溫度傳感器模塊分別實時檢測冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)的流量和溫度并傳送給監(jiān)視器，工作人員根據(jù)監(jiān)視器顯示的能耗情況，可以快速、精確的對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能控制或改造，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
[0008]進一步的，優(yōu)選溫度傳感器模塊實時檢測冷凍水子系統(tǒng)的冷凍水進口處和出口處的溫度，也實時檢測冷卻水子系統(tǒng)的冷卻水進口處和出口處的溫度?？梢愿鶕?jù)對應的進口處和出口處的溫度差值，精確獲得單獨的冷水機組子系統(tǒng)的能效評估指標“冷水機組運行效率”和冷卻水子系統(tǒng)的能效評估指標“冷卻水輸送系數(shù)”。[0009]本實用新型的有益效果是:電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時顯示中央空調(diào)的能耗情況，便于快速、精確的對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能控制或改造，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2是改進后的電制冷冷水機組中央空調(diào)的能效評分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3是改進后的電制冷冷水機組中央空調(diào)的能效評分系統(tǒng)評分的流程圖；
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本實用新型技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0014]如圖1所示，電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，包括電能表、冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)、監(jiān)視器、流量傳感器模塊、溫度傳感器模塊。其中電能表分別與冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)相連，用于實時監(jiān)測各個子系統(tǒng)的總耗電量并傳送給監(jiān)視器進行顯示；流量傳感器模塊分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連，用以實時監(jiān)測冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)的流量并傳送給監(jiān)視器顯示；溫度傳感器模塊分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連，用以實時檢測冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)的溫度并傳送給監(jiān)視器顯示。
[0015]優(yōu)選電能表是智能電能表，流量傳感器模塊是智能流量傳感器模塊，溫度傳感器模塊是智能溫度傳感器模塊。
[0016]進一步的，將溫度傳感器模塊連接到冷凍水子系統(tǒng)的冷凍水進口處和出口處，可以實時監(jiān)測冷凍水進口處和出口處的溫度；同樣的，溫度傳感器模塊還需要連接到冷卻水子系統(tǒng)的冷卻水進口處和出口處，可以實時監(jiān)測冷卻水子系統(tǒng)的冷卻水進口處和出口處的溫度?？梢愿鶕?jù)對應的進口處和出口處的溫度差值，精確獲得單獨的冷水機組子系統(tǒng)的能效評估指標“冷水機組運行效率”和冷卻水子系統(tǒng)的能效評估指標“冷卻水輸送系數(shù)”。本技術方案可以直接顯示中央空調(diào)的能耗情況，但無法對實際工況下中央空調(diào)能效水平做出打分評價，無法對系統(tǒng)的能效水平進行精細評價。
[0017]對本技術方案進行改進后，得到一種電制冷冷水機組中央空調(diào)的能效評分系統(tǒng)，如圖2所示，包括監(jiān)控主機，與監(jiān)控主機相連的冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)、電能表、流量傳感器模塊、溫度傳感器模塊。其中電能表用以實時檢測冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)和空調(diào)末端子系統(tǒng)的總耗電量并傳送給監(jiān)控主機；流量傳感器模塊和溫度傳感器模塊分別用以實時檢測冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)的流量和溫度并傳送給監(jiān)控主機。優(yōu)選電能表是智能電能表，流量傳感器模塊是智能流量傳感器模塊，溫度傳感器模塊是智能溫度傳感器模塊。且溫度傳感器模塊實時檢測冷凍水子系統(tǒng)的冷凍水進口處和出口處的溫度，實時檢測冷卻水子系統(tǒng)的冷卻水進口處和出口處的溫度。
[0018]下面以智能電能表、智能流量傳感器模塊、智能溫度傳感器模塊構(gòu)成的電制冷冷水機組中央空調(diào)的能效評分系統(tǒng)為例介紹一下其評分的具體步驟，其中智能電能表模塊、智能流量傳感器模塊、智能溫度傳感器模塊等能效數(shù)據(jù)采集模塊由485總線互聯(lián)，并將測量到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機用于能效評分:
[0019]如圖3所示，步驟1)，計算冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)和空調(diào)末端子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)的能效評估指標，所有指標的計算均以I個小時為周期。具體的子系統(tǒng)能效評估指標計算方法及對應的能效數(shù)據(jù)采集模塊如下:
[0020]冷水機組子系統(tǒng)的能效評估指標“冷水機組運行效率”El的計算公式為El = Q/N，Q為中央空調(diào)系統(tǒng)的總制冷量，單位kW *h，N為電制冷冷水機組的總耗電量，單位kW.h。
Q的具體公式為0 = Cp.m.Δt/360，其中:冷凍水進出口的溫差At (單位。C)可由智能溫度
傳感器模塊測量；CP (4.2kJ/(kg.°C ))為水的定壓比熱；水的質(zhì)量m (單位kg)由水的密度P (I X 103kg/m3)乘以流量G (m3/h)和時間t計算出，時間t取Ih,流量G可由智能流量傳感器模塊測量。冷水機組的總耗電量N通過采集智能電能表數(shù)據(jù)獲得。
[0021]冷凍水子系統(tǒng)的能效評估指標“冷凍水輸送系數(shù)”E2的計算公式為E2 = Q/Nchp,Ndip為冷凍水泵的總耗電量，具體可通過采集智能電能表數(shù)據(jù)獲得。
[0022]冷卻水子系統(tǒng)的能效評估指標“冷卻水輸送系數(shù)”E3的計算公式為E3 = Qc/Ncp, Qc為冷卻水交換的總熱量,單位kW.h, Qc計算公式為:Q。= P CpGl (tout-tin).t, tin、tout分別為冷卻水進出口溫度，單位為V，由智能溫度傳感器模塊測出，冷卻水流量可以由智能流量傳感器模塊測量。Nc5為冷卻水泵的總耗電量，具體可通過采集智能電能表數(shù)據(jù)獲得。
[0023]空調(diào)末端子系統(tǒng)的能效評估指標“末端能效比”E4的計算公式為E4 = Q/ Σ Nt,Σ Nt為所有空調(diào)末端的總耗電量，具體可通過采集智能電能表數(shù)據(jù)獲得。
[0024]步驟2)，根據(jù)步驟I)計算出的各個子系統(tǒng)的能效指標，結(jié)合對應的能效指標限值，計算四個子系統(tǒng)的評估指標限值比。具體計算方法如下:冷水機組子系統(tǒng)的評估指標限值比BI的計算公式為BI = E1/E1lv, EIlv是冷水機組子系統(tǒng)的能效國標限值；冷凍水子系統(tǒng)的評估指標限值比B2的計算公式為B2 = E2/E2lv,E2lv是冷凍水子系統(tǒng)的能效國標限值；冷卻水子系統(tǒng)的評估指標限值比B3的計算公式為B3 = E3/E3lv, E3lv是冷卻水子系統(tǒng)的能效國標限值；空調(diào)末端子系統(tǒng)的評估指標限值比B4的計算公式為B4 = E4/E4lv, E4lv是空調(diào)末端子系統(tǒng)的能效國標限值。
[0025]步驟3)，按照步驟2)所述的子系統(tǒng)評估指標限值比，并結(jié)合各子系統(tǒng)在空調(diào)總體能效計算中的權重系數(shù)，計算出中央空調(diào)系統(tǒng)的能效評估分數(shù)，具體采用的計算公式為F=(Bl*ql+B2*q2+B3*q3+B4*q4)*100，其中，冷水機組子系統(tǒng)的權重系數(shù)ql=0.32，冷凍水子系統(tǒng)的權重系數(shù)q2=0.39，冷卻水子系統(tǒng)的權重系數(shù)q3=0.19，空調(diào)末端子系統(tǒng)的權重系數(shù) q4=0.1 ο
[0026]步驟4)，按照步驟3)計算出的冷水機組中央空調(diào)系統(tǒng)的能效評估分數(shù)，依據(jù)以下分數(shù)區(qū)間計算中央空調(diào)系統(tǒng)的能效評估等級:能效評估分數(shù)F ^ 120，能效等級為優(yōu)+ ;能效評估分數(shù)滿足100 ( F<120,能效等級為優(yōu)；能效評估分數(shù)滿足70 ( F<100,能效等級為良；能效評估分數(shù)滿足50 ( F〈70，能效等級為中；能效評估分數(shù)F〈50，能效等級為差。
[0027]其中子系統(tǒng)能效評估指標的國標限值的取值方法和依據(jù):
[0028]I)冷水機組子系統(tǒng)的能效國標限值Elw的選取參考《空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)濟運行GB/T17981-2007》，該限值的選取和設計冷負荷CL及系統(tǒng)工況相關，具體見附表1。
[0029]附表1冷水機組運行效率限值
【權利要求】
1.電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括電能表，與電能表相連的冷水機組子系統(tǒng)、冷凍水子系統(tǒng)、冷卻水子系統(tǒng)、空調(diào)末端子系統(tǒng)、監(jiān)視器，所述監(jiān)視器還分別與流量傳感器模塊和溫度傳感器模塊相連，所述流量傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連，所述溫度傳感器模塊還分別與冷凍水子系統(tǒng)和冷卻水子系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器模塊實時檢測冷凍水子系統(tǒng)的冷凍水進口處和出口處的溫度，實時檢測冷卻水子系統(tǒng)的冷卻水進口處和出口處的溫度。
3.根據(jù)權利要求2所述的電制冷冷水機組中央空調(diào)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電能表是智能電能表，所述流量傳感器模塊是智能流量傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊是智能溫度傳感器模塊。
【文檔編號】F24F11/02GK203687298SQ201420042286
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權日:2014年1月23日
【發(fā)明者】蘇義榮, 趙仰東, 丁孝華, 吳 琳, 柳勁松, 張曉燕, 王丙文, 時珊珊, 王雙虎, 包海龍, 吳俊興, 劉雋, 楊文 , 徐久榮, 席旸旸, 謝琳, 田小東, 沈兵兵, 劉元園, 郁潔, 周贛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)上海市電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 東南大學