專利名稱：中央空調智能群控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空調自動控制技術領域，具體涉及一種中央空調智能群控系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的中央空調系統(tǒng)一般由多臺主機、多臺冷凍泵、多臺冷卻塔并聯(lián)組成，一臺主機配置一臺冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔，其中系統(tǒng)對冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔的控制方式主要有以下幾種1、直接工頻閥門控制；2、直接變頻控制；3、壓差變頻控制；4、溫差變頻控制；5、回水溫度控制。以上五種控制方式都是采用控制冷卻水流量、冷凍水流量和冷卻塔風量以及主機自動優(yōu)化的方式而達到節(jié)能的效果。第一種控制方式為工頻控制，節(jié)能效果最差；其余四種為變頻控制，節(jié)能效果有所改善，控制精度也有所提高，但仍然未能使空調系統(tǒng)工作于最低能耗狀態(tài)。
目前在使用變頻技術節(jié)能時，人為地開啟主機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔，讓泵和塔做閉環(huán)變頻控制，主機自動優(yōu)化，但是這樣存在兩大弊端，第一，當一套配置不夠用或兩套配置太多時，要靠手動方式來開啟或停止第二套配置，人為的操作方式精確度畢竟有限，容易導致空調系統(tǒng)制冷量不夠或太多，從而造成環(huán)境溫度偏高或偏低，出現(xiàn)時冷時熱的現(xiàn)象；第二，即使在一套系統(tǒng)夠用的情況下，現(xiàn)有的空調控制系統(tǒng)也沒能完全運用變頻的節(jié)電技術，即流量與頻率(即風機的轉速)成正比、功率與頻率的三次方成正比的關系，因而不能做到耗能最小化調節(jié)。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種中央空調智能群控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實時地調節(jié)空調系統(tǒng)的最佳運行狀態(tài)，實現(xiàn)最大的節(jié)能調節(jié)。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)上述目的的一種中央空調智能群控系統(tǒng)，包括空調主機、冷卻塔、冷卻泵、中央處理器、數據采集單元，其特征在于還包括冷卻回水溫度傳感器，設置于空調系統(tǒng)的冷卻回水管上；冷卻出水溫度傳感器，設置于空調系統(tǒng)的冷卻出水管上；冷凍回水溫度傳感器，設置于冷凍回水管上；冷凍出水溫度傳感器，設置于冷凍出水管上；冷凍回水壓力傳感器，設置于冷凍回水管上；冷凍出水壓力傳感器，設置于冷凍出水管上；最不利點冷凍進出水溫度壓力傳感器，設置末端風機進出水管上；工控機，與中央處理器連接，還通過現(xiàn)場總線監(jiān)控變頻器的參數；連接于空調主機與工控機之間的網關；所述的傳感器與數據采集單元連接，由數據采集單元將傳感器所采集的信號上傳至中央處理器。
上述的工控機還有金關軟件，支持OPC接口技術。
上述的中央空調智能群控系統(tǒng)還包括設置于冷凍出水管上的冷凍水流量傳感器。
上述的空調主機上還設有與數據采集單元連接的電力檢測器。
上述的中央空調智能群控系統(tǒng)還包括與工控機連接的遠程監(jiān)控電腦。
與現(xiàn)有技術采用單一參數控制相比，本發(fā)明采用多個參數群控的方式，更能合理地計算出最佳的空調運行參數，充分利用變頻技術，把空調制冷的富余量減少到最??；此外本發(fā)明采用工控機及時存儲空調系統(tǒng)的運行數據，并形成各種功率曲線加以顯示，用戶可通過工控機查看空調系統(tǒng)歷史運行記錄及現(xiàn)時運行參數，還能根據實際需求在工控機上修改空調運行參數，由工控機將參數傳輸至中央處理器。


圖1為本發(fā)明中央空調結構以及傳感器位置示意圖；圖2為本發(fā)明群控電路模塊示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在以包含三臺主機、三臺冷卻塔的中央空調系統(tǒng)為例，結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明如圖1所示，本發(fā)明在原有的中央空調系統(tǒng)里面加設多個傳感器，分別是冷卻回水溫度傳感器1，設置于空調系統(tǒng)的冷卻回水管上；冷卻出水溫度傳感器2，設置于空調系統(tǒng)的冷卻出水管上；冷凍回水溫度傳感器3，設置于冷凍回水管上；冷凍出水溫度傳感器4，設置于冷凍出水管上；冷凍回水壓力傳感器5，設置于冷凍回水管上；冷凍出水壓力傳感器6，設置于冷凍出水管上；冷凍水流量傳感器7，設置于冷凍出水管上，圖1的箭頭為水流方向。此外，在空調主機19上還加設電力檢測器13和網關12。圖1中的室外溫度傳感器8設置于空調機房外面，用于檢測室外環(huán)境溫度；而末端回水溫度傳感器9、末端進水壓力傳感器10以及末端出水壓力傳感器11則設置于空調系統(tǒng)中最不利點的風機上，用于采集最不利點風機的工作狀態(tài)信號。這里的“最不利點”指的是系統(tǒng)設備中運行參數最欠佳的地方，比如最遠端的空調風機。在最不利點加設傳感器，可使采集的數據更準確、全面。
冷卻回水溫度傳感器1、冷卻出水溫度傳感器2、冷凍回水溫度傳感器3、冷凍出水溫度傳感器4、冷凍回水壓力傳感器5、冷凍出水壓力傳感器6、冷凍水流量傳感器7、室外溫度傳感器8、末端回水溫度傳感器9、末端進水壓力傳感器10、末端出水壓力傳感器11以及電力檢測器13通過數據采集單元連接至中央處理器，如圖2所示，并將采集到的溫度、壓力、水流量等信號上傳至中央處理器。
如圖2所示，中央處理器通過I/O單元與冷卻塔進水閥門14、冷卻塔出水閥門15、主機冷卻塔進水閥門18、空調主機19以及主機冷卻塔出水閥門20連接。這樣中央處理器就可通過I/O單元讀取空調主機19的控制模式，比如是遠程控制，還是本地自動或本地手動控制；中央處理器也可通過I/O單元快捷地得知各閥門的工作狀態(tài)，是否出現(xiàn)故障等，并通過I/O單元傳輸控制指令給各閥門。中央處理通過I/O單元與各設備的連接方式及控制方式均為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。
如圖2所示，中央處理器通過模擬量輸出單元及I/O單元與節(jié)能控制單元連接，該節(jié)能控制單元主要由變頻器構成，其輸出端與冷卻塔風機16、冷卻循環(huán)泵17以及冷凍循環(huán)泵21連接。中央處理器通過I/O單元向節(jié)能控制單元輸入冷卻塔風機、冷卻循環(huán)泵及冷凍循環(huán)泵的開啟臺數，由節(jié)能控制單元開啟相應的冷卻塔風機、冷卻循環(huán)泵及冷凍循環(huán)泵；通過模擬量輸出單元向節(jié)能控制單元輸入變頻器的功率及頻率，從而控制冷卻塔風機、冷卻循環(huán)泵及冷凍循環(huán)泵的運行參數，進而控制空調系統(tǒng)的制冷量。
工控機與遠程監(jiān)控電腦、網關12、中央處理器以及節(jié)能控制單元連接，如圖2所示。工控機通過中央處理器采集冷卻泵、冷凍泵及冷卻塔等設備的工作參數及各傳感器的信號參數，并通過現(xiàn)場總線連接至節(jié)能控制單元采集變頻器的功率、頻率參數，再通過網關12讀取空調主機的數據，然后對這些數據進行存儲，并形成各種數據曲線加以顯示，用戶還可通過工控機進行參數設置。此外，工控機還可作為服務器，支持Internet協(xié)議，與遠程監(jiān)控電腦連接，使遠程用戶可通過終端電腦獲知空調系統(tǒng)的各種參數及運行情況，并可通過終端電腦進行參數的修改。工控機還包括OPC接口單元，中央空調系統(tǒng)可通過該接口單元連接至其它樓宇的空調系統(tǒng)，實現(xiàn)幾幢樓宇的空調系統(tǒng)的運行參數及歷史數據匯聚于同一工控機，更方便用戶集中管理。
本發(fā)明的工作過程如下1.空調主機開啟臺數的控制中央處理器讀取各傳感器的檢測數據，以冷卻出水溫度、冷卻進水溫度、冷凍出水溫度、冷凍進水溫度、冷凍水流量以及空調主機的電力參數(如電流、功率)為判斷，當主機開啟臺數不夠時，通過I/O單元再啟動一臺主機；當制冷量太多時，就按照先啟動先停止原則關閉一臺主機，如此循環(huán)運行?？赏ㄟ^軟件設置空調主機啟動和停止的溫度和電力參數，避免空調主機頻繁啟停。
2.冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔變頻控制在主機高效能要求的溫度范圍內，中央處理器采用回水溫度來進行控制；在主機高效能要求的溫度范圍外，采用回水和出水溫度來控制；充分利用變頻技術，即頻率與流量成正比、功率與頻率的立方成正比的關系。
根據冷卻回水溫度來進行冷卻泵比例調節(jié)變頻控制，即f要求＝(f上-f下)/(t上-t下)×(t實際-t下)+f下f要求-要求變頻器要輸出的頻率f上-設定頻率上限(可減少設計富余量)f下-設定頻率下限(可滿足壓力和電機特點)t上-設定溫度上限(滿足主機性能)t下-設定溫度下限(滿足主機性能)t實際-實際溫度f實際-讓變頻器實際輸出的頻率當系統(tǒng)為一臺主機單獨配置一臺冷卻泵時，就按此進行比例調節(jié)，即f實際＝f要求；當系統(tǒng)為多臺冷卻泵并聯(lián)為多臺主機供水時，采用的方式就有別于前面方式，此時要充分體驗其變頻技術節(jié)能的優(yōu)越性，當一臺主機運行時，回水溫度低，就按前面的比例調節(jié)f實際＝f要求，當回水溫度高時，就采用兩臺冷卻泵同時節(jié)能低頻運行，具體計算滿足以下條件即可2(f實際)3＜f要求3，通過計算讓電腦自動算出開幾臺冷卻泵和各自的頻率是多少才能使節(jié)能空間更大，當兩臺主機運行時，采用三臺冷卻泵并聯(lián)供水，即3(f實際)3＜2f要求3，就能得出某溫度下，該怎樣來供冷卻水，采用此方法的前提條件是滿足此時主機冷卻供水量，來充分帶走熱量，此時用到流量與頻率成正比關系。
冷凍泵、冷卻塔同理采用以上冷卻泵頻率調節(jié)的方式控制工作頻率。
3.工控機從中央處理器及節(jié)能控制單元、網關讀取空調系統(tǒng)的運行參數，并對數據進行存儲，繪制成各種曲線，如運行的頻率、電流、電壓、功率及溫度壓力等。工控機不但顯示系統(tǒng)動態(tài)畫面、報表數據，當系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障時，還可報警提醒用戶進行設備的檢查和維修。用戶通過工控機不但可以查看和打印各種數據曲線，還能夠進行空調運行參數的設置和修改。遠程監(jiān)控電腦可連接至工控機，使用戶進行遠程權限監(jiān)控。
權利要求
1.一種中央空調智能群控系統(tǒng)，包括空調主機、冷卻塔、冷卻泵、中央處理器、數據采集單元，其特征在于還包括冷卻回水溫度傳感器，設置于空調系統(tǒng)的冷卻回水管上；冷卻出水溫度傳感器，設置于空調系統(tǒng)的冷卻出水管上；冷凍回水溫度傳感器，設置于冷凍回水管上；冷凍出水溫度傳感器，設置于冷凍出水管上；冷凍回水壓力傳感器，設置于冷凍回水管上；冷凍出水壓力傳感器，設置于冷凍出水管上；工控機，與中央處理器連接，還通過現(xiàn)場總線讀取變頻器的參數；連接于空調主機與工控機之間的網關；所述的傳感器與數據采集單元連接，由數據采集單元將傳感器所采集的信號上傳至中央處理器。
2.根據權利要求1所述的中央空調智能群控系統(tǒng)，其特征在于所述的工控機還設有OPC接口單元。
3.根據權利要求1所述的中央空調智能群控系統(tǒng)，其特征在于還包括設置于冷凍出水管上的冷凍水流量傳感器。
4.根據權利要求1所述的中央空調智能群控系統(tǒng)，其特征在于所述的空調主機上還設有與數據采集單元連接的電力檢測器。
5.根據權利要求所述的中央空調智能群控系統(tǒng)，其特征在于還包括與工控機連接的遠程監(jiān)控電腦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調智能群控系統(tǒng)，包括空調主機、冷卻塔、冷卻泵、中央處理器、數據采集單元，還包括冷卻回水、冷卻出水溫度傳感器、冷凍回水、出水溫度傳感器、冷凍回水、出水壓力傳感器；與中央處理器連接的工控機，其通過現(xiàn)場總線讀取變頻器的參數；空調主機與工控機之間還設有網關；所述的傳感器與數據采集單元連接，由數據采集單元將傳感器所采集的信號上傳至中央處理器。本發(fā)明采用多個參數群控的方式，充分利用變頻技術，把空調制冷的富余量減少到最??；采用工控機及時存儲空調系統(tǒng)的運行數據，并形成各種功率曲線加以顯示，用戶可通過工控機查看、修改空調系統(tǒng)運行參數。
文檔編號F24F11/00GK101017021SQ20071002695
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者任小兵, 俞展新, 鐘欽全 申請人:廣州金關節(jié)能科技發(fā)展有限公司