专利名称：一种基于物联网的中央空调主机节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调节能和物联网技术领域，特别是适用于医院、商场、学校等大型场所的基于物联网的中央空调主机节能装置有关。
背景技术：
中央空调是现在生活中不可缺少的设施，特别是一些大型公共场所，如医院、商场、学校、车站等等，中央空调与室内普通空调相比，主要的优势就是可以室内温度保持在所要求的范围内，又能使室内空气新鲜，有利于身体健康。但由于中央空调功率大，耗电量大，支付电费成为用户的一项巨大开支。比如医院，绝大多数的地方都不能离开空调，手术室、病房、就诊室等，基本上都是常年保持适当的温度，据预算，中央空调能耗占整个建筑物能耗的60%左右，能量消耗十分巨大。由于在室内人员流动、温度起伏等各种因素，中央空调系统制冷量具有明显的负荷需求动态变化，且在设计时水泵的扬程(功率)都有相当大的裕量。所以对整个中央空调主机进行节能改造是很有必要且节能效果显著的有效措施。物联网(The Internet of things)技术在现代生活中接触越来越多，它主要通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，以其信息传递的便利性越来越受人们青睐。所以本发明人就是在这个行业技术环境下，研制出一种基于物联网的中央空调主机节能装置，本案由此产生。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的中央空调主机节能装置，根据实际空调使用情况来改变中央空调主机的运行状态，实现最优化节能控制。为了实现上述目的，本实用新型采用的是技术方案是一种基于物联网的中央空调主机节能装置，包括主机、末端，主机和末端之间连接有均设置了温度传感器的供水管和回水管；主机包括调节运行功率的滑阀调节模块、以及调节水流量的调节阀；供水管、回水管上分别安装供水网络智能控制器、回水网络智能控制器，主机上安装主机网络智能控制器，供水网络智能控制器采集供水管中温度传感器的数据，回水网络智能控制器采集回水管中温度传感器的数据，且采集的数据通过无线通信方式发送至主机网络智能控制器中，主机网络智能控制器连接滑阀调节模块和调节阀。所述的供水网络智能控制器和回水网络智能控制器结构相同，包括主控板一、和与主控板一相连的电源模块一、通信网络接口一；所述的温度传感器连接到主控板一上，主控板一采集温度传感器数据，通过通信网络接口一发送信号至主机网络智能控制器上，同时主控板一通过通信网络接口一接收信号。所述的主机网络智能控制器包括主控板二、和与主控板二相连的电源模块二、继电器驱动模块二、通信网络接口二；所述的主控板二通过通信网络接口二接收数据，并根据通过继电器驱动模块二控制滑阀调节模块和调节阀的工作状态。所述的主控板一和主控板二为ARM Cortex-M3芯片。所述的主机数量至少2台，形成并联工作状态。采用上述方案后，本实用新型通过采集供水管和回水管的温度差，从温度差的上来实际掌握末端空调的使用情况，由供水网络智能控制器和回水网络智能控制器将实际使用数据反馈到主机网络智能控制器上，通过主机网络智能控制器控制滑阀调节模块将主机的运行功率调整到与实际能耗相符的状态，主机网络智能控制器上掌握主机的运行状态，来判断主机运行是否有冗余，最终控制主机调节阀的开启或者关闭。
图1是本实用新型较佳实施例的结构示意图；图2是本实用新型较佳实施例中供水网络智能控制器的功能模块示意图；图3是本实用新型较佳实施例中主机网络智能控制器的功能模块示意图；图4是本实用新型较佳实施例中通信组装结构示意图。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。一种基于物联网的中央空调主机节能装置，主要包括主机1、末端2、供水管3、回水管4、供水网络智能控制器5、回水网络智能控制器6，主机网络智能控制器7。主机I是中央空调的冷热交换器，是能源的核心部件。主机I内部具有滑阀调节模块11，滑阀调节模块11是一个滑阀机构，利用滑阀中的阀芯移动形成液压控制，滑阀调节模块11阀芯的移动信号是根据实际空调使用情况来调节，从而自动调节主机I运行频率。本实用新型使用的是水系统主机，水系统主机一般包括水冷螺杆机、风冷热泵、溴化锂制冷机、水源热泵、地源热泵主机。主机I带有一个调节阀12来实现主机I的开启和关闭。末端2是在室内房间释放冷气或热气的末端装置，该装置在现有市面上存在多种结构，比如风机盘管结构、空调箱机结构等。在主机I和末端2之间采用供水管3和回水管4进行连接，一般在回水管4上安装有冷冻泵8来驱动管道内部的冷媒水进行循环。在供水管3上安装有供水温度传感器31，检测供水管内供水的温度。在回水管4上安装有回水温度传感器41，检测回水管内回水的温度。本实用新型是基于物联网技术，在供水管3上安装供水网络智能控制器5，同时回水管4上安装回水网络智能控制器6，在主机I上安装主机网络智能控制器7。其中，供水网络智能控制器5和回水网络智能控制器6结构相同，则其中一个进行展开说明。供水网络智能控制器5主要包括的功能模块有主控板一 51、和与主控板一 51相连的电源模块一 52、通信网络接口一 53。电源模块一 52为主控板一 51进行供电。供水温度传感器31连接到主控板一 51上，主控板一 51采集供水温度传感器31的温度数据，通过通信网络接口一 52发送信号至主机网络智能控制器7上。对于回水网络智能控制器6而言，是将回水管4上的信号发送至主机网络智能控制器7上。主机网络智能控制器7包括主控板二 71、和与主控板二 71相连的电源模块二 72、继电器驱动模块二 73、通信网络接口二 74 ;所述的主控板二 71通过通信网络接口二 74接收数据，并根据通过继电器驱动模块二 73控制滑阀调节模块11和调节阀12的工作状态。本实用新型中通信网络接口一 52和通信网络接口二 74是RS485通信协议，采用RS485总线通信方式。主控板一 51和主控板二 71都是采用ARM Cortex_M3芯片，其内核STM32专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计，按性能分成两个不同的系列STM32F103 “增强型”系列和STM32F101 “基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类广品中性能最闻的广品，它在不提闻闻功耗和成本的基础上，而且提供更闻的性能和更高的功能。本实施例中采用STM32F103 “增强型”系列STM32F103VET6，是32位基于ARM核心的带闪存、USB、CAN的微处理器，它拥有一流的外设(I μ s的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度)、低功耗(在72MHz，所有外设处于工作状态时消耗36mA，待机时下降到2μ A )、最大的集成度(复位电路、低电压检测、调 压器、精确的RC振荡器等)及简单的结构和易用的工具等特点。在本实用新型中主机I 一共具有4台，按照并联结构，为末端进行制冷或者供暖。首先中央空调开始运行时，所有主机I都是打开状态。供水网络智能控制器5和回水网络智能控制器6采集供水温度和回水温度，并将该数据信号发送至主机网络智能控制器7中，主机网络智能控制器7通过这两个温度之差得出末端此刻的使用量。比如夏天制冷时，设定一个较低的供水温度，在末端经过冷交换后，回水温度变高，当回水温度越高，说明末端使用量越大。在冬天供暖时，恰好相反，回水温度越低，表明末端使用量越大。每个主机I自带有一个滑阀调节模块7，主机网络智能控制器7控制滑阀调节模块11，自动调节主机I到实际功率相符的频率下工作。一般在主机I具有0%、25%、50%、100%四个功耗等级，检测的温度差对应不同等级。主机I的功率状态同时反馈至主机网络智能控制器7中，主机网络智能控制器7经过判断，当四台主机I都处于较低功耗状态下(比如彡50%)工作时，主机网络智能控制器
7就控制其中一个调节阀12，关闭其中一台主机1，然后再发送命令，将供水网络智能控制器5和回水网络智能控制器6重新采集数据，再次继续检测。当剩余工作的所有主机I仍然处于低功耗状态下，主机网络智能控制器7继续关闭一台，直到主机I以适当的功耗运行可以承担末端的负荷。相反，如果在中央空调运行状态中，主机I运行都已经达到100%功耗，则由主机网络智能控制器7控制调节阀12打开，开启一台主机1，如果还是负荷过大，再同样原理开启一台主机I。本实用新型可以根据末端2的实际使用情况来实时调节主机I的运行状态。主机I不必一直全部处于功耗状态，节省能源，一年比传统的中央空调可以节能50%左右。
权利要求1.一种基于物联网的中央空调主机节能装置，其特征在于包括主机、末端，主机和末端之间连接有均设置了温度传感器的供水管和回水管；主机包括调节运行功率的滑阀调节模块、以及调节水流量的调节阀；供水管、回水管上分别安装供水网络智能控制器、回水网络智能控制器，主机上安装主机网络智能控制器，供水网络智能控制器采集供水管中温度传感器的数据，回水网络智能控制器采集回水管中温度传感器的数据，且采集的数据通过无线通信方式发送至主机网络智能控制器中，主机网络智能控制器连接滑阀调节模块和调节阀。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的中央空调主机节能装置，其特征在于所述的供水网络智能控制器和回水网络智能控制器结构相同，包括主控板一、和与主控板一相连的电源模块一、通信网络接口一 ；所述的温度传感器连接到主控板一上，主控板一采集温度传感器数据，通过通信网络接口一发送信号至主机网络智能控制器上，同时主控板一通过通信网络接口一接收信号。
3.如权利要求2所述的一种基于物联网的中央空调主机节能装置，其特征在于所述的主机网络智能控制器包括主控板二、和与主控板二相连的电源模块二、继电器驱动模块二、通信网络接口二 ；所述的主控板二通过通信网络接口二接收数据，并根据通过继电器驱动模块二控制滑阀调节模块和调节阀的工作状态。
4.如权利要求3所述的一种基于物联网的中央空调主机节能装置，其特征在于所述的主控板一和主控板二为ARM Cortex-M3芯片。
专利摘要本实用新型主要公开了一种基于物联网的中央空调主机节能装置，包括主机、末端，主机和末端之间连接有均设置了温度传感器的供水管和回水管。主机包括调节运行功率的滑阀调节模块、以及调节水流量的调节阀。供水管、回水管上分别安装供水网络智能控制器、回水网络智能控制器，主机上安装主机网络智能控制器，供水网络智能控制器采集供水管中温度传感器的数据，回水网络智能控制器采集回水管中温度传感器的数据，且采集的数据通过无线通信方式发送至主机网络智能控制器中，主机网络智能控制器连接滑阀调节模块和调节阀。本实用新型根据实际空调使用情况来改变中央空调主机的运行状态，实现最优化节能控制。
文档编号F24F11/02GK202853060SQ20122048377
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者张建平, 任淼锋, 彭勋 申请人:浙江为民能源科技有限公司