中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于水冷中央空调水泵节能控制设备，旨在提供一种中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备。本实用新型包括冷却泵自适应节流控制柜、温度传感器、冷热量智能远程检测仪、温室外温湿度传感器和智能电表，所述冷却泵自适应节流控制柜中安装有通讯处理器、信号采集器、节能优化控制器、模糊控制器和变频器。本实用新型的有益效果有：以满足中央空调冷却水系统冷凝流量的需求，通过监测中央空调系统整体COP实时值、室外环境温湿度实时值，建立优化的历史数据库，以COP寻优为控制目标，动态调整相应的空调冷却水泵输出流量，达到一种动态的能量平衡，完成自适应的过程，降低冷却水泵整体能耗，达到节能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水冷中央空调水泵节能控制设备，具体涉及一种中央空调水冷机 组冷却水泵自适应节流控制设备。 中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备
【背景技术】
[0002] 目前，随着经济的发展，中央空调在各行业的应用越来越广泛，然而中央空调的 能耗占居了各行业的整体能耗中的很大一部分，使各行业的运营成本居高不下，中央空调 的节能有着重要的意义。
[0003] 其次中央空调系统在设计院设计时，水泵的流量是按照最大冷(热）负荷流量和扬 程来设计的，而且空调水泵通常为多台这样来确保使用空调区域的最恶劣的区域也要达到 舒适要求。
[0004] 传统中央空调系统的空调水泵运行模式：
[0005] -、采用定流量控制：通过直接启动、软起动器或星三角启动水泵，使水泵在电网 电压频率不变情况下运行，流量供给恒定。由于恒定流量供给不能根据空调负荷流量的变 化自动调节，这样就造成流量和水泵电能的浪费。
[0006] 二、采用温差的变化利用PID简单的控制水泵频率：PID温差控制很难控制莫个空 调负荷下的最佳冷却水温度，冷却水温度过高过低对冷水机组的C0P影响很大不能保持冷 水机组一直在高效率下运行。 实用新型内容
[0007] 本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种中央空调水 冷机组冷却水泵自适应节流控制设备。
[0008] 为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：
[0009] 提供一种中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备，包括冷却泵自适应节 流控制柜、温度传感器、冷热量智能远程检测仪、温室外温湿度传感器和智能电表，所述冷 却泵自适应节流控制柜中安装有通讯处理器、信号采集器、节能优化控制器、模糊控制器和 变频器；所述通讯处理器输出端、信号采集器输出端分别连接到模糊控制器输入端，模糊控 制器与节能优化控制器之间双向连接，节能优化控制器输出端连接到变频器输入端，该变 频器用于调节冷却泵频率；安装在冷冻供水、回水管路上的冷热量智能远程检测仪连接到 通讯处理器的输入端。
[0010] 所述智能电表包括冷冻泵智能电表、冷却泵智能电表、冷却塔风机智能电表和冷 水机组智能电表，各个智能电表的输出端串接后连接到通讯处理器的输入端，用于采集冷 冻泵、冷却泵、冷却塔风机和冷水机组的能耗数据并将其传输到模糊控制器；安装在冷却进 水、出水管路上的温度传感器连接到信号采集器的输入端，用于将采集的冷却进水、出水温 度信号输送到信号采集器；室外温湿度传感器连接到信号采集器输入端，用于将采集的温 湿度信号输送到模糊控制器。
[0011] 作为一种改进，所述冷冻回水、供水管路分别通过冷水机组与冷却进水、出水管路 相连。
[0012] 作为一种改进，所述模糊控制器为CBS-D570控制器。
[0013] 作为一种改进，所述冷热量智能远程检测仪为KHEN-250-15-G3M-011-10010冷热 量检测仪，其中250是冷热量表的冷热总管口径，其单位为mm。
[0014] 作为一种改进，所述变频器为ACS510-X1-060A-4变频器，且内置有滤波器和电抗 器，其中060A为电机电流。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0016] 本实用新型是以满足中央空调冷却水系统冷凝流量的需求，通过监测中央空调系 统整体C0P实时值、室外环境温湿度实时值，建立优化的历史数据库，以C0P寻优为控制目 标，动态调整相应的空调冷却水泵输出流量，达到一种动态的能量平衡，完成自适应的过 程，降低冷却水泵整体能耗，达到节能；
[0017] 控制冷却侧冷却循环侧与主机制冷剂循环侧热交换的平衡，实现中央空调整体 C0P的寻优，节约能源，以提高经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的组成设备图；
[0019] 图2是本实用新型的控制原理图；
[0020] 图3是传统恒温差PID控制原理；
[0021] 附图标记：1、冷却泵自适应节流控制柜；2、通讯处理器；3、信号采集器；4、节能优 化控制器；5、模糊控制器；6、变频器；7、冷却塔风机；8、温度传感器；9、冷却泵；10、冷水机 组；11、冷冻泵；12、冷热量智能远程检测仪；13、冷冻泵智能电表；14、冷却泵智能电表；15、 冷却塔风机智能电表；16、冷水机组智能电表；17、室外温湿度传感器。
【具体实施方式】
[0022] 以下的实施例可以使本专业【技术领域】的技术人员更全面的了解本实用新型，但不 以任何方式限制本实用新型。
[0023] 如图1所示，本实用新型实施例提供一种中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流 控制设备，包括冷却泵自适应节流控制柜1、两个温度传感器8、冷热量智能远程检测仪12、 室外温湿度传感器17和智能电表，
[0024] 所述冷却泵自适应节流控制柜1上安装有通讯处理器2、信号采集器3、节能优化 控制器4、模糊控制器5和变频器6 ;
[0025] 所述智能电表包括冷冻泵智能电表13、冷却泵智能电表14、冷却塔风机智能电表 15和冷水机组智能电表16,各个智能电表（13、14、15、16)的输出端串接后连接到通讯处理 器2的输入端，将采集到的冷冻泵11、冷却泵9、冷却塔风机7和冷水机组10的能耗数据传 输到通讯处理器2,所述通讯处理器2为PL9. 02通讯处理器；
[0026] 所述模糊控制器5为CBS-D570控制器，该模糊控制器5输入端分别与通讯处理器 2输出端、信号采集器3输出端相连，所述信号采集器3为PL9. 55采集器，用于采集冷却进 出水温度信号和室外温湿度信号；模糊控制器5与节能优化控制器4之间双向连接，节能优 化控制器4输出端连接到变频器6输入端，所述节能优化控制器4为PL6. 38控制器；所述 变频器6内置有滤波器和电抗器，为ACS510-X1-060A-4变频器。
[0027] 冷热量智能远程检测仪12为KHEN-250-15-G3M-011-10010冷热量检测仪，安装于 冷冻供水、回水管路上，为法兰安装，且连接到通讯处理器2的输入端；用于采集冷冻泵11、 冷却泵9、冷却塔风机7、冷水机组10的实时冷热量数据并将其传输到通讯处理器2 ;
[0028] 所述温度传感器8为QAE2120. 015温度传感器，温度传感器8通过1/2G焊接头连 接在冷却进出水管路上，温度传感器8与焊接头之间通过螺纹固定连接，且其输出端与信 号采集器3的输入端相连，该温度传感器8用于采集冷却进出水温度并将其输送到信号采 集器3 ;室外温湿度传感器17输出端连接到信号采集器3输入端，将检测到的室外的实时 温湿度信号输送到信号采集器3,该室外温湿度传感器17安装于户外1. 8M高左右且无强光 照射地方。
[0029] 冷却泵电机9通过电缆(线缆大小规格根据电机功率确定)，连接到变频器6输出 端子上，地线良好接地，通过变频器6对其进行冷却泵9频率的调节控制。
[0030] 引自三相四线电源至冷冻泵智能电表13、冷却泵智能电表14、冷却塔风机电能表 15和冷水机组智能电表16上，并在各自智能电表的启动柜上安装互感器；
[0031] 图中所示的冷却进出水温度传感器8穿镀锌管Φ25管，铺设屏蔽电缆线 RVVP2X 1.0至信号采集器3,室外温湿度传感器17穿镀锌管φ25管，铺设屏蔽电缆线 RVVP5 X 1. 0至信号采集器3。
[0032] 冷冻泵智能电表13、冷却泵智能电表14、冷却塔风机智能电表15和冷水机组智能 电表16的输出端共同连接到同一镀锌管φ25管并通过通讯线RVSP2X 1. 0连接至通讯处理 器2,冷热量智能远程检测仪12单独穿镀锌管φ25并铺设通讯线RVSP2X 1. 0管至通讯处 理器2。
[0033] 所述冷热量智能远程检测仪12为KHEN-250-15-G3M-011-10010冷热量检测仪，该 冷热量智能远程检测仪12将检测到空调冷热量实时数据传送到模糊控制器5 ;SMT18E智 能电表12将检测到冷冻泵11、冷却泵9、冷却塔风机7和冷水机组10的能耗实时数据经过 通讯处理器2处理传送到模糊控制器5 ;所述室外温湿度传感器17为QFA317+AQF3100温 湿度传感器，该室外温湿度传感器17将检测到的室外实时温湿度送到信号采集器3,同时 该数据集中变送到模糊控制器5,温度传感器8采集到的冷却进出水管路温度实时数据输 送到信号采集器3,同时将采集的数据经过集中变送到模糊控制器5,所述模糊控制器5中 包括数据规则推理库、系统历史数据库和优化数据库，利用数据规则推理库和系统历史数 据库的内存数据进行交换，建立数据优化库，根据当前空调冷热量和室外温湿度，从数据 优化库里自动寻求中央空调C0P最高值，对应的最佳冷却回水温度；若数据优化库里没有 最佳对应值时，节能优化控制器4便脱离模糊控制器5发出的命令，自适应扰动变频输出装 置，达到当前状况最佳冷却回水温度，扰动的目的使当前状况下中央空调整体C0P处于最 高值，同时丰富优化数据库。根据时实的最佳冷却水温度，控制冷却泵9自适应动态调节， 使冷却栗9自身商效的同时，提商冷水机组10运行能效，达到空调系统商效节能。
[0034] 本实用新型的具体工作过程是：
[0035] 将外围设备线缆铺设好，端子线接好，冷却泵自适应节流控制柜1电源通好，打 开变频器6电源、模糊控制器5电源、通讯处理器2电源、信号采集器3电源，节能优化控制 器4电源，在操作面板上启动该设备，该设备便自动采集数据、数字处理等自动控制冷却水 泵9的变频频率，最佳调节冷却水泵9流量。
[0036] 因此，本实用新型的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之 下实施或者执行本实用新型的所有等效方案。
【权利要求】
1. 中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备，包括冷却泵自适应节流控制柜， 其特征在于，还包括温度传感器、冷热量智能远程检测仪、温室外温湿度传感器和智能电 表，所述冷却泵自适应节流控制柜中安装有通讯处理器、信号采集器、节能优化控制器、模 糊控制器和变频器； 所述通讯处理器输出端、信号采集器输出端分别连接到模糊控制器输入端，模糊控制 器与节能优化控制器之间双向连接，节能优化控制器输出端连接到变频器输入端，该变频 器用于调节冷却泵频率；安装在冷冻供水、回水管路上的冷热量智能远程检测仪连接到通 讯处理器的输入端； 所述智能电表包括冷冻泵智能电表、冷却泵智能电表、冷却塔风机智能电表和冷水机 组智能电表，所述四种智能电表的输出端串接后连接到通讯处理器的输入端，用于采集冷 冻泵、冷却泵、冷却塔风机和冷水机组的能耗数据并将其传输到模糊控制器； 安装在冷却进水、出水管路上的温度传感器连接到信号采集器的输入端，用于将采集 的冷却进水、出水温度信号输送到信号采集器；室外温湿度传感器连接到信号采集器输入 端，用于将采集的温湿度信号输送到模糊控制器。
2. 根据权利要求1中所述的中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备，其特征 在于，所述冷冻回水、供水管路分别通过冷水机组与冷却进水、出水管路相连。
3. 根据权利要求1中所述的中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备，其特征 在于，所述模糊控制器为CBS-D570控制器。
4. 根据权利要求1中所述的中央空调水冷机组冷却水泵自适应节流控制设备，其特征 在于，所述变频器为ACS510-X1-060A-4变频器，且内置有滤波器和电抗器，其中060A为电 机电流。
【文档编号】F24F11/00GK203893368SQ201420175371
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】姜干清, 侯胜利 申请人:浙江大冲能源科技有限公司