中央空调自动寻优节能控制器的制作方法

本实用新型涉及中央空调节能改造领域，尤其是一种中央空调自动寻优节能控制器。

背景技术：

随着国民经济持续迅速发展和人民生活水平的不断提高，空调设备在各个领域广泛使用，尤其是中央空调系统的使用，使建筑的能耗大幅上升。据统计，在民用建筑中，中央空调系统一般占总能耗的50～60%，而空调系统中，机房设备能耗占整个系统能耗的70%左右，因此中央空调系统的节能重点在机房部分。

传统中央空调机房节能改造时，把主要精力多放在设备本身的节能改造，比如冷冻水泵和冷却水泵的变频，虽然这些改造措施确实降低了设备本身的能耗，但由于在降低能耗的同时，也改变了设备的一些运行参数，而这些参数的改变却往往增加了整个系统的负担，也即是我们经常碰到的“节能但不节钱”的怪相。原因是中央空调系统是一个强耦合的系统，系统里包含了很多的设备，同时影响系统能耗的因素很多，单纯对一个部分节能改造很难兼顾系统所有设备的能耗节省，因此中央空调系统的节能一定要以整个系统作为一个节能对象，只有整个系统能耗降低了，才算达到节能的目的。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种通过传感器检测参数，经过数据处理器和中央控制器处理后由PLC控制模块控制空调制冷系统中各个器件的运转的中央空调自动寻优节能控制器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：中央空调自动寻优节能控制器，包括控制系统，所述控制系统由PLC控制模块、中央控制器和数据处理器组成，该控制系统连接空调制冷系统，空调制冷系统由压缩机、冷却塔、蒸发器和冷凝器组成，所述冷凝器的冷却水出口通过管道连接冷却塔的进口，该管道上设有冷却水进口温度传感器，冷却塔的进口设有冷却塔水流平衡阀，冷却塔上安装冷却塔风机，冷却塔的出口通过冷却水泵连接冷凝器的冷却水进口，冷却水泵与冷却塔之间设有冷却水出口温度传感器，冷却水泵与冷凝器之间设有冷却水流量传感器；压缩机的出口连接冷凝器的冷媒进口，冷凝器的冷媒出口通过膨胀阀连接到蒸发器的冷媒进口，蒸发器的冷媒出口通过管道连接压缩机的进口；蒸发器的冷冻水出口通过管道连接空调末端内机进口，该管道上设有冷冻水出口温度传感器，蒸发器的冷冻水进口通过冷冻水泵连接空调末端内机的出口，该冷冻水泵与蒸发器之间设有冷冻水进口温度传感器和冷冻水流量传感器；所述冷冻水流量传感器、冷却水流量传感器、冷冻水出口温度传感器、冷冻水进口温度传感器、冷却水进口温度传感器、冷却水出口温度传感器和空调末端内机均连接到数据处理器，安装于室外的光照传感器和室外温度传感器同样连接数据处理器，数据处理器连接中央控制器，中央控制器与PLC控制模块双向连接，PLC控制模块连接压缩机、冷却塔、冷却塔水流平衡阀、冷冻水泵变频器和冷却水泵变频器，其中冷冻水泵变频器和冷却水泵变频器分别连接冷冻水泵和冷却水泵。

作为本实用新型的进一步方案：所述压缩机设有多台，冷冻水泵与压缩机的数量对应。

作为本实用新型的进一步方案：所述冷却塔设有数台。

作为本实用新型的进一步方案：所述蒸发器的冷冻水进出口分别连接空调末端内机的风机盘管的出口和进口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该中央空调自动寻优节能控制器通过传感器检测参数，经过数据处理器和中央控制器处理后由PLC控制模块控制空调制冷系统中各个器件的运转，将节能的目标聚焦于整个中央空调运行的系统，保证了系统整体的节能；

本实用新型引入了中央空调系统节能指标系统能效比值，称为SCOP值。SCOP值是由系统的总制冷量与系统总的输入功率的比值得出的，它是衡量一个中央空调系统运行是否节能的重要标准。SCOP值越大说明系统效率越高，运行也就越节能；反之SCOP值越小，则说明系统效率越低，运行也就不节能。SCOP值的引入将节能的目标不在聚焦单个设备，而是整个中央空调运行的系统，这样就保证了系统整体的节能，真正意义上达到即节能又节钱的目的。

附图说明

图1为本实用新型的控制器原理图；

图2为本实用新型的节能控制程序过程图。

图中：1-压缩机；2-冷冻水泵；3-冷却水泵；4-冷却塔；5-冷冻水流量传感器；6-冷却水流量传感器；7-冷冻水出口温度传感器；8-冷冻水进口温度传感器；9-冷却塔水流平衡阀；10-冷却水进口温度传感器；11-冷却水出口温度传感器；12-冷冻水泵变频器；13-冷却水泵变频器；14-PLC控制模块；15-中央控制器；16-数据处理器；17-室外温度传感器；18-光照传感器；21-冷凝器；22-蒸发器；23-空调末端内机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，中央空调自动寻优节能控制器，包括控制系统，所述控制系统由PLC控制模块14、中央控制器15和数据处理器16组成，该控制系统连接空调制冷系统，空调制冷系统由压缩机1、冷却塔4、蒸发器22和冷凝器21组成，所述冷凝器21的冷却水出口通过管道连接冷却塔4的进口，该管道上设有冷却水进口温度传感器10，冷却塔4的进口设有冷却塔水流平衡阀9，冷却塔4上安装冷却塔风机，冷却塔4的出口通过冷却水泵3连接冷凝器21的冷却水进口，冷却水泵3与冷却塔4之间设有冷却水出口温度传感器11，冷却水泵3与冷凝器21之间设有冷却水流量传感器6；

压缩机1的出口连接冷凝器21的冷媒进口，冷凝器21的冷媒出口通过膨胀阀连接到蒸发器22的冷媒进口，蒸发器22的冷媒出口通过管道连接压缩机1的进口；

蒸发器22的冷冻水出口通过管道连接空调末端内机23进口，该管道上设有冷冻水出口温度传感器7，蒸发器22的冷冻水进口通过冷冻水泵2连接空调末端内机23的出口，该冷冻水泵2与蒸发器22之间设有冷冻水进口温度传感器8和冷冻水流量传感器5；

所述冷冻水流量传感器5、冷却水流量传感器6、冷冻水出口温度传感器7、冷冻水进口温度传感器8、冷却水进口温度传感器10、冷却水出口温度传感器11和空调末端内机23均连接到数据处理器16，安装于室外的光照传感器18和室外温度传感器17同样连接数据处理器16，数据处理器16连接中央控制器15，中央控制器15与PLC控制模块14双向连接，PLC控制模块14连接压缩机1、冷却塔4、冷却塔水流平衡阀9、冷冻水泵变频器12和冷却水泵变频器13，其中冷冻水泵变频器12和冷却水泵变频器13分别连接冷冻水泵2和冷却水泵3。

进一步，所述蒸发器22的冷冻水进出口分别连接空调末端内机23的风机盘管的出口和进口。

本实用新型的工作原理及其使用方法：一、压缩机1的控制：

通过冷冻水出口温度传感器7和冷冻水进口温度传感器8传输的温度值，对压缩机1进行启停控制。

当冷冻水的出水温度达到设定值时，并且室内环境温度满足温度需求时，压缩机1就开始进入卸载停机程序；当冷冻水的回水温度上升到设定值时，并且室内温度不满足需求时，压缩机1回复原运行状态。

系统存在多台压缩机1时，压缩机1投入运行的台数，依靠时间来控制。系统压缩机1运行是按照顺序依次开启，当系统给出开启的命令，首先系统会自动检测系统各个主机的运行时间，从运行时间最少的压缩机1开始启动。在多台同时运行时，压缩机1自动寻找最佳效率开机。

二、冷冻水泵2的控制：

冷冻水泵2的开启与压缩机1是一一对应的，压缩机1开启前，对应的冷冻水泵2首先开启。压缩机1开启几台，冷冻水泵2也相应开启几台。

冷冻水泵2的停止由压缩机1的状态决定，当压缩机1处于“启动”和“待机”状态，则冷冻水泵2一直运行，不停止。只有当压缩机1处于停机状态时，对应的冷冻水泵2才停止运行。

冷冻水泵2的转速根据冷冻水出口温度传感器7和冷冻水进口温度传感器8来调节，冷冻水泵2的转速从%～%调节。通过调整冷冻水泵2转速，使其达到冷冻水出水温度的最佳效果，并降低能耗。

三、冷却水泵3控制：

冷却水泵3的控制与压缩机1的启停对应，当压缩机1开启时，相应的冷却水泵3开启，当压缩机1停机时，对应的冷却水泵3随之停止。

冷却水泵3的转速由冷却水的进出水温度来调节，根据使用情况设定进出水温差，水泵的转速从50%～100%调节。冷却水泵3通过管路的进回水温差调整水泵转速，已达到冷却水出水温度的最佳效果。这样将大大降低冷却水泵3的能耗。

四、冷却塔4的控制：

冷却塔4启动和停止与冷却水泵3联动，当冷却水泵3开启时，冷却塔4开始启动，冷却水泵3停止时，冷却塔4也相应停止。

冷却塔4的调节控制由冷却水进口温度来实现。当冷却水出口温度达到一定设定值时，冷却塔4开启，之后冷却水出口温度升高，相应的增加冷却塔4运行风机；室外温度降低时，冷却水出口温度降低，相应的减少冷却塔4运行风机，直到冷却水出口温度低于设定值时，冷却塔4全部停止运行。另外，当冷却水出口温度高于设定温度值时，所有冷却塔4全部开启。

冷却塔4节能控制的另外一个主要任务就是保持冷却水流平衡，只有冷却水流平衡了，才可以发挥出冷却塔4最大的效力。控制冷却水流平衡主要由水流平衡阀来完成。水流平衡阀会根据设定压力差值以及冷却塔4的开启状态自动调节流量，从而即保证水流量的平衡又能优先使水流通过风机开启的冷却塔4。

五、具体节能控制程序过程如下：如图2所示，通过中心管控系统对冷冻水泵2、冷却水泵3、冷却塔4等设备的联动控制，来调节系统的各项参数值，使得所有运行参数与压缩机1云心相匹配，达到最佳的节能运行效果。同时节能管控系统通过中央控制器15采用自动寻优技术，系统将自动记录设备最节能状态运行参数，并通过PLC控制模块14对系统所有设备进行控制调整，保证系统一直处于scop值最大化，从而保持节能运行。

数据处理器16将所有运行信息上传至中央控制器15，通过大量建筑运行数据采集，在线识别运行故障和低效环节，实现运行过程可视化。其次通过数据分析找到系统scop值最大时的运行参数，并自动记录跟踪。只要系统scop值低于记录最大值，系统会自动调节参数，时刻保持系统最节能状态运行。并在线判别，提示修复故障，最终使得节能率可保障数年不衰减。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。