一种高效综合节能热泵控制系统的制作方法

本发明涉及热泵控制系统领域，具体为一种高效综合节能热泵控制系统。

背景技术：

热泵控制系统是一种可以对热泵及其设备运行过程进行控制的系统，主要是应用在中央空调系统中，现有的热泵控制系统冷冻水循环和冷却水循环控制独立，不能实现系统能耗的综合优化控制，虽然一部分系统中从水泵节电方面入手，但是却忽略了系统能耗可能上升，而且其控制系统容易产生振荡，运行稳定性较差，还无法提供流量、压差、温度多重保护，安全保护不完整，为此，我们提出一种高效综合节能热泵控制系统。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效综合节能热泵控制系统，该高效综合节能热泵控制系统基于实时数据库模型，在使用过程中能够根据末端负荷变化及室外环境变化，主动分配系统内主要设备的电力需求，在主要设备上选择有效的供电分配，可以达到以最小供电获得最大冷量和热量的目的，使各设备运行在最节能状态，具有更高的使用价值，值得被推广使用。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高效综合节能热泵控制系统，包括可编程控制器，所述可编程控制器的上方设置有交换机，且交换机的上方设置有上位机与宽带接入服务器，所述上位机位于宽带接入服务器的一侧，所述可编程控制器的下方设置有模拟量采集端，且可编程控制器的一侧设置有制冷机组与变频器组，所述变频器组位于制冷机组的下方，所述可编程控制器的另一侧设置有机组控制箱。

优选的，所述可编程控制器用于接收系统各个机构的模拟量信号，并按照预先输入的程序对机组控制箱发出模拟量控制信号，从而完成对各个执行机构的控制过程。

优选的，所述变频器组由冷却水变频器与冷冻水变频器组成，所述制冷机组由冷水机、循环水泵、冷却水泵与冷冻水泵组成。

优选的，所述模拟量采集端由流量传感器、温度传感器、室外温湿度传感器、末端压差传感器与调节阀反馈传感器组成。

优选的，所述流量传感器安装在系统出水总管上，用于确保冷冻水泵、冷却水泵在安全流量范围内运行。

优选的，所述末端压差传感器为供回水压差传感器，用于测定系统冷量需求及变化，并在多个压差偏离值中跟踪偏差最大的区域，进行对站内主要设备的速度调控。

优选的，所述调节阀反馈传感器用于采集各组调节阀的阀门开度模拟量信号，并将该模拟量信号通过现场通讯总线传递给可编程控制器。

优选的，所述机组控制箱由开关量蝶阀与调节阀组成，所述上位机用于显示系统中各个参数的数字信号，并向可编程控制器直接发出控制指令。

优选的，所述高效综合节能热泵控制系统用于从模拟量采集端和机组控制箱巡检过程中采集数据，并对这些数据进行记录、累积和分析，作为进一步调整该设备之变频控制指示的依据，从而达到实施设备台数的最佳控制方案。

优选的，所述可编程控制器电性连接交换机、上位机、宽带接入服务器、模拟量采集端、制冷机组、变频器组与机组控制箱。

(三)有益效果

本发明提供了一种高效综合节能热泵控制系统，具备以下有益效果：

该高效综合节能热泵控制系统基于实时数据库模型，能够根据末端负荷变化及室外环境变化，主动分配系统内主要设备的电力需求，在主要设备上选择有效的供电分配，可以达到以最小供电获得最大冷量和热量的目的，使各设备运行在最节能状态，值得被推广使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的模拟量采集端的结构框图；

图3为本发明的机组控制箱的结构框图；

图4为本发明的系统启动的流程示意图；

图5为本发明的加减机判断的流程示意图，

图6为本发明的系统关闭的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高效综合节能热泵控制系统，包括可编程控制器，可编程控制器的上方设置有交换机，且交换机的上方设置有上位机与宽带接入服务器，上位机位于宽带接入服务器的一侧，可编程控制器的下方设置有模拟量采集端，且可编程控制器的一侧设置有制冷机组与变频器组，变频器组位于制冷机组的下方，可编程控制器的另一侧设置有机组控制箱系统中各个参数的模拟量信号由各个传感器采集后通过现场通讯总线传递到可编程控制器中，再由以太网交换机借助internet将实时参数数据传输到宽带接入服务器与上位机中，上位机然后对实时数据进行整合分析建模，然后直接向可编程控制器直接发出控制指令，可编程控制器然后再按照预先输入的程序对机组控制箱发出模拟量控制信号，从而完成对各个执行机构的控制，该高效综合节能热泵控制系统基于实时数据库模型，能够根据末端负荷变化及室外环境变化，主动分配系统内主要设备的电力需求，在主要设备上选择有效的供电分配，可以达到以最小供电获得最大冷量和热量的目的，使各设备运行在最节能状态，值得被推广使用。

可编程控制器用于接收系统各个机构的模拟量信号，并按照预先输入的程序对机组控制箱发出模拟量控制信号，从而完成对各个执行机构的控制过程；变频器组由冷却水变频器与冷冻水变频器组成，制冷机组由冷水机、循环水泵、冷却水泵与冷冻水泵组成；模拟量采集端由流量传感器、温度传感器、室外温湿度传感器、末端压差传感器与调节阀反馈传感器组成；流量传感器安装在系统出水总管上，用于确保冷冻水泵、冷却水泵在安全流量范围内运行；末端压差传感器为供回水压差传感器，用于测定系统冷量需求及变化，并在多个压差偏离值中跟踪偏差最大的区域，进行对站内主要设备的速度调控；调节阀反馈传感器用于采集各组调节阀的阀门开度模拟量信号，并将该模拟量信号通过现场通讯总线传递给可编程控制器；机组控制箱由开关量蝶阀与调节阀组成，上位机用于显示系统中各个参数的数字信号，并向可编程控制器直接发出控制指令；高效综合节能热泵控制系统用于从模拟量采集端和机组控制箱巡检(每秒2次)过程中采集数据，并对这些数据进行记录、累积和分析，作为进一步调整该设备之变频控制指示的依据，从而达到实施设备台数的最佳控制方案，可编程控制器电性连接交换机、上位机、宽带接入服务器、模拟量采集端、制冷机组、变频器组与机组控制箱。

该高效综合节能热泵控制系统给每台设备设有运行时间累计功能，备用设备可根据预设的轮换运行时间(现场可调)自动轮换，当节能控制系统在投入备用设备运行时，选择累计运行时间最短的一台，停设备时，停止运行时间最长的一台以保证各设备运行时间相对均匀。

采用上述结构的高效综合节能热泵控制系统，可以根据数据库历史数据及实际项目运行数据，当控制系统感知到系统的负荷需求时，能够实时的按照程序预设的冷冻机、冷冻泵、冷却泵对应的最佳功率关系，主动调节系统内各设备运行在最节能状态。

综上所述，该高效综合节能热泵控制系统，首先，将模拟量采集端中的各个传感器通过指定工具安装到指定位置，流量传感器安装在系统出水总管上，用于确保冷冻水泵、冷却水泵在安全流量范围内运行，末端压差传感器安装在中央空调系统供回水管路上，将温度传感器安装在室内指定位置，把室外温湿度传感器安装在室外指定位置，将调节阀反馈传感器安装在机组控制箱上的各个调节阀中，然后再把各传感器通过通讯总线与可编程控制器连接起来，将交换机的输出端通过通讯线与可编程控制器的rs-485接口相连接，交换机的输入端再与上位机以及宽带接入服务器相连接，变频器组通过通讯线与可编程控制器相连接，其次，在启动该系统后若系统处于自动模式，然后确认累计运行时间最少的制冷机组是否处于可正常运行状态，若处于正常运行状态，系统便会通过上位机对可编程控制器发出指令，从而打开该制冷机组的蒸发器和冷凝器的电动阀，当阀门不能正常开启时，调节阀反馈传感器会将该信号传递给可编程控制器，然后再到达上位机中，系统便会发出报警指令，当系统通过末端压差传感器检测到室内的冷量需求降低时，便会通过上位机来控制可编程控制器减少制冷机组工作，从而满足室内的冷量需求，当系统通过末端压差传感器检测到室内的冷量需求提高时，便会通过上位机来控制可编程控制器增加制冷机组工作，从而满足室内的冷量需求，当关闭系统时，系统会首先关闭各个冷水机，再过几分钟后再关闭冷冻水泵与冷却水泵，再过几分钟再关闭各个制冷机组的蒸发器与冷凝器的阀门，系统关闭完成。

最后，该高效综合节能热泵控制系统，能够根据末端回路安装多个供回水压差传感器并测定系统冷量需求及变化，能够通过控制机构的巡检(每秒2次)，在多个压差偏离值中跟踪偏差最大的区域，进行站内主要设备的速度调控。同时在系统出水总管安装流量传感器，确保冷冻水泵、冷却水泵在安全流量范围内运行，该控制系统将从温度传感器、室外温湿度传感器、流量传感器、变频器和机组控制箱巡检(每秒2次)过程中采集数据，对这些数据进行记录、累积和分析，作为进一步调整该设备之变频控制指示的依据，从而达到实施设备台数的最佳控制方案，运行的原则是：当多台设备并联运行时，运行台数的选择是按各设备运行在高效率区，且设备组整体能耗最低的原则进行。节能控制系统各受控设备均运行在高效区间段。若在巡检中发现设备或电机或变频器发生故障，节能控制系统发出故障信号并在屏幕上显示，同时报告上位控制系统，并将故障设备或电机或变频器锁定，将备用设备投入运行，该高效综合节能热泵控制系统基于实时数据库模型，能够根据末端负荷变化及室外环境变化，主动分配系统内主要设备的电力需求，在主要设备上选择有效的供电分配，可以达到以最小供电获得最大冷量和热量的目的，使各设备运行在最节能状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。