专利名称：中央空调仿生循环节能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及暖通空调领域。
背景技术：
现有中央空调的运行管理中，由于冷负荷随着室外气候和室内人流量的即时变化而变化，系统末端的冷量都是通过冷冻水初温不变而流量变化的方式来调节的，冷水机组冷量是靠回水温度来调节，在调节过程中，经常性地出现冷水机组处在低负荷的工况，中央空调在运行过程中80％的运行时间处于“大马拉小车”效率低的状态，能效比比较低。
实用新型内容本实用新型的目的就是针对现有中央空调上述之不足而提供的一种中央空调仿生循环节能器，通过模仿心脏血液循环的机理对中央空调的冷冻水制冷循环进行调节改造，同时在系统的相应部位进行温度检测，与中央处理器2形成“神经系统”对设备进行控制，改善了低负荷时系统能效比低的工况，提高了运行效率，同时提高了自动化操作水平，避免了因人工操作精度低而导致的多余能耗，从而节省大量电能。中央空调仿生循环节能器有温度传感器1，用于在线检测冷冻水温度和不同使用功能空调区回风温度，并将温度信号转换成电信号后传送给中央处理器2；中央处理器2，用于对温度传感器1在线检测到的冷冻水温度和不同使用功能空调区回风温度信号进行运算比较，然后发出控制指令到中间继电器，通过中间继电器控制循环过程工况的转换；
中间继电器，用于按中央处理器2指令动作控制设备的开关；温度传感器1的信号输出端与中央处理器2的模拟量输入点相连接，中间继电器与中央处理器2的数字量输出点相连接。
本实用新型的优点在于通过模仿心脏血液循环的机理对中央空调的冷冻水制冷循环进行调节改造，有效地改善了低负荷时系统能效比低的工况，提高了运行效率，同时提高了自动化操作水平，避免了因人工操作精度低而导致的多余能耗，从而节省大量电能。且安装及维护简便，对原系统无不良影响。
附图1为本实用新型安装示意图。3是压缩机，4是电动蝶阀，5是冷却塔，6是冷却泵，7是冷凝器，8是蒸发器。
附图2为本实用新型的电路示意图，附图2-1、2-2、2-3和2-4为一幅图，附图3为本实用新型控制系统概略图，图3-1、3-2、3-3和3-4为一幅图，附图4为本实用新型的中央处理器的运算逻辑框图。
附图5为本实用新型的中央处理器运行程序框图，附图5-1、5-2和5-3为一幅图。
附图6为应用本实用新型后四台冷水机组运行工况示意框图。
附图7为应用本实用新型仿生运行时用户侧供冷工况曲线示意图。
附图8为本实用新型的电源模块电路图。
具体实施方式
以四台冷水机组为例中央处理器选用simensPLC产的CPU226、EM232和EM231模块，温度传感器2和中间继电器为标准产品，按说明书及说明书附图的连接方式连接。中间继电器J1、J2、J3、J4分别控制1#、2#、3#、4#主机，J5、J6、J7、J8分别控制1#、2#、3#、4#主机冷冻蝶阀，J9、J10、J11、J12分别控制1#、2#、3#、4#主机冷却蝶阀，J13、J14、J15、J16分别控制 1#、2#、3#、4#主机冷却塔蝶阀，J17、J18、J19、J20分别控制1#、2#、3#、4#主机冷冻泵，J21控制备用冷冻泵，J22、J23、J24、J25分别控制1#、2#、3#、4#主机冷却泵，J26控制备用冷却泵，J27、J28、J29、J30分别控制1#、2#、3#、4#主机紧急停车。
安装方法产品的安装主要是与中央空调的电气控制部分相连接，安装部位如下水侧温度传感器冷冻水在压差旁通阀后靠用户侧的进回水管上各一个，冷却水上回水总管上一个。
空气温度传感器室外气温检测点一个；大楼不同功能区风柜回风管上各安装一个。
中央处理器2的数字量输入点接控制冷冻泵、冷却泵、冷却塔和水路上电动蝶阀的电气控制柜内的主接触气长开空触点。
中央处理器2的数字量输出点连接中间继电器和冷水机组远程控制点。
中间继电器连接冷冻泵、冷却泵、冷却塔和水路上电动蝶阀的控制柜上自动控制点。
对于不同中央空调系统，设冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔和水路上电动蝶阀台数分别为a、b、c、d和e，大楼不同功能区数量为f，则温度传感器和中央处理器的I/O点配置如下表
当a＞2时需加装插入式流量计，安装在冷冻水在压差旁通阀后靠用户侧的回水管上。
工作原理仿生运行a)仿生运行机制仿生运行是为提高中央空调在低负荷时的运行效率，模仿心脏血液循环的方式，改变中央空调冷量输出的模式，从而达到节能目的的一种运行程式。
心脏血液循环方式供血动力
血压
中央空调仿生运行方式
供冷部位 冷量 冷水机组制冷在低负荷时，冷水机组在高负荷运行，一部分冷量满足系统冷负荷的需求量，一部分冷量蓄存在蓄冷物质里。
蓄冷物质蓄冷蓄冷物质是系统原有的，不需另外加装，主要包括冷冻水及其流经的管道。蓄冷温差在5-7℃；制冷空间及其内部家具外表面，蓄冷温差在1-2℃。
蓄冷物质放冷在冷水机组停开时，蓄冷物质向制冷空间放冷，这时仅冷冻泵运转。
仿生运行时，用户侧供冷的工况见图7，在一个循环过程中，周期为T1+T2，包含制冷时段T1和放冷时段T2。在T1时段，冷水机组附属设备运行制冷，末端供冷量由最小值Q0增加到Q1并保持一段时间使蓄冷量达到最大；在T2时段，仅冷冻泵运转，由蓄冷物质放冷，末端供冷量由最大值Q1减小到Q0。
b)仿生运行的控制方法在仿生运行时，中央空调的控制由节能器完成。主要由以下几个步骤完成；①在线检测冷冻水进水温度tw1、出水温度tw2和大厦不同使用功能空调区回风温度ti(ti′为相应的设定值)，并传送到中央处理器。(W0为冷冻水用户侧水量)②中央处理器对温度进行运算比较，控制循环过程工况的转换，运算逻辑见图4。
③中间继电器按中央处理器指令动作控制设备的开关控制。
仿生循环节能器将空调系统运行工况改为高负荷时连续运行，低负荷时仿生运行。对于四台冷水机组全部工况见图6以上操作当冷负荷加大时自动下行，减小时自动上行，全部由中央处理器自动识别完成，中央处理器的运行程序框图见图5(M8表示不开机，M9表示开一台冷冻泵，M10、M12、M14、M16分别表示开1、2、3、4台冷水机组；M10-M12表示由开一台机到开两台机，其他类推；t为室外温度检测值)。
由冷水机组、冷却泵、冷冻泵、冷却塔组成的系统在不同的负荷下的效率不同，随着负荷的不断变小，出现“大马拉小车”现象而效率不断下降，如某离心式冷水机组及附属设备在不同负荷下能效比COP值如下表
中央空调在全年的运行中，经常性地运行在能效较低的部分负荷下，且低负荷分布不均匀。
应用仿生循环节能器后，空调在制冷时总处于高负荷运行，从上表可知，系统在高负荷时能效比相对最大，而多数冷水机组60％以上时间运行在50％负荷工况下，可见节能空间之大。
负荷调节根据热负荷来调节制冷量的大小。加装仿生循环节能器后，安装在末端的温度传感器，能准确地检测出热负荷的变化情况，并经中央处理器2处理后反馈到蓄、放冷循环系统中进行控制，以最接近冷负荷的冷量输出，使温度始终保持在设定范围内，避免了低负荷过冷时冷量损失，达到节省电能的目的。
在仿生运行时，总制冷量的输出调节是通过调节冷冻水的出水温度实现的，冷水机组的平均出水温度高出连续运行温度，冷水机组制冷能效提高5％-6％，从而节电5％-6％。空调设备全年自动化控制运行，不断使系统在反馈、调整、再反馈、再调整的循环中进行实时控制。完全实现了过去人工操作难已达到的新水平。让空调设备的使用效率得到了最大的提高，节省了人工操作不当的多余能耗。
权利要求1.中央空调仿生循环节能器，其特征在于它有温度传感器(1)，用于在线检测冷冻水温度和不同使用功能空调区回风温度，并将温度信号转换成电信号后传送给中央处理器(2)；中央处理器(2)，用于对温度传感器(1)在线检测到的冷冻水温度和不同使用功能空调区回风温度信号进行运算比较，然后发出控制指令到中间继电器，通过中间继电器控制循环过程工况的转换；中间继电器，用于按中央处理器(2)指令动作控制设备的开关；温度传感器(1)的信号输出端与中央处理器(2)的模拟量输入点相连接，中间继电器与中央处理器(2)的数字量输出点相连接。
专利摘要中央空调仿生循环节能器由温度传感器1、中央处理器2和中间继电器组成，温度传感器1的信号输出端与中央处理器2的模拟量输入点相连接，中间继电器与中央处理器2的数字量输出点相连接。优点在于通过模仿心脏血液循环的机理对中央空调的冷冻水制冷循环进行调节改造，同时在系统的相应部位进行温度检测，与中央处理器形成“神经系统”对设备进行控制，改善了低负荷时系统能效比低的工况，提高运行效率，同时提高自动化操作水平，避免了因人工操作精度低而导致的多余能耗，从而节省大量电能。
文档编号F24F11/02GK2632557SQ0324127
公开日2004年8月11日 申请日期2003年4月13日 优先权日2003年4月13日
发明者陈建霞 申请人:陈建霞