专利名称：中央空调节能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中央空调的控制装置，具体涉及一种对中央空调整体进行智能控制，以实现节能效果的装置。
背景技术：
中央空调通常包括空调主机、冷冻水系统、冷却水系统、末端风机系统和冷却塔风机系统，由于设计时，中央空调必须按天气最热、负荷最大的情况设计，再乘以10～20％的安全系数，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，据相关部门统计，中央空调系统有90％的时间是运行于75％负荷以下的。目前的情况是，大多数中央空调系统都采用定流量、定风量系统，即只要启动空调主机，水泵、风机都在50Hz工频状态下运行，往往出现风量、水量过大的情况，造成能量的浪费。可见，目前的中央空调系统存在较大的富余，所以节能的潜力较大。
变频器能根据冷冻水泵、冷却水泵和风机系统负载变化调整电机的转速，在满足中央空调正常工作的情况下使水泵和风机作出相应调节，以达到节能目的。如中国实用新型专利CN2331900Y中就公开了一种空调水泵变频节能控制装置，其在冷冻水进、出口和冷却水进、出口分别设置有温度传感器，利用冷冻水进、出口和冷却水进、出口的温差值与设定温差值进行比较，来控制水泵的运行频率。这种结构可以根据情况调整水泵电机的转速，起到一定的节能作用，但是，中央空调的运行情况，其影响因素是多方面的，空调系统是一个非线性、时变性强的系统，简单的温差调节不能达到良好的效果。因此，有必要对中央空调整体系统进行智能控制，以达到好的控制和节能效果。
发明内容
本实用新型目的是提供一种中央空调节能控制装置，通过对中央空调各部分的有效检测与控制，达到节能、改善控制效果、提高设备使用寿命的目的。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种中央空调节能控制装置，包括控制器和变频、控制装置，所述变频、控制装置分别连接控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统，在空调主机的冷冻水进水口和出水口、冷却水进水口、室外和空调末端分别设有温度传感器，在冷冻水最不利环路处设有压力传感器，各传感器的传感信号输出端分别连接控制器的输入接口，控制器的输出接口分别连接至变频、控制装置各部分的输入端口。
上述技术方案中，所述“控制器”中包括有本实用新型的控制软件，能够实现对各传感器信号的分析处理，根据设定值产生反馈控制信号，以分别控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统的变频、控制装置的运作，在进一步的方案中，控制器也能和电脑终端或触摸终端进行通信。利用软件和数据库设置，可以实现模糊控制。所述“变频、控制装置”用于操纵中央空调的各执行机构，包括多个变频器及相关的控制电路，分别对空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统实现变频控制，达到变流量、变风量运行的目的，其中对风机系统的控制可以包括对空调末端风机系统的变风量控制和对冷却塔风机的控制系统。
上述技术方案中，所述控制器可以与监控终端连接。其中，可以在所述监控终端中设有网络接口，该网络接口可以是局域网接口卡，也可以是电话拨号上网装置，或者是可以通过网络实现通信的其它装置。通过网络接口，本装置可以与远程监控设备进行通信，向远程监控设备提供数据信息以供分析，或者从远程监控设备接收控制参数。
上述技术方案中，所述控制器还可以连接有触摸终端，以方便使用。
本实用新型可实现对中央空调的整体控制，其各部分工作过程如下1.冷冻水环路根据冷冻环路特性先确定一个冷冻水最小运行频率，保证系统安全运行。当环境温度、空调末端负荷发生变化时，冷冻水供回水温度传感器以及末端温度、压力传感器将检测到的这些参数送至控制器，控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，实时计算出末端空调负荷所需的制冷量，以及冷冻水供回水温度、温差的最佳值，拿这些值与目前运行参数进行比较，并以此调节变频器输出频率，控制冷冻水泵的转速，改变其流量使冷冻水系统的供回水温度、温差和流量运行在控制器给出的最优值。
2.冷却水环路根据冷却系统特性先确定一个冷却水泵最小运行频率，冷却水进水最高、最低温度保证系统安全运行。当环境温度、空调末端负荷发生变化时，中央空调主机的负荷将随之变化，主机冷凝器的最佳冷凝温度也随之变化。控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，计算出主机冷凝器的最佳冷凝温度，及冷却水最佳入口温度并以此温度与实际运行温度进行比较，并以此调节冷却水泵变频器的输出频率，控制冷却水泵，动态调节冷却水的流量，使冷却水的入口温度逼近模糊控制器给出的最优值，从而保证中央空调主机随时处于最佳转换效率状态下运行。
由于冷却水系统采用最佳转换效率控制，保证了中央空调主机在满负荷和部份负荷的情况下，均处于最佳工作状态，始终保持最佳的能源利用率(即COP值)，从而降低了空调主机的能量消耗，同时因冷却水泵经常在低于额定负荷下运行，也最大限度地节约了冷却水泵的能量消耗。
3.末端风机的变风量系统根据风机系统特性先确定一个风机最小运行频率，保证系统安全运行。当环境温度、空调末端负荷发生变化时，末端温度传感器以及室外温度传感器将检测到的这些参数送至控制器，控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，实时计算出末端空调负荷所需的风量，以及末端温度的最佳值，并以此调节变频器输出频率，控制风机的转速，改变其风量使末端温度运行在控制器给出的最优值。
4.冷却塔风机控制系统根据冷却塔系统特性先确定一个风机最小运行频率，保证系统安全运行。当环境温度、空调负荷发生变化时，室外温度传感器和冷却水进水温度传感器送至冷却塔风机控制系统，该子系统根据所采集的实时数据以及历史数据，计算出符合主机工况需要的冷却水进水温度值，并以此调节变频器输出频率，控制风机转速，获得良好的节能效果。
同时，在通过电脑终端连网的情况下，本装置除了可以实现全自动控制，定时开关机，主机，水泵，风机协调工作，还可以实现远程控制。此时，可以为空调系统建立数据库，通过远端的数据分析中心，分析时时数据与历史数据，不断完善和改进程序，并给出指导运行使得负荷模拟的更准确，节电效果更好。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1.由于本实用新型设置了室外温度传感器和空调末端温度传感器，一方面可以实现对风机系统的变频控制，实现节能并提供更舒适的环境，另一方面，可以更有效地控制冷冻水泵和冷却水泵的运行，提高节能效果；2.本实用新型在冷却水环路中，通过在冷却水进水口设置一个温度传感器，利用冷却水环路的特性和室外温度情况的历史数据以及主机的负荷情况，分析冷却水进水的最佳温度值，来控制调整冷却水泵的运行负荷，与采用单一温差法控制冷却水泵相比，效果更好；3.本实用新型的控制器可以连接电脑终端，并通过电脑终端与网络连接，因而可以实现远程控制，由此，可以实现由控制软件、监视软件和空调系统数据库组成功能强大的软件控制系统，并在程序运行中，不断完善其数据库系统，进而分析、修正运行参数，达到最优控制效果以及能量节省。
附图1为本实用新型实施例一的电路连接示意框图。
其中[1]、温度传感器(冷冻水进水口)；[2]、温度传感器(冷冻水出水口)；[3]、温度传感器(冷却水进水口)；[4]、温度传感器(室外)；[5]、温度传感器(空调末端)；[6]、压力传感器(最不利环路处)；具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附图1所示，一种中央空调节能控制装置，包括控制器和变频、控制装置，所述变频、控制装置分别连接控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统，在空调主机的冷冻水进水口和出水口、冷却水进水口、室外和空调末端分别设有温度传感器1-5，在冷冻水最不利环路处设有压力传感器6，各传感器的传感信号输出端分别连接控制器的输入接口，控制器的输出接口分别连接至变频、控制装置各部分的输入端口，同时，控制器的输出接口还分别与电脑控制终端和触摸终端连接，所述电脑控制终端中设有网络接口，由此经局域网与远端监控中心连接，并进而经互联网与数据分析中心连接，也可以采用电话拨号方式连接至数据分析中心。
本实施例在实际工作时，还必须包括有软件控制系统，该控制系统可以包括控制软件、监控软件和空调系统数据库，其中的控制软件存储于控制器的芯片内，能够实现对各传感器信号的分析处理，根据设定值产生反馈控制信号，以分别控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、末端风机系统和冷却塔风机系统的变频、控制装置的运作，其状态和设定值可以在电脑控制终端或触摸终端上观察和设置，如果连接有数据分析中心，则还可定时记录相关数据，以便采用电脑程序自动分析或者作人工分析干预，进一步提高节能效率。
权利要求1.一种中央空调节能控制装置，包括控制器和变频、控制装置，所述变频、控制装置分别连接控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统，其特征在于在空调主机的冷冻水进水口和出水口、冷却水进水口、室外和空调末端分别设有温度传感器[1、2、3、4、5]，在冷冻水最不利环路处设有压力传感器[6]，各传感器的传感信号输出端分别连接控制器的输入接口，控制器的输出接口连接至变频、控制装置的输入端口。
2.如权利要求1所述的中央空调节能控制装置，其特征在于所述控制器与监控终端连接。
3.如权利要求2所述的中央空调节能控制装置，其特征在于所述监控终端中设有网络接口。
4.如权利要求1所述的中央空调节能控制装置，其特征在于所述控制器还连接有触摸终端。
专利摘要一种中央空调节能控制装置，包括控制器和变频、控制装置，所述变频、控制装置分别连接控制空调主机、冷冻水泵、冷却水泵和风机系统，特征为，在空调主机的冷冻水进水口和出水口、冷却水进水口、室外和空调末端分别设有温度传感器，在冷冻水最不利环路处设有压力传感器，各传感器的传感信号输出端分别连接控制器的输入接口，控制器的输出接口分别连接至变频、控制装置各部分的输入端口。本实用新型能实现对中央空调各部分的整体控制，采用变风量、变流量的控制方式，使各系统运行于最佳工况，从而实现节能降耗，延长设备使用寿命的目的。
文档编号F24F11/02GK2703223SQ0327822
公开日2005年6月1日 申请日期2003年8月29日 优先权日2003年8月29日
发明者张健, 兰大志 申请人:苏州利源自动化科技有限公司