专利名称：控制中央空调末端供回水温差的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及中央空调制冷技术，特别涉及中央空调制冷技术中的一种 控制中央空调末端供回水温差的装置。
背景技术：
随着城市建设的发展，建筑能耗已经占了全国总能耗的一个较大的比例， 而在建筑能耗中，空调能耗占了大部分比例，且呈不断上升的趋势，尤其是在
城市用电高峰期的夏季，中央空调的耗电量占了总发电量的30%,在中国南方 发达地区则达到了 50%以上，因此，中央空调的节能设计日益重要及紧迫。
在现有的中央空调的设计中，为了实现空调节能，采用了变风量、变水量、 蓄冷等各种节能措施，但是，节能效果都不甚理想。
目前，在现有的一种中央空调的控制方式中，中央空调末端制冷设备通过 采集室内温度，根据该室内温度控制电动阀门的开度，以通过调节流经末端制 冷设备的冷冻水流量来实现室内温度的调节效果。通常的控制方法是对于制 冷量较大的末端制冷设备(如，空气处理机)，通过比例调节i殳置在冷冻水管道 上的阀门的开度来控制冷冻水量；对于制冷量较小的末端制冷设备，例如风机 盘管，对阀门的调节则只有0%流量(阀门全关)和100%流量(阀门全开)的 两种状态的控制方式。
根据现有技术中的这种控制方式，虽然能够基本满足空调使用舒适性的要 求，但是由于只是根据室温设定值进行控制以满足室内温度的需求，当比较多 的空调末端制冷设备的室内温度设定值设置不合理的情况下，例如设定的室温 设定值远低于实际需求时，末端制冷设备调节阀的开度偏大，部分调节阀甚至 处于100%开度，造成了冷冻水泵流量偏大的情况，从而导致了流经末端制冷设 备的供回水温差远低于正常的温差范围，而且温差极不稳定。此外，较低的供 回水温差需要较大的冷冻水流量，长此以往，冷冻水泵就消耗了较多的电量。
上述情况在比较严重的时候甚至会$I起中央空调系统的水力失调，造成系 统制冷效果的冷热不均，形成了中央空调高能耗的现状。
如果能够确保中央空调末端制冷设备保持相对稳定的、合理的、统一的供 回水温差。在此基础上满足室内温度的舒适性需求。这样，就能使冷冻水循环 水量减少，降低了水泵的功率，从而使水泵长期运行的电能损库毛大幅度的降低， 使中央空调系统实现真正的节能运行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种控制中央空调末端供回水温差的装置，其 对中央空调的末端设备进行供回水温差控制。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案 一种控制中央空调末端供回水温差的装置，包括
设置在供水管路上的供水温度检测装置，设置在回水管^各上的回水温度检 测装置，设置在回水管路上的比例调节阀，以及同时与所述供水温度检测装置、 所述回水温度检测装置、所述比例调节阀连接的中央处理器，所述供水温度检 测装置检测供水温度，输出供水温度信号，所述回水温度检测装置检测回水温 度，输出回水温度信号，所述中央处理装置接收所述供水温度信号、所述回水 温度信号，控制所述比例调节阀的开启度。
根据本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置，其通过供水温度 检测装置检测供水温度，输出供水温度信号，通过回水温度片企测装置检测回水 温度，输出温度信号，中央处理装置接收供水温度检测装置输出的供水温度信 号、回水温度检测装置输出的回水温度信号，调节设置在回水管路上的比例调 节阀的工作状态，即调节比例调节阀的开度，从而可使得供回水的温差大于或 者等于温差设定值的需求。
图1是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例一的结构示
意图2是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例二的结构示
意图3是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例三的结构示 意图4是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例四的结构示 意图5是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例五的结构示 意图6是本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置实施例六的结构示 意图7本实用新型装置实施例六的安装结构示意图8是本实用新型装置实施例六的控制部分一个实施例的电路结构示意图9是本实用新型装置实施例六的输出部分一个实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，首先以实施例的方式对本实用新型控制中央空调末端供 回水温差的装置进行说明，其次对本实用新型控制中央空调末端供回水温差的 装置的 一个较佳实施例的电路结构进行说明。
以下以实施例的方式对本实用新型控制中央空调末端供回水温差的装置进 4亍详细阐述。
实施例一
如图1所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 一的结构示意图。
如图所示，在本实施例中，本实用新型的装置包括
电源装置401,用以提供电源供应；
供水温度检测装置403，其安装在供水管路上，用以检测供水管路中的供水 温度；
回水温度4企测装置404,其安装在回水管路上，用以检测回水管路中的回水
安装在回水管路上的比例调节阀405，其可以根据控制指令调节开度，以改 变回水管路中的回流的水流量的大小；
以及同时与电源装置401 、供水温度检测装置403 、回水温度4企测装置404 和比例调节阀405相连接的中央处理装置402,该中央处理装置402可以根据供 水温度、回水温度来调节比例调节阀405的工作状态，调节比例调节阀405的 开度。
根据本实施例中的控制中央空调末端供回水温差的装置，其通过电源装置 401为中央处理装置402、供水温度检测装置403、回水温度检测装置404以及 比例调节阀405提供电源供应，中央处理装置可以根据供水温度、回水温度来 控制比例调节阀405的工作状态，即控制比例调节阀405的开度，以改变回水 流量，从而控制供回水温差的大小，使供回水温差满足设定的条件。从而既可 以满足温差设定值的需求，又可以使供回水温差较大，减少了冷冻水循环水量， 降低了水泵的功率，水泵长期运行时的电能损耗大幅度降低，使中央空调系统 实现节能运行。
其中，该供水温度检测装置403、回水温度检测装置404可以是通过传感器 来进行检测，且该传感器可以是热敏电阻。
此外，该中央处理装置402可以是一个微处理器，以减小装置所占用的空间。
实施例二
如图2所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 二的结构示意图，在本实施例中，与实施例一的不同之处主要在于，本实施例
中的装置还包括
检测室温温度的室温检测装置406,该室温检测装置406与所述中央处理装 置402相连接。
从而，该中央处理装置还可以同时根据供水温度、回水温度以及室温温度 来综合对比例调节阀405的开度进行控制，使得既可以满足室温设定要求，又 等于或大于温差设定值的要求。
其中，该室温检测装置406可以是通过传感器来进行检测，且该传感器可 以是热#丈电阻。
本实施例中的其他技术特征与实施例一 中的相同，在此不予赘述。 实施例三
如图3所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 三的结构示意图，在本实施例中，与实施例二的不同之处主要在于，本实施例 中的装置还包括
用以显示相关信息、与中央处理装置相连接的显示装置407.
从而，根据本实施例的装置，当中央处理装置402进4亍相关的处理时，还 可以通过该显示装置407将相关信息予以显示，以使用户可知晓当前操作的相 关信息。
其中，该显示装置407可以是液晶显示器，也可以是it码管，也可以是其 他的显示i殳备。
本实施例中的其他技术特征与实施例二中的相同，在此不予赘述。 实施例四
如图4所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 四的结构示意图，在本实施例中，与实施例三的不同之处主要在于，本实施例 中的装置还包括
与中央处理装置402相连接、用以与上端计算机通信的通信接口 408。
从而，根据本实施例中的装置，其可以通过通信接口 408将相关信息发送 给外围设备，该外围设备可以包括上端计算机等设备，以使计算机可以进行综 合管理。
本实施例中的其他技术特征与实施例三中的相同，在此不予赘述。 实施例五
如图5所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 五的结构示意图，在本实施例中，与实施例四的不同之处主要在于，本实施例 中的装置还包括
与中央处理装置402相连接，用以接收输入信号的信号输入装置409。
从而，根据本实施例中的装置，其还可以通过信号输入装置409来接收相 关的输入信号，例如，重新设置温差设定值、预定室温温度等等。
其中，该信号输入装置409可以是按键输入装置，也可以是触摸屏输入装 置，其中，当显示装置407为液晶显示器时，显示装置407与信号输入装置409 可共同组成一个触摸屏装置。
本实施例中的其他技术特征与实施例四中的相同，在此不予赘述。
实施例六
如图6所示，是本实用新型的控制中央空调末端供回水温差的装置实施例 六的结构示意图，在本实施例中，与实施例五的不同之处主要在于，本实施例 中的装置还包括
与中央处理装置402相连接、并接受中央处理装置402的控制、来调节、 控制风速的风速控制装置410。
从而，在控制中央空调末端制冷设备供回水温差的同时，还可以同时对中 央空调末端制冷设备的出风的风速进行控制，例如高速、中速、低速等等，其 中，该对风速的控制可以是通过信号输入装置409输入相应的信号来控制进行。
本实施例中的其他技术特征与实施例五中的相同，在此不予赘述。
以下针对本实用新型装置实施例六中的方案，对实施例六中的方案的安装 结构、电路结构的一个较佳实施例进行说明，需要说明的是，下述说明仅仅是 对实施例六的一种具体实施方式
进行说明。
如图7所示，是本实用新型装置实施例六的安装结构示意图，其可将本实 用新型的装置分成两个大的部分控制面板部分、输出部分，其中，该控制面 板部分可包括中央处理装置402、室温检测装置406、显示装置407、通信接口 408以及信号输入装置409,而输出部分则可以包括电源装置401、供水温度检 测装置403、回水温度检测装置404、比例调节阀405以及风速控制装置410， 且该控制面板部分与输出部分可以一体设计，也可以是分体设计。
控制面板部分可安装在室内墙壁上，室温检测装置406、通信接口 408可内 置在控制面板部分的内部，而显示装置407以及信号输入装置409可分别安装 于控制面板部分的表面，在本具体安装实施方式中，该信号输入装置409为按 键输入。而输出部分可以安装在靠近中央空调末端制冷设备的楼板或者靠楼板 的墙壁上，供水温度4企测装置403、回水温度^r测装置404分别插入安装在中央 空调末端制冷设备的供水管路、回水管路中，在该具体安装方式中，供水温度 检测装置403、回水温度检测装置404为传感器，比例调节阀405安装在回水管 路中，并通过线路与中央处理装置402连接，来控制调节阀的开度，风速控制 装置410与中央空调末端制冷设备的三速风机通过线路相连接，控制风速的切 换。
根据上述具体的安装实施方式，如图8所示，是上述控制面板部分一个具 体实施例的电路原理示意图，如图9所示，是上述输出部分的一个具体实施例 的电路原理示意图。
下面首先针对图8中的电路结构图进行说明。
如图8所示，在本实施例中，中央处理装置402为一个微处理器U1，该微 处理器U1为单片机，微处理器U1的引脚2、 20分别连接+3.3V电源，引脚19 接地，引脚5、 6分别连接在晶体振荡器X1的两端，引脚ll、 12、 13连接拨码 开关Sl,引脚28、 27、 26、 18分别连接液晶驱动器U2的引脚9、 10、 11、 12,
引脚21、 22、 10、 17分别连接按键开关KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4,引脚 23、 24分别连接PWM驱动电路，引脚9连接室温传感器NTC1，引脚14、 15、 16连接通信接口电路，引脚7与电压检测器U6的引脚1连接，引脚25与运算 放大器U5的引脚5连接。
如图8所示，显示装置407位于控制面板部分，该显示装置407由段式液 晶显示驱动器U2、液晶显示屏LCD1等组成。微处理器U1通过引脚28、 27、 26、 18分别与液晶显示驱动器U2的引脚9、 10、 11、 12连接；液晶显示驱动 器U2的引脚17连接+3.3V的电源；液晶显示驱动器U2的COM1 、COM2、 COM3、 COM4分別与LCD 1的COM 1、 COM2、 COM3、 COM4相连接；液晶显示驱动 器U2其余的SEG引脚分别与液晶显示屏LCD1的对应的SEG引脚连接。微处 理器U1通过段式液晶显示驱动器U2控制液晶显示屏LCD1的所显示的内容。
所述室温检测装置406为一个室内温度传感器，由相互串联的热敏电阻 NTC1与电阻R22组成室温检测电路，热敏电阻NTC1的一端与R22连接，另 一端接地，电阻R22的另一端连接+3.3V电源。由于NTC1为热敏电阻，其电 阻值会随着室温温度的变化而变化，微处理器Ul通过引脚9和内置的10位A/D 转换器，对热敏电阻NTC1的电阻值进行测量，从而实现对室内温度的检测。
所述信号输入装置409由四个按4建开关KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4以 及拨码开关S1等组成。KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4分别与微处理器Ul的引 脚21、 22、 10、 17连接，构成了设定电路，可以对开关机、室内温度设定值、 高中低档风速的切换等进行设定。拨码开关Sl的引脚1、 2、 3、 4短接后与电 源地相连，引脚8、 7、 6分别与微处理器U1的引脚11、 12、 13连接，构成了 中央空调末端制冷设备供回水温差的设定电路，通过拨码开关Sl，可以对温差设 定值进行设定。
所述通信接口 408由通信收发器U9、 二极管D4、 D5、稳压二极管Zl、 Z2、 自恢复保险丝F1、 F2等组成。U9的引脚1通过二极管D5与微处理器U1的引 脚16连接，其中，D5的正极端连接微处理器Ul的引脚16，负极端连接通信 收发器U9的引脚1，电阻R9与二极管D4串联后与电阻R19并联后， 一端连 接+3.3V电源，另一端通过二极管D5与通信收发器U9的引脚1连接，R9、 R19 产生限流作用，防止了对二极管D4的损害，U9的引脚2、 3相接后与微处理器 的引脚14连接，U9的引脚4与微处理器Ul的引脚15连接，通信收发器U9 的引脚5接地，通信收发器U9的引脚6与稳压二极管Z2的负极端、保险丝F2 的一端相连接，稳压二极管Z2的另一端接地，保险丝F2的另一端与连接器Jl 的一个引脚连接，通信收发器U9的引脚7与稳压二极管Z1的负极端、保险丝 Fl的一端相连接，稳压二极管Z1的另一段接地，保险丝F1的另一端与连接器 Jl的一个引脚连接，且通过电阻与保险丝F2的另一端相连接。微处理器U1通 过上述的引脚连接方式与通信收发器U9连接之后，控制U9进行接收和发送状 态的转换，从而实现与上位计算机的数据通信。
在该具体实施方式
中，控制面板部分的风速控制装置410以及对比例调节 阀405的控制通过一个PWM脉冲调宽电路来实现，该PWM脉冲调宽电路由二 极管D1、 D2、电阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 Rll、电容C1、 C3和两个双^各运 算放大器U3、 U4等组成。微处理器Ul的引脚23、 24分别与二极管Dl、 D2 的正极连接，U3A和U4A的-引脚分别接电源地，U3A和U4A的+引脚分别接 稳压块U7的引脚2, U3B和U4B的-引脚分别接连接器J2的引脚7和引脚6。 电容C1、电阻R4并联后， 一端与二极管Dl的负极端连接，另一端接地。在D 1的负极端与U3A的一端之间连接有电阻R5， U3A的这一端同时通过电阻R2 与U3B的引脚5连接，U3A的另一端通过电阻R6接地。电容C3、电阻RIO 并联后， 一端与二极管D2的负极端连接，另一端接地。在D2的负极端与U4A 的一端之间连接有电阻R7, U4A的这一端同时通过电阻R8与U4B的引脚5连 接，U4A的另一端通过电阻R11接地。，连接器J2与连接器J1连接后，微处理 器Ul通过引脚23实现对比例调节阀405的开度的控制,微处理器Ul可以通过 引脚24控制中央空调末端制冷设备风机的高\中\低三速切换，实现对风速的切 换。
在该具体实施方式
中，还包括一个检测电源电压的电压检测器U6，电压检 测器U6的引脚1连接到微处理器Ul的引脚7, U6的引脚2连接到+3.3V电源， 引脚3接地。当U6检测到电源电压过低时，将通过引脚1向微处理器U1发送 复位信号。
此外，在该具体实施方式
中，还包括一个手动复位电路，由二极管D3、电 阻R20、电容C7、按键开关KEY5组成。二极管D3的负极端接+3.3V电源，正 极端与电容C7串联后接地；电阻R20的一端接+3.3V,另一端与KEY5串联后 接地；D3与C7的连接端和R20与KEY5的连接端短接后连接到微处理器的引 脚7。当按动按键KEY5时，微处理器Ul复位。
如图9所示，是输出部分的一个具体实施例的电路原理示意图。
输出部分的电源装置401分别为控制面板部分和输出部分供应电源。如图 9所示，该电源装置401通过保险丝F1、变压器T1、整流桥B1、电解电容C411 等提供经过整流的直流主电源。主电源通过稳压块U46和电解电容C415为控制 面板部分的电源电路提供稳定的+12V电源供应，稳压块U46的引脚3与整流桥 Bl的引脚3连接，电解电容C14、电容C9分别连接在整流桥B1、稳压块U46 的连接端与接地端之间，电解电容C415连接在稳压块U46的引脚1与接地端之 间，稳压块的引脚2接地。其中，稳压块U46实现稳压作用，电解电容C15实 现滤波作用。控制面板部分的电源电路通过稳压块U47和电解电容C416将电源 稳定在+5V，并通过稳压块U8最终输出+3.3V的稳定电源，提供给微处理器Ul 、 显示装置、比例调节岡的控制电路以及通信接口等作为工作电源。输出部分的 稳压块U45和电解电容C413为输出模块的供回水温度检测电路、风速控制电路 提供稳定的+5V工作电源。
位于输出部分的供回水温度传感器及检测电路，由供回水温度传感器接口 PT—IN和PT—OUT、模拟电子开关U44、运算放大器U45、电阻R420、 R425、 R411、 R419、 R422、 R423、 R426、 R424、 R421和电容C45、 C47、 C44、 C46、 C48、 C412、 C413等组成电桥测温电路。模拟电子开关U44的引脚11、 4与传 感器接口 PT—OUT的接口 1相接，同时通过电容C48接地，PTJDUT的另一个 接口2接地。模拟电子开关U44的引脚15、 2与传感器接口 PT—IN的接口 l相 接，同时通过电容C46接地，PT—IN的另一个接口 2接地。模拟电子开关U44 的引脚6接地，引脚3通过电阻R412连接到电源端。电阻R420与电容C45并 联之后， 一端同时与模拟电子开关U44的引脚1、 12相接，另一段与电阻R419、 电阻R411串联后连接到电源端。电阻R425与电容C47并联后， 一端同时与模
拟电子开关U44的引脚5、 14相接，另一端与电阻R419、 R411相接后连接到 电源端。电容C44连接在电阻R411与R419的连接端与接地端之间。电阻R422 连接在电阻R411、 R419的连接端与放大器U45A的引脚2之间，放大器U45A 的引脚3通过电阻R423连接到模拟电子开关U44的引脚13，同时通过电阻R426 接地。电容C412与电阻R424并联后， 一端连接到放大器U45A的引脚2 ，另 一端同时与放大器U45A的引脚1、放大器U45B的引脚5连接，放大器U45B 的引脚6与引脚7对接后通过电阻R421、电容C413接地。通过连接器对接后， 微处理器U1通过引脚8，连接器J1的引脚3，连接器J2的引脚3，实现对供回 水温度传感器温度的测量。
位于输出部分的风速控制装置由四路运算放大器U41、三输入八输出译码 器U42、多路达林顿管驱动器U43、继电器RELAY1、 RELAY2、 RELAY3、电 阻R41、 R42、 R43、电容C41、 C42、 C43等组成。R41、 R42、 R46、 R47串联 后，头尾分别与连接器Jl的引脚8和9连接，R43、 R48、 R49的一端分别与四 路运算放大器U41的运放U41A、 U41B、 U41C的引脚5、 7、 9连接，另一端 短接后与连接器Jl的引脚6连接。运放U41A的引脚4与电阻R41、 R42的连 接端相连接，引脚5通过电阻R44与引脚2相接后连接到译码器U42的引脚1 ; 运放U41B的引脚6与R42、 R46的连接端相连接，引脚7通过电阻R45与引 脚1相接后连接到译码器U42的引脚2;运放U41C的引脚8与电阻R46、 R47 的连接端相连接，引脚9通过电阻R410与引脚14相接后连接到译码器U42的 引脚3。译码器U42的引脚1、 2、 3分别通过电阻R415、 R414、 R413与电源 端连接，引脚4、 5短接后接地，引脚6接电源端，引脚7、 12、 14分别与达林 顿管驱动器U43的引脚3、 2、 l连接。达林顿管驱动器U43的引脚4、 5、 6、 7、 8短接后接地，引脚14、 15、 16分别连接继电器RELAY3、 RELAY2、 RELAY1， 在连接器Jl和J2对接后，控制面板部分的微处理器Ul通过引脚24可以控制 继电器RELAY1、 RELAY2、 RLAY3的开闭状态，实现中央空调末端制冷设备 风机的高\中\低三速状态切换。
以上所述的本实用新型是实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限 定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均
应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1、一种控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在于，包括设置在供水管路上的供水温度检测装置，设置在回水管路上的回水温度检测装置，设置在回水管路上的比例调节阀，以及同时与所述供水温度检测装置、所述回水温度检测装置、所述比例调节阀连接的中央处理装置，所述供水温度检测装置检测供水温度，输出供水温度信号，所述回水温度检测装置检测回水温度，输出回水温度信号，所述中央处理装置接收所述供水温度信号、所述回水温度信号，控制所述比例调节阀的开启度。
2、 根据权利要求1所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于，还包括与所述中央处理装置相连接的室温检测装置。
3、 根据权利要求l所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于，还包括与所述中央处理装置相连接、用以显示信息的显示装置。
4、 根据权利要求1所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于，还包括与所述中央处理装置连接的通信接口 ，所述中央处理装置通过所述通信4妄 口与外部设备通信。
5、 根据权利要求l所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于，还包括与所述中央处理装置连接的信号输入装置。
6、 根据权利要求1所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于，还包括与所述中央处理装置连接的风速控制装置。
7、 根据权利要求3所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于所述显示装置为液晶显示器或者发光数码管。
8、 根据权利要求5所述的控制中央空调末端供回水温差的装置，其特征在 于所述信号输入装置为按2睫输入装置或者触摸屏输入装置。
9、 根据权利要求1至8任意一项所述的控制中央空调末端供回水温差的装 置，其特征在于所述供水温度检测装置、和/或回水温度检测装置、和/或室温检测装置为传 感器。
专利摘要一种控制中央空调末端供回水温差的装置，包括设置在供水管路上、用于检测供水温度的供水温度检测装置，设置在回水管路上、用于检测回水温度的回水温度检测装置，设置在回水管路上的比例调节阀，以及同时与所述供水温度检测装置、所述回水温度检测装置、所述比例调节阀连接的中央处理装置，所述中央处理装置根据所述供水温度、所述回水温度，控制所述比例调节阀的开启度。其通过测定供水管路中的供水温度、回水管路中的回水温度，并根据回水温度、供水温度、温差设定值调节设置在回水管路上的比例调节阀的开度，使得供回水温差大于或者等于温差设定值的需求。在温差满足设定要求的前提下，还根据房间温度的设定值，满足房间温度的控制需求。
文档编号F24F11/00GK201212720SQ200820046470
公开日2009年3月25日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者谭文胜 申请人:谭文胜