专利名称：嵌入式中央空调节能系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能系统，特别涉及一种用于中央空调的节能系统。
背景技术：
近几年来，在全面建设小康社会的进程中，国内中央空调设备容量和能耗量都急剧增长，进入2000年全国中央空调设备的使用量达到近8万套，用电量约700亿kWh，并以每年30%以上的速度增长。但中央空调系统耗能很大，其电能和热能的消耗量占整个建筑能耗量的50%左右。开展中央空调系统节能改造已成为社会各方面的共同愿望。中央空调变流量嵌入式节能系统的应用，在满足用户舒适度和正常使用条件下有效减少了中央空调系统能源消耗，节能效果十分显著，显示出良好的经济效益和社会效益，市场推广前景广阔。传统的中央空调系统是基于定流量运行的，基于建筑物最大冷热负荷并留有一定余量的计算方法进行系统设计和设备选型的。但由于建筑物内部对冷热负荷的需求依照建筑物外部环境温度随季节和昼夜的动态变化，从而导致对中央空调能量负荷需求的动态变化，所以中央空调系统以变流量运行方式替代定流量运行方式成为中央空调系统节能必然趋势。目前，国内外都采用通用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对供、回水压差或温差的采集，对水泵和风机进行PID调节，以达到节能效果。这种控制方法通常可以节约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20%，最高可达30%。目前国内由于中央空调系统存在很大程度的非线性、大滞后和参数时变性；用变频器PID调节来变流量，虽然能达到一定的节能效果，但不能达到最佳的节能效果。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新型的嵌入式中央空调节能系统，通过该嵌入式中央空调节能系统通过Zigbee无线传感网络技术对装置进行自动控制和数据采集；采用无线传感器网络，实现PC机、MCU微控制单元、变频器、智能采样模块之间的数据传输和智能控制，从而达到更好的节能效果。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种嵌入式中央空调节能系统其包括一中央处理控制单元；一信息处理单元， 所述信息处理单元与所述中央处理控制单元通过Zigbee无线数据通信；一冷温水循环单元，包括冷温水泵、空调主机、回水缸、房间空调挂机和分水缸，所述冷温水泵与所述空调主机连接，所述空调主机与所述回水缸连接，所述回水缸与所述房间空调挂机连接，所述房间空调挂机与所述分水缸连接，所述分水缸与所述冷温水泵连接，所述冷温水泵由冷温水泵变频器控制，所述冷温水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述回水缸出水口设有冷温水回水水压传感器和冷温水回水水温传感器，所述分水缸进水口设有冷温水流量传感器、 冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器，所述冷温水回水水压传感器、冷温水回水水温传感器，、冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器均与所述中央处理控制单元连接；一冷却循环水单元，包括冷却水泵、冷却塔和空调主机，所述冷却水泵与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述空调主机连接，所述空调主机与所述冷却水泵连接，所述冷却水泵由冷却水泵变频器控制，所述冷却水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述冷却泵的出水口处设有冷却水出水水温传感器和冷却水出水水压传感器，所述空调主机进水口处设有冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器，所述冷却水出水水温传感器、冷却水出水水压传感器、冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器均与所述中央处理控制单元连接。优选的，该嵌入式中央空调节能系统包括数个冷却水泵、冷温水泵、冷却塔和空调主机。优选的，所属冷却塔上设有风机，所述风机的开关与所述中央处理控制单元连接。优选的，所述中央处理控制单元以Freescale型微控制器JB8(USB1. 1)和GP32为处理器。优选的，中央处理控制单元通过USB接口与上位PC机连接。上述技术方案具有如下有益效果本发明由硬件、嵌入式软件及PC机上的监控软件组成。通过测量中央空调循环水系统的温度、流量、压力等物理量，设计节能算法，控制变频器的运行，实现变流量节能，最大限度的减少了空调系统的能量浪费，从而达到了能耗节约的目的。采用Zigbee无线数据通信技术传输数据，保证了信息传输的可靠性。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1为本发明中冷温水循环单元的结构示意图。图2为本发明中冷却循环水单元的结构示意图。图3为本发明中上位PC机、中央处理控制单元及变频器的通信图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的介绍。如图1、3所示，该嵌入式中央空调节能系统其包括中央处理控制单元1、信息处理单元2、冷温水循环单元和冷却水循环单元。其中中央处理控制单元1采用Freescale型微控制器JB8(USB1. 1)和GP32作为处理器。中央处理控制单元1通过USB 口与上位PC机 3连接，信息处理单元2与中央处理控制单元1之间通过Zigbee无线进行数据通信。其中冷温水循环单元包括冷温水泵21、空调主机12、回水缸24、房间空调挂机25 和分水缸沈，冷温水泵21与空调主机12连接，空调主机12与回水缸M连接，回水缸M与房间空调挂机25连接，房间空调挂机25与分水缸沈连接，分水缸沈与冷温水泵21连接， 冷温水泵21由冷温水泵变频器32控制，冷温水泵变频器32与信息处理单元2连接，回水缸M出水口设有冷温水回水水压传感器22和冷温水回水水温传感器23，分水缸进水口设有冷温水流量传感器27、冷温水出水水压传感器28和冷温水出水温度传感器四，冷温水回水水压传感器22、冷温水回水水温传感器23，、冷温水流量传感器27、冷温水出水水压传感器28和冷温水出水温度传感器四均与中央处理控制单元1连接。如图2、3所示，冷却循环水单元，包括冷却水泵11、冷却塔15和空调主机12，冷却水泵11与冷却塔15连接，冷却塔15与空调主机12连接，空调主机12与冷却水泵11连接， 冷却水泵11由冷却水泵变频器32控制，冷却水泵变频器32与信息处理单元2连接，冷却泵11的出水口处设有冷却水出水水温传感器17和冷却水出水水压传感器18，空调主机进水口处设有冷却水回水水温传感器13和冷却水回水水压传感器14，冷却水出水水温传感器17、冷却水出水水压传感器18、冷却水回水水温传感器13和冷却水回水水压传感器14 均与中央处理控制单元1连接。冷却塔15上设有风机16，风机16的开关与中央处理控制单元1连接。在上述系统中，冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔以及相对应的变频器与风机可以为多台，其中冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔及风机最多为6台，变频器最多为12台。在本实施例中冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔及风机均为两台，变频器为4台。在该系统中以PC机作为上位机，实现装置的监控；以中央处理控制单元作为下位机，对装置进行自动控制和数据采集；采用远程智能模块对环境温度与装置的运行状况信号进行采集；采用无线传感器网络，实现PC机、中央处理控制单元、变频器、智能采样模块之间的数据传输和智能控制。采用变频调速节能技术、模糊PID控制策略技术、无线传感网络技术、硬件系统抗干扰性、嵌入式软件的鲁棒性及科学设计PC方软件控制流程的动态图形化显示来实现节约能源的目的。下面对上述技术分别进行阐述1)变频调速节能技术由水泵的工作原理可知水泵轴功率P与其转速η的三次方成正比。又感应交流电机的转速η在级数不变的情况下与电源频率ν成正比所以功率P与频率三次方成正比， 当电机转速降低20% -50%，可节电50% -80%。系统能根据环境温度与装置运行倩况，优化与调整变频器运行参数，采用低端变频器就能满足要求，减少了成本费用。2)模糊PID控制策略
权利要求
1.一种嵌入式中央空调节能系统，其特征在于，其包括一中央处理控制单元；一信息处理单元，所述信息处理单元与所述中央处理控制单元通过Zigbee无线数据通信；一冷温水循环单元，包括冷温水泵、空调主机、回水缸、房间空调挂机和分水缸，所述冷温水泵与所述空调主机连接，所述空调主机与所述回水缸连接，所述回水缸与所述房间空调挂机连接，所述房间空调挂机与所述分水缸连接，所述分水缸与所述冷温水泵连接，所述冷温水泵由冷温水泵变频器控制，所述冷温水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述回水缸出水口设有冷温水回水水压传感器和冷温水回水水温传感器，所述分水缸进水口设有冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器，所述冷温水回水水压传感器、冷温水回水水温传感器，、冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器均与所述中央处理控制单元连接；一冷却循环水单元，包括冷却水泵、冷却塔和空调主机，所述冷却水泵与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述空调主机连接，所述空调主机与所述冷却水泵连接，所述冷却水泵由冷却水泵变频器控制，所述冷却水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述冷却泵的出水口处设有冷却水出水水温传感器和冷却水出水水压传感器，所述空调主机进水口处设有冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器，所述冷却水出水水温传感器、冷却水出水水压传感器、冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器均与所述中央处理控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式中央空调节能系统，其特征在于该嵌入式中央空调节能系统包括数个冷却水泵、冷温水泵、冷却塔和空调主机。
3.根据权利要求1或2所述的嵌入式中央空调节能系统，其特征在于所属冷却塔上设有风机，所述风机的开关与所述中央处理控制单元连接。
4.根据权利要求1或2所述的嵌入式中央空调节能系统，其特征在于所述中央处理控制单元以Freescale型微控制器JB8(USB1. 1)和GP32为处理器。
5.根据权利要求1或2所述的嵌入式中央空调节能系统，其特征在于所述中央处理控制单元通过USB接口与上位PC机连接。
全文摘要
本发明公开了一种嵌入式中央空调节能系统，其包括中央处理控制单元、信息处理单元、冷温水循环单元和冷却水循环单元。其中中央处理控制单元采用Freescale型微控制器JB8(USB1.1)和GP32作为处理器。中央处理控制单元通过USB口与上位PC机连接，信息处理单元与中央处理控制单元之间通过Zigbee无线进行数据通信。该系统由硬件、嵌入式软件及PC机上的监控软件组成。通过测量中央空调循环水系统的温度、流量、压力等物理量，设计节能算法，控制变频器的运行，实现变流量节能，最大限度的减少了空调系统的能量浪费，从而达到了能耗节约的目的。采用Zigbee无线数据通信技术传输数据，保证了信息传输的可靠性。
文档编号F24F11/02GK102235731SQ201010155928
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者孙建兴 申请人:苏州市新瑞奇节电科技有限公司