专利名称：中央空调的节能控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及中央空调装置，具体地说，涉及一种用于舒适型中央空调的节能控制
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背景技术：
舒适型中央空调应用中，中央空调在设计选型时通常是按照安装建筑物的最大冷 热负荷需求来设计，且留有10%以上余量，因而即使是在最不利最大冷热负荷的环境中，空 调也是有一定余量的。而建筑物的实际冷热负荷需求是随着季节、昼夜和人流量多少随时 变化，实际空调冷热负荷需求在绝大部分时间内远比设计负载低，有些场合中冷热负荷在 40%以下，而一般中央空调主机部分负荷下的性能指标和满负荷下的性能指标差异较大， 循环水系统运行温差也低于设计温差5°C 7°C，全年大部分运行时间，主机工作在部分负 荷特性下，效率转换指标相对额定工况低10%以上，而循环水系统工作在在大流量、小温差 情况下工作，造成系统无效循环，不仅浪费了水泵运行的输送能量，也致使主机做了部分无 用功，实际造成巨大能源浪费。综上所述，现有技术中的中央空调机组存在运行时设计冷热负荷与用户需求的冷 热负荷不能实行动态最佳匹配，即使是某些系统采用变频器做了循环水的水量调节，但没 有考虑主机在部分负荷下的参数和额定负荷下的参数及能效指标差异，运行过程中不能兼 顾主机和循环水系统，造成主机运行效率远离高效率点，致使中央空调主机与冷冻水泵、冷 却水泵、风机在运行中的无效损耗过大的缺陷。
发明内容本发明的目的在于针对中央空调存在的无效能耗高，资源浪费的不足，提供一种 在运行时根据当地气象数据、机组额定参数与实际运行参数模拟运算，预测负荷需求，生成 负荷控制曲线并控制中央空调系统主机、冷冻水泵、冷却水泵、风机在运行中的消耗功率实 现最佳限度匹配用户的冷热负荷需求，用于舒适型中央空调的节能控制装置。本发明的技术方案为一种中央空调的节能控制装置，包括传感器及数据采集模 块、运行趋势分析控制模块、拖动系统、执行机构、状态反馈模块、人机交互模块，所述的传 感器和数据采集模块通过电路与运行趋势分析控制模块单向连接，运行趋势分析控制模块 通过电路分别与拖动系统和人机交互模块双向连接，拖动系统还分别与执行机构和状态反 馈模块通过电路单向连接，执行机构还通过电路与状态反馈模块单向连接，状态反馈模块 也通过电路与运行趋势分析控制模块单向连接。优选的是，所述的运行趋势分析控制模块包括前置处理电路、信号调理模块、运行 趋势分析单元、中央处理器、输出控制模块、人机通讯模块、数据缓存电路、数据处理单元、 数据存储单元、模拟曲线单元、信号变换电路以及状态反馈处理模块；其中，传感器和数据 采集模块与前置处理电路通过电路单向连接，前置处理电路通过电路与信号调理模块单向 连接、信号调理模块和运行趋势分析单元均与中央处理器通过电路单向连接，中央处理器
3在与人机通讯模块和数据处理单元通过电路双向连接的同时，还与输出控制模块通过电路 单向连接，状态反馈模块与状态反馈处理模块之间、状态反馈处理模块与信号变换电路之 间、信号变换电路中央处理器之间依次通过电路单向连接；模拟曲线单元与数据处理单元 之间，数据处理单元与数据缓存电路之间，数据缓与存电路数据存储单元之间依次通过电 路双向连接；另外，人机通讯模块与人机交互模块之间通过电路双向连接。优选的是，所述的人机交互模块包括相互传递信号指令的通讯模块和人机界面， 通讯模块与人机界面之间通过电路双向连接。本发明的有益效果为由于本发明包括传感器及数据采集模块、运行趋势分析控 制模块、拖动系统、执行机构、状态反馈模块、人机交互模块，所述传感器及数据采集模块和 所述状态反馈模块将从所述拖动系统所控制的中央空调系统中采集的信号和实时运行参 数、历史运行参数及从所述人机交互模块输入的当地气象数据、中央空调主机的相关参数 进行冷热负荷需求预测计算分析，模拟负荷变化趋势，预测用户冷热负荷，并根据主机部分 负荷下的效率差异和实际运行负荷变化率的趋势来生成负荷需求曲线，并形成负荷控制跟 踪曲线，调整水系统流量，在调整时重点考虑功率大的机组的运转效率，且在调整时自学习 并修正历史曲线，因此能够尽可能匹配冷热负荷需求，实现整个系统的最佳协调运行。
图1是本发明系统控制结构示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明的具体实施例，一种中央空调的节能控制装置，其特征在于 包括传感器及数据采集模块1、运行趋势分析控制模块2、拖动系统3、执行机构4、状态反馈 模块5、人机交互模块6，所述的传感器和数据采集模块1向运行趋势分析控制模块2单向 进行型号传送，状态反馈模块5从拖动系统3、执行机构4收集信号，并单向传输给运行趋势 分析控制模块2，人机交互模块6与运行趋势分析控制模块2双向传送信号，运行趋势分析 控制模块2将处理好的数据指令单向传输给拖动系统3，再由拖动系统3单向传输给执行机 构4。所述的运行趋势分析控制模块2包括接收状态反馈模块5所传输信号的状态反馈处 理模块212，将状态反馈处理模块212处理的数据信号传输给中央处理器204的信号变换 电路211 ；对数据采集模块1所采集的信号进行处理的信号采集及前置处理电路201，接收 信号采集及前置处理电路201处理后信号传输给中央处理器204的信号调理模块202 ；向 中央处理器204传输信号的运行趋势分析单元203 ；以及对中央处理器204所收集到的信 号进行处理的数据缓存电路207、数据处理单元208、数据存储单元209、历史模拟曲线单元 210。所述的人机交互模块6包括相互传递信号指令的通讯模块61和人机界面62，人机交 互模块6通过MODBUS协议通讯。运行时，所述传感器及数据采集输入模块1所检测之信号输至所述信号采集及前 置处理电路201，所述输出控制单元205与所述拖动系统3对应电连接，并包含有MODBUS协 议通讯，所述人机交互模块的通讯模块61与所述人机通讯电路206采用MODBUS协议通讯。 经过所述信号采集及前置处理电路201和所述信号调理模块202处理过的运行参数送入所 述中央处理器单元204，并由运行趋势分析单元203所确定的趋势分析函数，结合经由所述人机通讯电路206送入的主机额定参数和当地气象数据，计算模拟系统焓差变化趋势。所 述拖动系统3的运行参数也经过状态反馈模块5、状态反馈处理单元212、信号变换电路211 送入所述中央处理器单元204。所述运行趋势分析控制模块2根据气象数据、温度偏差变化 率(dAT/dt)、压差变化率(dAP/dt)、主机额定冷冻水流量、额定冷却水流量、额定电流、 部分负荷效率和历史温度偏差变化率(dAT/dt)预测负荷需求，生成负荷控制曲线来调节 冷冻水和冷却水负荷，匹配主机效率曲线，提升系统运转效率，从而实现主机及其输配系 统节能。在系统按照偏差变化率(dAT/dt)来纠正负荷变化的快慢的同时，运行过程中系 统自动学习负荷跟踪性能，预测并修正输出曲线，形成自适应的系统历史运行数据，经数据 处理单元208处理后送入数据存储单元209和历史模拟曲线单元210保存，同时，根据预测 曲线和实际反馈的差异及时调整运转，达到中央空调主机与冷冻水泵、冷却水泵、风机在运 行中的消耗功率能实现最佳限度匹配用户的冷热负荷。本发明可广泛应用于各种舒适型中 央空调系统中。
权利要求一种中央空调的节能控制装置，其特征在于包括传感器及数据采集模块(1)、运行趋势分析控制模块(2)、拖动系统(3)、执行机构(4)、状态反馈模块(5)、人机交互模块(6)，所述的传感器和数据采集模块(1)通过电路与运行趋势分析控制模块(2)单向连接，运行趋势分析控制模块(2)通过电路分别与拖动系统(3)和人机交互模块(6)双向连接，拖动系统(3)还分别与执行机构(4)和状态反馈模块(5)通过电路单向连接，执行机构(4)还通过电路与状态反馈模块(5)单向连接，状态反馈模块(5)也通过电路与运行趋势分析控制模块(2)单向连接。
2.如权利要求1所述的中央空调的节能控制装置，其特征在于所述的运行趋势分析 控制模块(2)包括前置处理电路(201)、信号调理模块(202)、运行趋势分析单元(203)、中 央处理器(204)、输出控制模块(205)、人机通讯模块(206)、数据缓存电路(207)、数据处理 单元(208)、数据存储单元(209)、模拟曲线单元(210)、信号变换电路(211)以及状态反馈 处理模块(212)；其中，传感器和数据采集模块(1)与前置处理电路(201)通过电路单向连 接，前置处理电路(201)通过电路与信号调理模块(202)单向连接、信号调理模块(202)和 运行趋势分析单元(203)均与中央处理器(204)通过电路单向连接，中央处理器(204)在 与人机通讯模块(206)和数据处理单元(208)通过电路双向连接的同时，还与输出控制模 块(205)通过电路单向连接，状态反馈模块(5)与状态反馈处理模块(212)之间、状态反馈 处理模块(212)与信号变换电路(211)之间、信号变换电路(211)中央处理器(204)之间 依次通过电路单向连接；模拟曲线单元(210)与数据处理单元(208)之间，数据处理单元 (208)与数据缓存电路(207)之间，数据缓与存电路(207)数据存储单元(209)之间依次通 过电路双向连接；另外，人机通讯模块(206)与人机交互模块(6)之间通过电路双向连接。
3.如权利要求2所述的中央空调的节能控制装置，其特征在于所述的人机交互模块 (6)包括相互传递信号指令的通讯模块(61)和人机界面(62)，通讯模块(61)与人机界面 (62)之间通过电路双向连接。
专利摘要本实用新型涉及一种中央空调的节能控制装置，一种中央空调的节能控制装置，包括传感器及数据采集模块、运行趋势分析控制模块、拖动系统、执行机构、状态反馈模块、人机交互模块，所述的传感器和数据采集模块通过电路与运行趋势分析控制模块单向连接，运行趋势分析控制模块通过电路分别与拖动系统和人机交互模块双向连接，拖动系统还分别与执行机构和状态反馈模块通过电路单向连接，执行机构还通过电路与状态反馈模块单向连接，状态反馈模块也通过电路与运行趋势分析控制模块单向连接。由于本控制装置可以随时对各种参数进行跟踪和计算，并可认为的设定各种参数，因此能够尽可能匹配冷热负荷需求，实现整个系统的最佳协调运行。
文档编号F24F11/00GK201724334SQ201020116898
公开日2011年1月26日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者方芳 申请人:方芳