CN201129827Y - 一种中央空调控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中央空调控制设备，包括：感应负载数据的各个传感器，与各个传感器连接用于接收感应数据的输入装置，所述输入装置连接分析所述感应数据并发送相应控制信号的控制器，所述控制器连接转发所述控制信号的输出装置，所述输出装置连接按照所述控制信号执行操作的变频控制装置，所述变频控制装置连接冷冻水泵、空调主机、冷却水泵、采暖水泵、冷却塔风机装置、新风装置、末端风机装置；所述控制器连接按照所述控制信号执行操作的供液量控制装置和分水器电动控制阀。本实用新型的中央空调控制设备，可通过感应器的感应到的多种感应数据进行分析，并根据分析后的结果产生相应的控制信号，以保证中央空调的综合调控。

Description

一种中央空调控制设备

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，特别是指一种中央空调控制设备。

背景技术

在日常生活当中，由于气温的变化，很多大厦所都安装有中央空调。中央空调可同时集中为大厦的多个办公场所暖气或冷风，以达到将室内温度调节到用户所需要的温度。

中央空调通常包括空调主机装置、辅机装置以及末端风机装置。其中，主机装置包括压缩机，蒸发器，冷凝器等；辅机装置包括冷冻泵，冷却泵，冷塔风机；末端风机装置包括新风机以及末端空气处理机等。

目前的中央空调的负荷都是按照满负荷设计，并加上安全系数，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下。据统计，中央空调有80％左右的时间是运行于75％低负荷以下的。大多数中央空调都设计成定流量、定风量系统，在低负荷时往往出现风量、水量过大的情况，极大的造成能量的浪费。

为减少能源浪费，如现在一般中央空调很多采用变频器调节节能方式，既根据冷冻水泵、冷却水泵和风机装置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做出相应调节，以达到节能目的。有的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，中央空调的运行过程，是受多种因素的影响，运行过程是一个非线性变化的情况，温差调节只是一个方面，不能代表中央空调的所有运行情况。仅靠采用温差调节并不能达到良好的调节效果；且如果控制不当还会造成能量的转移。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型在于提供一种中央空调控制设备，以解决上述采用温差调节中央空调，调节效果不佳的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种中央空调控制设备，包括：安装在空调主机的冷冻水进水口的第一温度传感器、冷冻水出水口的第二温度传感器，安装在空调主机冷却水进水口的第三温度传感器、冷却水出水口的第四温度传感器，安装在分水器电动控制阀出水口的第五温度传感器，安装在集水器回水口的第六温度传感器，安装在室内的第七温度传感器及二氧化碳浓度传感器，安装在室外的第八温度传感器，安装在冷冻水环路处的流量传感器；所述各个传感器连接用于接收感应数据的输入装置，所述输入装置连接分析所述感应数据并发送相应控制信号的控制器，所述控制器连接转发所述控制信号的输出装置，所述输出装置连接按照所述控制信号执行操作的变频控制装置，所述变频控制装置连接冷冻水泵、空调主机、冷却水泵、采暖水泵、冷却塔风机装置、新风装置、末端风机装置；所述控制器连接按照所述控制信号执行操作的供液量控制装置和分水器电动控制阀。

优选的，所述控制器还连接显示所述控制信号并接收输入命令的人机界面。

优选的，所述控制器还安装有计算机网络通信接口。

优选的，所述计算机网络通信接口为蓝牙接口、红外接口、RJ45、RS485、RS232接口或802.11接口。

优选的，所述计算机网络接口还连接远程控制计算机。

本实用新型的中央空调控制设备，可通过感应器的感应到的多种感应数据进行分析，并根据分析后的结果产生相应的控制信号，以保证中央空调的综合调控，从而解决了仅仅靠单一的温差调节中央空调的简单调节效果差的问题。

附图说明

图1是本实用新型的优选实施例的结构图。

具体实施方式

为清楚说明本实用新型的中央空调控制设备，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，图1是本实用新型的优选实施例的结构图。在该实施例中的中央空调控制设备，包括：安装在空调主机的冷冻水进水口的第一温度传感器、冷冻水出水口的第二温度传感器，安装在空调主机冷却水进水口的第三温度传感器、冷却水出水口的第四温度传感器，安装在分水器电动控制阀出水口的第五温度传感器，安装在集水器回水口的第六温度传感器，安装在室内的第七温度传感器及二氧化碳浓度传感器，安装在室外的第八温度传感器，安装在冷冻水环路处的流量传感器；所述各个传感器连接用于接收感应数据的输入装置，所述输入装置连接分析所述感应数据并发送相应控制信号的控制器，所述控制器连接转发所述控制信号的输出装置，所述输出装置连接按照所述控制信号执行操作的变频控制装置，所述变频控制装置连接冷冻水泵、空调主机、冷却水泵、采暧水泵、冷却塔风机装置、新风装置、末端风机装置；所述控制器连接按照所述控制信号执行操作的供液量控制装置和分水器电动控制阀。

上述控制器中安装有控制模块，能够实现对各个传感器所接收到的表示负载强度的感应数据进行分析处理，并按照预先设定的阈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、冷却塔风机、采暖水泵、末端风机装置和新风装置的变频控制装置的操作；以及根据装置实际负荷情况合理调整供液量控制装置的冷媒供液量及分水器电动控制阀控制器的开启度。

控制器通过输出装置将控制信号发送至变频控制装置，通过变频控制装置操纵中央空调的各执行机构，各个执行机构包括变频器及相关的控制电路，以分别对空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、采暖水泵、末端风机装置和新风装置实现变频控制、合理调整分水器上电动控制阀的开启度，达到变流量、变风量运行以及根据实际负荷实时的调整冷媒的供液量来达到负荷控制。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的冷冻水环路，可先确定一个冷冻水最小运行频率，保证中央空调的正常、安全运行。当负荷发生变化时，冷冻水进出水温度传感器、分水器温度传感器、集水器温度传感器、室内温度传感器以及末端流量传感器将检测到的这些参数通过输入装置送至控制器，控制器依据所采集的实时数据、空气质量及历史运行数据，实时计算出中央空调负荷所需的制冷量，以及冷冻供回水温度、温差的最佳值，利用这些值与目前运行参数进行比较，合理调整分水器电动控制阀的开启度，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装置的供回水温度、温差和各个分区的流量运行在控制器给出的最优值。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的采暖环路，可先确定一个采暖水最小运行频率，保证装置正常、安全运行。当负荷发生变化时，采暖水进出水温度传感器、分水器温度传感器、集水器温度传感器、室内温度传感器以及末端流量传感器将检测到的这些参数通过输入装置送至控制器，控制器依据所采集的实时数据、控制质量及装置的历史运行数据，实时计算出负荷所需的实际负荷，以及采暖供回水温度、温差的最佳值，利用这些值与目前运行参数进行比较，合理调整分水器电动控制阀的开启度，并以此调节变频器输出频率，控制采暖水泵的转速，改变其流量使采暖水装置的供回水温度、温差和各个分区的流量运行在控制器给出的最优值。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的冷却水环路，可先确定一个冷却水泵最小运行频率，冷却水进水最高、最低温度保证装置正常安全运行。当环境温度以及装置负荷发生变化时，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冷却水进出水温度和室外温度实时数据及装置的历史运行数据，计算出主机冷凝器的最佳温度，及冷却水的最佳入口温度，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。

由于冷却水装置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分负荷的情况下，均处于最佳工作状态，始终保持最佳的能源利用率，从而降低了空调主机的能量消耗提高了效率，由于采用的装置是负荷自动寻优控制这样既避免了主机装置的能量转移，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。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的末端风机装置和新风机的变风量装置：

根据风机装置特性先确定一个风机最小运行频率，保证装置安全运行。当室内温度、室内二氧化碳浓度以及负荷发生变化时，室内温度传感器、室外温度传感器以及二氧化碳浓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装置的历史运行数据，实时计算出空调负荷所需的风量，以及设定温度的最佳值，并以此调节变频器输出频率，控制风机的转速，改变末端风机的风量和新风机的新风量使室内温度运行在控制器给出的最优值，从而保证室内的舒适度。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的冷却塔风机装置，可根据冷却塔特性及中央空调主机特性先确定一个风机最小运行频率，保证装置安全运行。当室外温度、冷却水进出温度以及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控制器，控制器根据所采集的实时数据及历史数据，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。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的分水器电动控制阀，可先确定一个合适流量范围，保证装置安全运行。当控制区域温度、冷冷水进出温度以及空调负荷发生变化时，电动控制阀温度传感器和冷冻水进水温度传感器将实时检测的数据送至控制器，控制器根据所采集的实时数据及历史数据，计算出符合控制区域工况所需要的冷冻水流量值，并以此调节电动控制阀的开启度，获得良好的节能效果。

上述实施例的控制设备在执行控制时，对于中央空调的供液量控制装置，可根据空调装置实际负荷情况当控制区域温度、冷水进出温度以及空调负荷发生变化时，控制器根据所采集的实时数据及历史数据，计算出工况所需要的合理的制冷量，并以此控制冷媒供液量的大小，使装置运行的合理的空调工况下。

在上述的实施例中，控制器还可安装有计算机网络通信接口，这些接口可以为蓝牙接口、红外接口、RJ45、RS485、RS232接口或802.11接口等用于计算机通信的网络接口。控制器通过网络接口与远端控制的计算机相连。

同时，在通过远程控制计算机连网的情况下，中央空调控制设备除了可以实现全自动控制，定时开关机、主机、水泵、风机以及电动控制阀协调工作，还可以实现远程控制。此时，可以为空调装置建立数据库，通过远端的数据分析中心，分析实时数据与历史数据，不断的进行对比分析，并不断调整，节电效果更好。

在上述的实施例中，控制器还可连接人机界面，利用软件和数据库设置，可以实现自动寻优的装置负荷控制。

上述实施例中中央空调控制设备，具有以下优点：

(1)由于设置了室内温度传感器和室内二氧化碳传感器，一方面可以实现对末端风机装置和新风机装置的变频控制，实现节能并提供更舒适的环境，另一方面，可以更有效地控制空调主机，冷冻水泵和冷却水泵的运行，提高节能效果；

(2)通过设置了电动控制阀控制器，一方面可以实现对各个分区的流量控制，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装置的整体流量，更好的提高节能效果；

(3)在冷却水环路中，通过在室外设置一个温度传感器，冷却水进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，与采用温差法控制与压差法控制冷却水泵相比，效果更好；

(4)在冷却塔中，通过在室外设置一个温度传感器，冷却水进口设置一个温度传感器，利用冷却水温度情况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，来控制调整冷却塔风机的运行频率，提高冷却塔装置的节能效果；

(5)控制器可以连接远程控制计算机的双向通讯，因而可以实现远程控制，由此，可以实现由监控制软件和历史数据库组成功能强大的软件控制装置，在运行中，不断完善和充实其数据库装置，进而分析、修正运行参数，做到最优控制效果。

上面详细描述了本实用新型的优选实施例，对于实施例中所阐述的中央空调控制设备，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种中央空调控制设备，其特征在于，包括：安装在空调主机的冷冻水进水口的第一温度传感器、冷冻水出水口的第二温度传感器，安装在空调主机冷却水进水口的第三温度传感器、冷却水出水口的第四温度传感器，安装在分水器电动控制阀出水口的第五温度传感器，安装在集水器回水口的第六温度传感器，安装在室内的第七温度传感器及二氧化碳浓度传感器，安装在室外的第八温度传感器，安装在冷冻水环路处的流量传感器；所述各个传感器连接用于接收感应数据的输入装置，所述输入装置连接分析所述感应数据并发送相应控制信号的控制器，所述控制器连接转发所述控制信号的输出装置，所述输出装置连接按照所述控制信号执行操作的变频控制装置，所述变频控制装置连接冷冻水泵、空调主机、冷却水泵、采暖水泵、冷却塔风机装置、新风装置、末端风机装置；所述控制器连接按照所述控制信号执行操作的供液量控制装置和分水器电动控制阀。

2、根据权利要求1所述的中央空调控制设备，其特征在于，所述控制器还连接显示所述控制信号并接收输入命令的人机界面。

3、根据权利要求1所述的中央空调控制设备，其特征在于，所述控制器还安装有计算机网络通信接口。

4、根据权利要求3所述的中央空调控制设备，其特征在于，所述计算机网络通信接口为蓝牙接口、红外接口、RJ45、RS485、RS232接口或802.11接口。

5、根据权利要求3所述的中央空调控制设备，其特征在于，所述计算机网络接口还连接远程控制计算机。

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