專利名稱：壓縮式中央空調(diào)自適應(yīng)變流量節(jié)能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中央空調(diào)的節(jié)能控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的中央空調(diào)系統(tǒng)都是定流量系統(tǒng)，最大冷負(fù)荷設(shè)計(jì)余量大，而每年出現(xiàn)最大冷負(fù)荷的時(shí)間只有10～20小時(shí)，但只要啟動(dòng)空調(diào)主機(jī)，冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)都在50Hz狀態(tài)下運(yùn)行，即在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作，水泵和風(fēng)機(jī)的電機(jī)都在高速下旋轉(zhuǎn)，往往造成冷凍水供水流量和冷卻水進(jìn)水流量大，而冷凍水供回水溫差和冷卻水進(jìn)出水溫差小，造成能源的很大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)連續(xù)自動(dòng)測(cè)量冷水機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，并將其與理想的動(dòng)態(tài)特性相比較，再用其差值去改變可調(diào)節(jié)的參數(shù)，使中央空調(diào)原有的定流量系統(tǒng)改變?yōu)樽兞髁肯到y(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能降耗、延長(zhǎng)設(shè)備壽命的目的。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的由自適應(yīng)變流量控制器(1)，冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)，冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)，冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)組成，自適應(yīng)變流量控制器(1)由工業(yè)一體化工作站(6)，通信接口(7)，模擬量輸入卡(8)，模擬量輸出卡(9)組成，模擬量輸入卡(8)檢測(cè)冷凍水總管流量，模擬量輸出卡(9)控制冷凍水總管供回水旁通閥(17)，通信接口(7)分別與冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)，冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)及冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)連接；冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)由可編程邏輯控制器(10)、變頻器(11)、冷水機(jī)(12)組成，可編程邏輯控制器(10)、變頻器(11)之間用通信線纜連接，變頻器(11)與冷水機(jī)(12)之間用電力電纜和通信線纜連接；冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)由可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水泵(15)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)組成，可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)之間用通信線纜連接，變頻器(14)與冷凍水泵(15)之間用電力電纜連接；冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)由可編程邏輯控制器(18)、變頻器(19)、冷卻水泵(20)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)組成，可編程邏輯控制器(18)、變頻器(19)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)之間用通信線纜連接，變頻器(19)與冷卻水泵(20)之間用電力電纜連接；冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)由可編程邏輯控制器(22)、變頻器(23)、冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)組成，可編程邏輯控制器(22)、變頻器(23)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)之間用通信線纜連接，變頻器(23)與冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)之間用電力電纜連接。
所述的工業(yè)一體化工作站(6)中固化有性能辯識(shí)、決策、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)軟件。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有可使設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)都能達(dá)到最優(yōu)化，對(duì)于中央空調(diào)的時(shí)變性、非線性特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)整和完善控制規(guī)則，以保證系統(tǒng)跟蹤上給定的最優(yōu)化性能指標(biāo)，使系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中的自適應(yīng)變流量節(jié)能控制系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的顯著區(qū)別在于它包含有性能指標(biāo)閉環(huán)，對(duì)于中央空調(diào)具有時(shí)變性、非線性特點(diǎn)的系統(tǒng)，自適應(yīng)變流量控制器能在控制過(guò)程中，自動(dòng)調(diào)整和完善控制規(guī)則，使控制性能不斷完善，達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。另外，在降低設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度同時(shí)，還降低設(shè)備的燥聲、減少機(jī)械磨損、增強(qiáng)了運(yùn)行的安全性，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖；圖2為本發(fā)明的原理圖；圖3為本發(fā)明的自適應(yīng)變流量控制器(1)控制原理圖；圖4為本發(fā)明冷水機(jī)控制子系統(tǒng)原理框圖；圖5為本發(fā)明冷凍水泵子系統(tǒng)原理框圖；圖6為本發(fā)明冷卻水泵控制子系統(tǒng)原理框圖；圖7為本發(fā)明冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)原理框圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式自適應(yīng)變流量控制器(1)通過(guò)通信接口(7)用通信線纜連接冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)、冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)、冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)和冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)，其中，自適應(yīng)變流量控制器(1)由工業(yè)一體化工作站(AMB-655HTT)(6)、通信接口(IPC5631)(7)、模擬量輸入卡(IPC5422)(8)、模擬量輸出卡(IPC5445B)(9)構(gòu)成。通過(guò)檢測(cè)冷凍水供回水溫度、壓差和冷凍水總管流量，將這些測(cè)試數(shù)據(jù)送往可編程邏輯控制器和自適應(yīng)變流量控制器(1)，經(jīng)過(guò)自適應(yīng)模糊運(yùn)算和控制，調(diào)節(jié)冷凍水泵轉(zhuǎn)速、冷凍水總管供回水旁通閥(17)的開啟度；通過(guò)檢測(cè)冷凍水進(jìn)出水溫度、溫差，將這些測(cè)試數(shù)據(jù)送往可編程邏輯控制器和自適應(yīng)變流量控制器(1)，經(jīng)過(guò)自適應(yīng)模糊運(yùn)算和控制，調(diào)節(jié)冷卻水泵轉(zhuǎn)速；通過(guò)檢測(cè)冷卻水進(jìn)水溫度，將其測(cè)試數(shù)據(jù)送往可編程邏輯控制器和自適應(yīng)變流量控制器(1)，經(jīng)過(guò)自適應(yīng)模糊運(yùn)算和控制，調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
自適應(yīng)變流量節(jié)能控制器(1)是一個(gè)具有一定適應(yīng)能力的控制器，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)控制給定值包括冷凍水供回水溫度、壓差、流量，冷卻水進(jìn)出水溫度、溫差，并根據(jù)冷水機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等子系統(tǒng)的輸出值，以及外部干擾，去測(cè)量被控對(duì)象的性能指標(biāo)。這些測(cè)量結(jié)果通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)送入推理機(jī)中，與來(lái)自知識(shí)庫(kù)(含數(shù)據(jù)庫(kù)與規(guī)則庫(kù))的數(shù)據(jù)和規(guī)則進(jìn)行推理運(yùn)算，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)送出運(yùn)算結(jié)果，去控制被控對(duì)象。將上述測(cè)量和運(yùn)算結(jié)果與給定的性能指標(biāo)進(jìn)行比較，作出決策，自動(dòng)修改知識(shí)庫(kù)中的控制規(guī)則，并改變中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，以保證系統(tǒng)跟蹤上給定的最優(yōu)性能指標(biāo)，使系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，這些計(jì)算和修改數(shù)據(jù)全部由控制軟件完成。
冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)由可編程邏輯控制器(PLC)(10)、變頻器(11)、冷水機(jī)(12)組成，可編程邏輯控制器(10)、變頻器(11)之間用通信線纜連接，變頻器(11)與冷水機(jī)(12)之間用電力電纜和通信線纜連接。通過(guò)通信接口(RS485)將冷水機(jī)(12)中的數(shù)據(jù)傳送給PLC(10)和自適應(yīng)變流量控制器(1)，自適應(yīng)變流量控制器(1)可以監(jiān)測(cè)冷水機(jī)組工作狀態(tài)，根據(jù)測(cè)量的冷凍水供回水溫度，冷卻水進(jìn)出水溫度、環(huán)境溫度數(shù)值和理想的控制模型去改變冷水機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，并按照PLC(10)給出的控制參數(shù)，調(diào)節(jié)變頻器(11)的輸出頻率在給定的安全工作頻率范圍內(nèi)，從而改變冷水機(jī)組工作狀態(tài)和冷凍水供水溫度實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能。
冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)由可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水泵(15)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)組成，可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)之間用通信線纜連接，變頻器(14)與冷凍水泵(15)之間用電力電纜連接。當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，冷凍水供回水壓差發(fā)生相應(yīng)的變化，壓差傳感器(16)測(cè)出壓差變化量和變化速率，將這些數(shù)據(jù)送至可編程邏輯控制器(PLC)(13)，與自適應(yīng)變流量節(jié)能控制器(1)給定值相比較，作出決策，調(diào)節(jié)變頻器(14)輸出頻率，改變冷凍水泵(15)的轉(zhuǎn)速，使冷凍水流量隨負(fù)荷而變化，從而使冷凍水供回水壓差ΔP迅速回到設(shè)定值，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)由可編程邏輯控制器(PLC)(18)、變頻器(19)、冷卻水泵(20)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)組成，可編程邏輯控制器(18)、變頻器(19)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)之間用通信線纜連接，變頻器(19)與冷卻水泵(20)之間用電力電纜連接。當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，冷卻水進(jìn)出水溫度(溫差)發(fā)生相應(yīng)的變化，溫度傳感器(21)測(cè)量出溫差變化值及溫差變化速率，將這些數(shù)據(jù)送至可編程邏輯控制器(PLC)(18)與自適應(yīng)變流量節(jié)能控制器(1)給定值相比較，作出決策，調(diào)節(jié)變頻器(19)輸出頻率，改變冷卻水泵(20)的轉(zhuǎn)速，使冷卻水流量隨負(fù)荷而變化，從而使冷卻水進(jìn)出水溫度迅速回到設(shè)定值，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)由可編程邏輯控制器(PLC)(22)、變頻器(23)、冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)組成，可編程邏輯控制器(22)、變頻器(23)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)之間用通信線纜連接，變頻器(23)與冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)之間用電力電纜連接。當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，冷卻水進(jìn)水溫度發(fā)生相應(yīng)的變化，溫度傳感器(25)測(cè)量出進(jìn)水溫度變化值和變化速率，將這些數(shù)據(jù)送至可編程邏輯控制器(PLC)(22)，與自適應(yīng)變流量節(jié)能控制器(1)給定值相比較，作出決策，調(diào)節(jié)變頻器(23)輸出頻率，改變冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)的轉(zhuǎn)速，使冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)的風(fēng)量隨負(fù)荷而變化，從而使冷卻水進(jìn)水溫度迅速回到設(shè)定值，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮式中央空調(diào)自適應(yīng)變流量節(jié)能控制裝置，它由自適應(yīng)變流量控制器(1)，冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)，冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)，冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)組成，其特征在于自適應(yīng)變流量控制器(1)由工業(yè)一體化工作站(6)，通信接口(7)，模擬量輸入卡(8)，模擬量輸出卡(9)組成，模擬量輸入卡(8)檢測(cè)冷凍水總管流量，模擬量輸出卡(9)控制冷凍水總管供回水旁通閥(17)，通信接口(7)分別與冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)，冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)及冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)連接；冷水機(jī)控制子系統(tǒng)(2)由可編程邏輯控制器(10)、變頻器(11)、冷水機(jī)(12)組成，可編程邏輯控制器(10)、變頻器(11)之間用通信線纜連接，變頻器(11)與冷水機(jī)(12)之間用電力電纜和通信線纜連接；冷凍水泵控制子系統(tǒng)(3)由可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水泵(15)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)組成，可編程邏輯控制器(13)、變頻器(14)、冷凍水供回水溫度傳感器、壓差傳感器(16)、旁通閥(17)之間用通信線纜連接，變頻器(14)與冷凍水泵(15)之間用電力電纜連接；冷卻水泵控制子系統(tǒng)(4)由可編程邏輯控制器(18)、變頻器(19)、冷卻水泵(20)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)組成，可編程邏輯控制器(18)、變頻器(19)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器、溫差傳感器(21)之間用通信線纜連接，變頻器(19)與冷卻水泵(20)之間用電力電纜連接；冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)(5)由可編程邏輯控制器(22)、變頻器(23)、冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)組成，可編程邏輯控制器(22)、變頻器(23)、冷卻水進(jìn)出水溫度傳感器和變送器(25)之間用通信線纜連接，變頻器(23)與冷卻塔風(fēng)機(jī)(24)之間用電力電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮式中央空調(diào)自適應(yīng)變流量節(jié)能控制裝置，其特征在于所述的工業(yè)一體化工作站(6)中固化有性能辯識(shí)、決策、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)軟件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓縮式中央空調(diào)自適應(yīng)變流量節(jié)能控制裝置，它由自適應(yīng)變流量控制器，冷水機(jī)控制子系統(tǒng)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)，冷卻水控制子系統(tǒng)，冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)組成，自適應(yīng)變流量控制器通過(guò)通信接口分別與冷水機(jī)控制子系統(tǒng)，冷凍水泵控制子系統(tǒng)，冷卻水控制子系統(tǒng)及冷卻塔風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)連接。本發(fā)明具有可使設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)都能達(dá)到最優(yōu)化，使系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的等優(yōu)點(diǎn)。另外，在降低設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度同時(shí)，還降低設(shè)備的燥聲、減少機(jī)械磨損、增強(qiáng)了運(yùn)行的安全性，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。
文檔編號(hào)F24F11/02GK1415915SQ0213368
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者蔡小兵, 顧見(jiàn)龍, 梁春生, 郭林 申請(qǐng)人:貴州華城樓宇科技有限公司