[发明专利]基于中央空调的智慧节能控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及中央空调，尤其是涉及基于中央空调的智慧节能控制装置及其控制方法。

技术背景

中央空调系统作为建筑系统的重要组成部分，其占整个建筑系统耗电量的比重很大，建筑行业的能源消耗占国家总能耗的30%，而中央空调占整个建筑物耗能的70%，随着建筑人性化服务的需求，这个数字还在不断增长。中央空调系统的节能对降低建筑系统耗能，节省企业用电支持，优化国家电力结构有着极其重要的意义和作用。

中央空调在设计时，为了保证中央空调在全年任何时候都能保证建筑物内部的冷量需求，往往在设计时都是按照最热天气的冷量需求的115%来设计中央空调系统。由于在天气正常的情况下，主机、水泵、冷却塔等都没有任何负荷随动能力，这就导致中央空调都是运行在较高的工况下，这样就会造成很大的能源浪费。特别是在气象条件变化的情况下，比如夏天下雨，气温不高时，冷量需求很小，但中央空调又运行在额定工况附近，这种浪费就更明显。

现有中央空调节能的主要手段是通过在冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵设备上增加变频装置，根据冷却水进水和出水的温差、冷冻水供水和回水的温差等来控制电机的转速，从而实现中央空调系统节能。这样的节能控制方法，虽然能够保证系统具有一定的节能效率。但是忽视了冷冻主机的节能，导致节能效果不能达到总体最优。

王开军等（王开军等.中央空调系统能量审计和节能控制研究，智能建筑，2006，09）报道了中央空调系统能量审计和节能控制研究；沈世平等（沈世平等.中央空调冷冻水干管压差及温差控制节能研究，建筑热能通风空调，2012，02）报道了中央空调冷冻水干管压差及温差控制节能研究；朱士荣等（朱士荣等.中央空调系统冷负荷模型分析研究与节能设计，合肥师范学院学报，2010，06）报道了中央空调系统冷负荷模型分析研究与节能设计；陈良等（陈良等.中央空调系统节能技术分析，科技信息，2011，35）报道了中央空调系统节能技术分析。

发明内容

本发明的目的在于针对现有中央空调节能方法的不足，提供一种基于中央空调的智慧节能控制装置及其控制方法。

所述基于中央空调的智慧节能控制装置设有智慧能效管理控制器、传感器、温度压力流量阀门分析单元、冷却塔能效分析单元、冷却水泵能效分析单元、冷冻主机能效分析单元、冷冻水泵能效分析单元、末端空调能效分析单元；所述传感器的输入端接中央空调系统，温度压力流量阀门分析单元的输入端接传感器的输出端；温度压力流量阀门分析单元、冷却塔能效分析单元、冷却水泵能效分析单元、冷冻主机能效分析单元、冷冻水泵能效分析单元和末端空调能效分析单元的输出端接智慧能效管理控制器的输入端，智慧能效管理控制器的冷却塔控制指令输出端接冷却塔，智慧能效管理控制器的冷却水泵控制指令输出端接冷却水泵，智慧能效管理控制器的冷冻主机控制指令输出端接冷冻主机，智慧能效管理控制器的冷冻水泵控制指令输出端接冷冻水泵，智慧能效管理控制器的末端空调控制指令输出端接末端空调；冷却塔能效分析单元的输入端接冷却塔的输出端，冷却水泵能效分析单元的输入端接冷却水泵的输出端，冷冻主机能效分析单元的输入端接冷冻主机的输出端，冷冻水泵能效分析单元的输入端接冷冻水泵的输出端、末端空调能效分析单元的输入端接末端空调的输出端。

所述传感器可设有温度传感器、压力传感器和流量传感器。

所述智慧能效管理控制器可采用单片机、DDC、PLC或工控机等计算运行硬件，智慧能效管理控制器主要在硬件基础上，通过计算机编程的方式，实现控制功能。

所述基于中央空调的智慧节能控制方法，采用所述基于中央空调的智慧节能控制装置，所述方法包括以下步骤：

1）通过温度传感器、压力传感器、流量传感器采集中央空调系统的温度、压力、流量、各个设备运行状态，来分析当前系统状态是否满足用户需求，系统能效比是否最高；

2）通过冷却塔能效分析单元分析从冷却塔采集回来的数据，分析出当前状态下冷却塔的能效点；

3）通过冷却水泵能效分析单元分析从冷却水泵采集回来的数据，分析出当前状态下冷却水泵的能效点；

4）通过冷冻主机能效分析单元分析从冷冻主机采集回来的数据，分析出当前状态下冷冻主机的能效点；

5）通过冷冻水泵能效分析单元分析从冷冻水泵采集回来的数据，分析出当前状态下冷冻水泵的能效点；

6）通过末端设备能效分析单元分析从末端设备采集回来的数据，分析出当前状态下末端设备的能效点；

7）智慧能效管理控制器分析各个单元的能效点，得出最优的控制策略，控制各个设备运行，保证系统一直运行在最节能状态。