[发明专利]一种集中空调系统非侵入式节能控制装置

说明书

本发明公开了一种集中空调系统非侵入式节能控制装置，包括智能控制平台N1、第一信号切换开关N21、第二信号切换开关N22、节能改造用空调机组数据网关N31、节能改造用空调冷/热水泵控制柜N32、节能改造用空调机组冷却水泵控制柜N33、节能改造用冷却塔控制柜N34。本发明还提供了多类型信号差分输入保护电路和Modbus RTU转TCP协议数据网关的硬件电路。本发明可在空调系统不停机的条件下实现在线节能改造，消除了施工对客户正常使用空调系统的影响，不影响原控制系统的安全策略。

技术领域

本发明涉及空调节能技术领域，尤其涉及一种集中空调系统非侵入式节能控制装置。

背景技术

《中国建筑能耗研究报告(2020)》指出，2018年全国建筑全过程能耗总量为21.47亿吨标准煤当量，占全国能源消耗总量的比重为46.5％，尤其是建筑运行阶段能耗为10亿吨标准煤当量，占建筑全生命周期能耗的46.6％，占全国能源消耗总量的21.7％。因此，建筑节能对我国碳中和目标实现具有重要意义。作为建筑运行阶段能源消耗的主要部分，集中空调系统能耗占建筑总能耗的40％-60％。因此，提高空调系统效率、降低空调系统能耗对建筑节能具有举足轻重的作用，对集中空调系统运行节能改造和优化控制运行，是实现增效降耗的一个重要途径和关键措施。集中空调系统在设计阶段，往往按照建筑最大空调负荷再乘以一定的安全系数确定设计负荷，实际运行中空调负荷通常随着时间变化，这就使得集中空调系统大部分时间处于低负荷运行状态，运行效率低，能源浪费严重。因此，有必要对集中空调系统进行实时优化控制，解决“大马拉小车”的能量浪费问题。

经对现有技术进行检索，申请号为CN201610017501.X名称为“一种集中空调节能控制系统及其控制策略”的中国发明专利，公开了控制策略根据房间负荷变化直接指导系统调控，根据房间温度的变化计算房间负荷波动，转化为实时风量调节量、实时冷冻水流量调节量、实时冷却水流量调节量，供回水温差控制模式为维护系统正常运行的监控手段。申请号为CN200810035560.5名称为“基于模型的集中空调系统全局优化节能控制方法及装置”的中国发明专利，公开了以制冷机组、水泵和风机的能耗模型以及ARMA空调负荷预测模型为基础，根据计算模型计算得到各能耗设备的优化节能运行工况，使整个系统在最节能的状况下运行。申请号为CN201910446104.8名称为“基于大数据云平台的集中空调系统智能优化控制方法及装置”的中国发明专利，公开了采用大数据平台和人工智能算法，有效提高了系统优化控制模型和优化计算效率，为实现大型集中空调系统的在线优化控制提供了必要条件。但是，以上技术在实际空调系统节能改造中落地应用需解决新节能控制系统和原有楼宇控制系统(BAS：Building Automation System)之间的兼容性问题，同时还需做到在不破坏原有控制系统的前提下实现空调系统在线节能改造。

此外，在PLC控制器或控制器中，模拟输入端用于模拟信号，其中，模拟信号通常为0-10V或4-20mA信号。然而，现有的芯片的模拟输入端在采集模拟信号时，往往会出现掺杂杂散电流，或模拟信号突然电压增大，或电压较大的交流电，如220V交流电误入模拟输入端，造成PLC控制器或控制器的模数转换器损坏，甚至很容易导致整个PLC控制器或控制器损坏，造成经济损失和工期延误。

因此，本领域的技术人员致力于提供一种集中空调系统侵入式节能控制装置，在原有水泵/风机控制箱和新增变频控制箱之间加装状态监控切换装置，实现水泵/风机的运行、故障、手自动、启停控制的监控线路在原控制系统和新节能控制系统的监控功能切换。

发明内容

有鉴于现有技术上的缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种集中空调系统非侵入式节能控制装置。