一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統的製作方法

2023-04-28 19:50:46

專利名稱：一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調系統，具體是涉及一種輻射末端採冷暖配合新風的新型空調系統的戶式控制方法。
背景技術：
隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，人們對空調舒適性及室內空氣品質的要 求也有所提高；與此同時，建築的空調能耗也不斷增加。輻射末端採冷暖配合新風處理的空 調系統被認為是一種經濟、節能、舒適性好的中央空調系統形式而逐漸得到研究和應用。輻 射末端採冷暖是指通過改變圍護結構中天棚、牆體或地板的溫度，形成輻射面，依靠該輻射 面與人體、熱源、家具及其餘圍護結構表面間的輻射熱交換，達到製冷/制熱效果的技術。 代表性的技術有天棚輻射、地板輻射和牆體輻射等。輻射末端採冷暖配合新風處理的空調系統可以有效地降低室內空氣的豎直溫度 梯度，改善熱舒適性，室內氣流速度也較常規全空氣系統低；與處理新風的水溫相比較，一 般情況下，輻射製冷所需的水溫較高，輻射採暖所需的水溫較低，使得機組的運行工況更加 節能；同時，所需空氣處理能耗因送風量減少而大大降低。一定量的新風滿足室內空氣品質 的需求。在輻射末端配合新風的新型中央空調系統已有的節能優勢基礎上，開發適用於輻 射末端配合新風的一體式機組(以下簡稱為輻射新風一體機)的控制方法。使用變頻器模擬 量控制功能，通過對輻射新風一體機的輻射末端出水溫度、回水溫度，新風送風溫度，送風 溼度，以及室內二氧化碳濃度等參數的實時採集，採集的溫度、溼度、二氧化碳濃度、溫差等 模擬量輸入到控制器進行簡單的模糊運算控制。

發明內容
技術問題輻射末端配合送新風是一種新型的戶式中央空調系統，本發明的目的 在於開發集成的控制方法，控制輻射新風一體機輻射末端的出水溫度和新風送風溫度、送 風溼度，隨著室內溫度、溼度、二氧化碳濃度的變化而產生隨動變化，從而實現這種新型空 調系統戶式可控的功能。克服了現有中央空調節能控制技術的不足之處。另外，控制方法 可以實現分開控制輻射末端水處理的室內負荷，以及處理新風的負荷，例如，當夏季室內輻 射表面溼度過大時，可以通過提高輻射末端出水溫度，降低新風送風溫度的方法有效地解 決製冷工況下新風給輻射表面造成的結露問題；具有高效節能，易於集成式控制，安全可靠 等特點。技術方案本發明提供的一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統，包 括控制器、人機互動界面、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關量控制模塊、水泵變頻 器、送風風機變頻器、迴風風機變頻器、進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內溫度傳感 器、室內溼度傳感器和室內二氧化碳濃度傳感器；其中進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、 室內溫度傳感器、室內溼度傳感器和室內二氧化碳濃度傳感器的輸出端分別接模擬量輸入模塊的輸入端，模擬量輸入模塊的輸出端接控制器的輸入端，控制器分別與人機互動界面和開關量控制模塊雙向通信，控制器的輸出端傳串接模擬量輸出模塊後分別接水泵變頻 器、送風風機變頻器和迴風風機變頻器的輸入端。優選地，在控制器中設有時間模塊。有益效果
(1)本發明使用變頻器模擬量控制功能，通過對輻射末端出水溫度、回水溫度，新風送 風溫度，送風溼度，室內二氧化碳濃度等參數的實時採集，採集的溫度、溼度、二氧化碳濃 度、溫差等模擬量輸入到控制器(1)進行簡單的模糊運算，控制水泵變頻器(6)、送風風機 變頻器(7)和迴風風機變頻器(8)的轉速，調節能量適應室內負荷的變化。為用戶使用舒適 度更高的輻射末端採冷暖配合新風處理的空調系統提供一種簡單可靠、運行節能的控制方 法。(2)本發明通過實時檢測室內溼度傳感器(12)以及進水溫度傳感器(9)、出水溫 度傳感器(10)的實時數值為判斷結露依據，由控制器(1)模糊處理後，控制輻射末端水路 旁通開關打開旁通輻射末端冷水，同時減小送風風機轉速，減小新風量，迅速消除室內結露危險。(3)本發明的控制器設有時間模塊，實現輻射末端採冷暖配合新風處理的空調系 統的時間規律啟停，保證室內人員舒適性的同時，空調系統運行節能。


圖1為本發明提供的一種輻射末端採冷暖配合新風的新型中央空調控制系統的 原理框圖。
具體實施例方式適用本發明的空調系統，可以是兩臺獨立的機組，一臺機組負責製取輻射末端採 冷暖所需溫度水，一臺機組負責製取室內所需適宜溫溼度的新風；也可以是一臺輻射新風 一體式機組，製冷工況下，先製取較低溫度的水負責製取室內所需適宜溫溼度的新風，再通 過中間換熱器，得到製取輻射末端製冷所需較高溫度水，制熱工況下，先製取較高溫度的水 負責製取室內所需適宜溫溼度的新風，再通過中間換熱器，得到製取輻射末端制熱所需較 低溫度水。下面結合附圖詳細介紹本發明。圖1中，本發明本發明設有控制器1、人機互動界面2、模擬量輸入模塊3、模擬量輸 出模塊4、開關量控制模塊5、水泵變頻器6、送風風機變頻器7、迴風風機變頻器8、進水溫度 傳感器9、出水溫度傳感器10、室內溫度傳感器11、室內溼度傳感器12、室內二氧化碳濃度 傳感器13。控制器1的模擬信號採集輸入端接模擬量輸入模塊3的模擬量採集輸出端，控 制器1的模擬信號輸出端接模擬量輸出模塊4的輸入端，輸出模塊4從控制器1得到相關 數位訊號，得到模擬電壓信號；控制器1還連接人機互動界面2和開關量控制模塊5，開關 量控制模塊5連接設備接觸器；模擬量輸入模塊3的模擬量採集輸入端分別連接進水溫度 傳感器9，出水溫度傳感器10，室內溫度傳感器11，室內溼度傳感器12，室內二氧化碳濃度 傳感器13 ；模擬量輸出模塊4的輸出端分別連接水泵變頻器6模擬量信號採集輸入端，送風風機變頻器7模擬量信號採集輸入端，以及迴風風機變頻器8模擬量信號採集輸入端。在控制器1中設有時間模塊，可以設置輻射末端才冷暖和新風供應定時的啟停。區別傳統全空氣家用空調，輻射末端配合送新風的空調系統需要在輻射末端和新風處理設 備啟停時間合理的搭配條件下，才能達到最節能、舒適的效果。通過給控制器1中時間模塊 設定輻射末端和新風處理設備的啟停時間，可以在室內人員舒適性最高的情況下，實現系 統的節能運行。在模擬量輸入模塊3的信號採集輸入端連接有進水溫度傳感器9，出水溫度傳感 器10，室內溫度傳感器11，室內溼度傳感器12，室內二氧化碳濃度傳感器13。控制器1的 模擬信號採集輸入端接模擬量輸入模塊3的模擬量採集輸出端，模擬量輸入模塊3實時採 集各個傳感器的溫度信號、溼度信號、濃度信號後，送到控制器1中進行模糊運算。模擬量輸出模塊4的輸入端連接控制器1的模擬信號輸出端，而模擬量輸出模塊 4的輸出端分別連接水泵變頻器6、送風風機變頻器7和迴風風機變頻器8的模擬量信號採 集輸入端；模擬量輸出模塊4接收控制器1輸出的數字量信號控制量，將其轉換成模擬電壓 信號，分別送到各個變頻器；水泵變頻器6連接三相電纜與水泵，輸入模擬電壓值控制水泵 轉速，送風風機變頻器7連接三相電纜與送風風機，輸入模擬電壓值控制送風風機轉速，回 風風機變頻器8連接三相電纜與迴風風機，輸入模擬電壓值控制迴風風機轉速。開關量控制模塊5連接到水泵變頻器6的接觸器、送風風機變頻器7的接觸器、回 風風機變頻器8的接觸器，控制變頻器的啟停。開關量控制模塊5還連接輻射末端水路旁 通開關，當夏季製冷工況出現結露預警時，開關量控制模塊5控制輻射末端水路旁通開關 打開旁通輻射末端冷水，消除室內結露危險。本發明控制原理為通過進水溫度傳感器9，出水溫度傳感器10實時檢測輻射末 端的進水溫度和回水溫度，得到輻射末端承擔的室內冷(熱)負荷，並且以溫差作為水泵流 量大小的控制依據，採集信號經過控制器1中的控制軟體的處理後，產生反饋數位訊號，由 模擬量輸出模塊4輸出模擬電壓到水泵變頻器6，控制水泵轉速以調節水流量，實現輻射末 端承擔負荷根據室內實際負荷的隨動調節；通過室內溫度傳感器11、室內溼度傳感器12、 室內二氧化碳濃度傳感器13實時檢測室內的溫溼度和二氧化碳濃度的情況，以此為送新 風量大小和迴風量大小的控制依據，採集信號經過控制器1中的控制軟體的處理後，產生 反饋數位訊號，由模擬量輸出模塊4輸出模擬電壓到送風風機變頻器7、迴風風機變頻器8， 控制送風風機和迴風風機轉速以調節送新風量大小，實現新風處理負荷根據室內實際負荷 的隨動調節。減少電機能耗，實現輻射末端送回水溫度實時跟隨室內負荷要求，同時，新風 量，新風處理負荷也滿足室內空氣溫溼度要求和含氧量要求。輻射末端配合送新風這種新型空調形式存在最主要的問題之一，就是在夏季製冷 工況下，送新風相對溼度高時，輻射表面溫度較低，容易引起輻射表面結露的問題。本發明 實時檢測室內溼度傳感器12以及進水溫度傳感器9、出水溫度傳感器10的實時數值，當控 制器1處理採集到的相應實時數據時，如果認為存在結露風險，則立即通過開關量控制模 塊5控制輻射末端水路旁通開關打開旁通輻射末端冷水，同時減小送風風機轉速，減小新 風量，迅速消除室內結露危險。本發明人機互動界面2，用戶可以通過對應功能的按鈕直接設定輻射末端的水溫， 以及控制室內空氣的溫度溼度。在控制器1中設有時間模塊，可以設置輻射末端才冷暖和新風供應定時的啟停。區別傳統全空氣家用空調，輻射末端配合送新風的空調系統需要在 輻射末端和新風處理設備啟停時間合理的搭配條件下，才能達到最節能、舒適的效果。通過 給控制器1中時間模塊設定輻射末端和新風處理設備的啟停時間， 可以在室內人員舒適性 最高的情況下，實現系統的節能運行。
權利要求
一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統，其特徵在於包括控制器(1)、人機互動界面(2)、模擬量輸入模塊(3)、模擬量輸出模塊(4)、開關量控制模塊(5)、水泵變頻器(6)、送風風機變頻器(7)、迴風風機變頻器(8)、進水溫度傳感器(9)、出水溫度傳感器(10)、室內溫度傳感器(11)、室內溼度傳感器(12)和室內二氧化碳濃度傳感器(13)；其中進水溫度傳感器(9)、出水溫度傳感器(10)、室內溫度傳感器(11)、室內溼度傳感器(12)和室內二氧化碳濃度傳感器(13)的輸出端分別接模擬量輸入模塊(3)的輸入端，模擬量輸入模塊(3)的輸出端接控制器(1)的輸入端，控制器(1)分別與人機互動界面(2)和開關量控制模塊(5)雙向通信，控制器(1)的輸出端傳串接模擬量輸出模塊(4)後分別接水泵變頻器(6)、送風風機變頻器(7)和迴風風機變頻器(8)的輸入端。
2.如權利要求1所述的一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統，其特徵在 於在控制器(1)中設有時間模塊。
全文摘要
本發明公布了一種輻射末端採冷暖配合新風的中央空調控制系統，包括控制器、人機互動界面、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關量控制模塊、水泵變頻器、送風風機變頻器、迴風風機變頻器、進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內溫度傳感器、室內溼度傳感器和室內二氧化碳濃度傳感器。本發明簡單可靠，有效保證室內人員對溫溼度及新風高品質的要求，同時實現系統的節能運行。
文檔編號F24F11/02GK101988728SQ201010557130
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者喬衛來, 安兒銘, 徐相梅, 朱晟, 陳九法 申請人:東南大學