一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，所述控制裝置內部設有室外溫度傳感器、室外相對濕度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷凍水流量計、冷凍水送水壓力傳感器、冷凍水回水壓力傳感器、冷卻水出口壓力傳感器、冷卻水入口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、冷凍機負荷傳感器、通信接口電路、冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、通信PLC控制器和微計算機；所述通信PLC控制器同時還與冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、冷凍機負荷傳感器和微計算機相連。通過上述方式，本實用新型基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置節能效果明顯。
【專利說明】 —種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及中央空調節能控制裝置領域，特別是涉及一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置。

【背景技術】
[0002]全球能源日益短缺，中央空調能耗大，其節能控制裝置的創新和應用，得到了社會廣泛的支持。仿生學控制技術是一種基于大規模并行結構、信息的分布式和并行處理等機制建立的一種數學模型，其對信息并行處理及并行推理的能力比傳統的方法要快得多，并且具有高度的非線性、模擬并行性、高度容錯性、自聯想自學習和自適應等許多特點。隨著近年來對仿生學研究的進一步加深，仿生學已經逐步應用到工程技術的各個領域，如模式識別、自動控制、信號處理、輔助決策、人工智能等方面有較好的應用。
實用新型內容
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種運行穩定性好、節能效果明顯、調控精度高、經濟效益好的于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:提供一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，所述控制裝置內部設有室外溫度傳感器、室外相對濕度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷凍水流量計、冷凍水送水壓力傳感器、冷凍水回水壓力傳感器、冷卻水出口壓力傳感器、冷卻水入口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、冷凍機負荷傳感器、通信接口電路、冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、通信PLC控制器和微計算機；所述室外溫度傳感器、室外相對濕度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷凍水流量計、冷凍水送水壓力傳感器、冷凍水回水壓力傳感器、冷卻水出口壓力傳感器、冷卻水入口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、冷凍機負荷傳感器、通信接口電路、冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器與所述通信PLC控制器相連，所述通信PLC控制器同時還與冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、冷凍機負荷傳感器和微計算機相連。
[0005]在本實用新型一個較佳實施例中，所述室外溫度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷卻水入口溫度傳感器和冷卻水出口溫度傳感器為PT10型或貼片電阻傳感器。
[0006]在本實用新型一個較佳實施例中，所述室外相對濕度傳感器為濕敏電阻或濕敏電容式傳感器。
[0007]在本實用新型一個較佳實施例中，所述冷凍水流量計為外夾式超聲波流量計或渦街流量計。
[0008]在本實用新型一個較佳實施例中，所述冷凍水送水壓力計、冷凍水回水壓力計為數字電容壓差計。
[0009]在本實用新型一個較佳實施例中，所述冷凍機負荷傳感器為電力儀表型的傳感器。
[0010]在本實用新型一個較佳實施例中，所述控制器為PLC控制器。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置運行穩定性好、節能效果明顯、調控精度高、經濟效益好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0013]圖1是本實用新型的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置一較佳實施例的結構不意圖；
[0014]附圖中各部件的標記如下:1、室外溫度傳感器；2、室外相對濕度傳感器；3、冷凍水送水溫度傳感器；4、冷凍水回水溫度傳感器；5、冷凍水流量計；6、冷凍水送水壓力傳感器；7、冷凍水回水壓力傳感器；8、冷卻水出口壓力傳感器；9、冷卻水入口溫度傳感器；10、冷卻水出口溫度傳感器；11、冷凍機負荷傳感器；12、通信接口電路；13、冷凍水泵變頻器；14、冷卻水泵變頻器；15、冷卻塔風機變頻器；16、通信PLC控制器；17、微計算機。

【具體實施方式】
[0015]下面將對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]請參閱圖1，本實用新型實施例包括:
[0017]一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，所述控制裝置內部設有室外溫度傳感器1、室外相對濕度傳感器2、冷凍水送水溫度傳感器3、冷凍水回水溫度傳感器4、冷凍水流量計5、冷凍水送水壓力傳感器6、冷凍水回水壓力傳感器7、冷卻水出口壓力傳感器
8、冷卻水入口溫度傳感器9、冷卻水出口溫度傳感器10、冷凍機負荷傳感器11、通信接口電路12、冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14、冷卻塔風機變頻器15、通信PLC控制器16和微計算機17 ;所述微計算機17內固化有控制程序、主機通訊卡和水泵數學模型以及數據庫，所述室外溫度傳感器1、室外相對濕度傳感器2、冷凍水送水溫度傳感器3、冷凍水回水溫度傳感器4、冷凍水流量計5、冷凍水送水壓力傳感器6、冷凍水回水壓力傳感器7、冷卻水出口壓力傳感器8、冷卻水入口溫度傳感器9、冷卻水出口溫度傳感器10、冷凍機負荷傳感器11、通信接口電路12、冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14、冷卻塔風機變頻器15與所述通信PLC控制器16相連，所述通信PLC控制器16同時還與冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14、冷卻塔風機變頻器15、冷凍機負荷傳感器11和微計算機17相連。
[0018]微計算機17在接受傳輸過來的各種信息后，經過其仿生學系統自動預測出冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14、冷卻塔風機變頻器15的運行頻率，并由微計算機17發出指令通信PLC控制器16對變頻器和冷凍機運行參數進行調整，實現中央空調系統各設備能跟隨負荷自動進行調整，從而達到節約能耗的目的。隨著系統的運行，微計算機17內的數據庫會自主存儲歷史數據，在對歷史數據進行比較后，會自動選擇最優解，從而達到了自學習自優化的功能。因此，本實用新型所述的控制裝置在自動檢測室外溫度傳感器1、室外相對濕度傳感器2、中央空調系統中冷凍水送水溫度傳感器3、冷凍水回水溫度傳感器4、冷凍水流量計5、冷凍水送水壓力傳感器6、冷凍水回水壓力傳感器7、冷卻水出口壓力傳感器
8、冷卻水入口溫度傳感器9、冷卻水出口溫度傳感器10和冷凍機負荷傳感器11等各種傳感器的信號后，由微計算機17及固化在微計算機17中的控制程序在滿足系統正常運行的情況下自動預測出冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14和冷卻塔風機變頻器15的運行頻率以及冷凍機的運行參數，并由微計算機17發出指令通過通信PLC控制器16變頻器進行調整，實現中央空調系統各設備能跟隨負荷自動進行調整，從而達到節約能耗的目的。
[0019]以下給出本實用新型的一個工程實例，在原有的中央空調系統中使用以下設備，并且將其電性連接成一套完整的控制裝置。
[0020]所述室外溫度傳感器1、冷凍水送水溫度傳感器3、冷凍水回水溫度傳感器4、冷卻水入口溫度傳感器9和冷卻水出口溫度傳感器10為PT100型或貼片電阻傳感器。冷凍水送水溫度傳感器3和冷凍水回水溫度傳感器4皆使用上海韓感電子科技有限公司生產的BW1000TB/0200型號的溫度傳感器。冷卻水入口溫度傳感器9和冷卻水出口溫度傳感器10使用上海韓感電子科技有限公司生產的型號為BW1000TB/0200的溫度傳感器。
[0021]另外，所述室外相對濕度傳感器2為濕敏電阻或濕敏電容式傳感器。所述室外溫度傳感器I和室外相對濕度傳感器2兩者皆采用西門子公司生產的型號為QFA317+AQF3100的溫濕度傳感器。
[0022]另外，所述冷凍水流量計5為外夾式超聲波流量計或渦街流量計。所述冷凍水流量計5使用德國科隆公司生產的DWM2000型號的流量計。
[0023]另外，所述冷凍水送水壓力傳感器6、冷凍水回水壓力傳感器7為數字電容壓差計。其皆使用瑞士 HUBA公司生產的型號為HUBA501的壓差計。
[0024]另外，所述冷凍機負荷傳感器11為電力儀表型的傳感器。冷凍機負荷傳感器11采用法國溯高美多功能電力儀表公司生產的型號為DIRIS AlO的傳感器。
[0025]另外，所述通信控制器為通信PLC控制器16，該通信PLC控制器16使用西門子公司生產的PLCs7-300系列6ES7312-1AE13-0AB0的控制器。
[0026]微計算機17固化在微計算機17制程序接受各種信息，經過其人仿生學控制系統自動預測出冷凍水泵變頻器14、冷卻水泵變頻器15和冷卻塔風機變頻器15的運行頻率以及冷凍機通訊卡的各個參數，并由微計算機17出指令通過PLC控制器對其進行調整，實現中央空調格設備能跟隨負荷自動進行調整，從而達到節約能源的目的。其中，微計算機17使用戴爾計算機，所述冷凍水泵變頻器13、冷卻水泵變頻器14、冷卻塔風機變頻器15皆使用ABB公司生產的ACS510型變頻器。
[0027]仿生學控制系統可采用計算機語言編制而成，模型分為3層，分別為輸入層、隱含層和輸出層。利用通用BP算法，其輸入層為9個，分別為室外溫度傳感器1、室外相對濕度傳感器2、冷凍水送水溫度傳感器3、冷凍水回水溫度傳感器4、冷凍水流量計5、冷凍水送水壓力傳感器6、冷凍水回水壓力傳感器7、冷卻水出口壓力傳感器8、冷卻水入口溫度傳感器
9、冷卻水出口溫度傳感器10和冷凍機負荷傳感器11。輸出層為4個，分別為冷凍水泵運行頻率、冷卻水泵運行頻率和冷卻塔風機運行頻率和主機運行參數。訓練樣本采用專家根據經驗和計算所得的數據庫，訓練完成后，仿生學控制系統可根據可自動記錄運行數據，并進行不斷的自我優化，記錄最優數據。通過仿生學控制系統和數據庫微計算機17動預測出中央空調系統各設備(冷凍機冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風機)最低總能耗的最佳解的近似解，輸出一組經過優化組合后的冷凍水運行頻率、冷卻水運行頻率和冷卻塔風機運行頻率以及主機運行參數，實現中央空調系統各設備嫩而過跟隨負荷自動進行調整，從而達到節約能源的目的。
[0028]該控制裝置經過安裝調試完成后，運行穩定，節能效果明顯，滿足工廠車間所需的空調參數的控制精度。采用對比測試節能率，即在外界大氣參數基本一致和工廠生產車間產量不變的情況下，原傳統工況運行24H與節能工況運行24H，根據所記錄的有功電表讀數來進行分析計算，實現中央空調系統整體節能23%，每年約為客戶節省電量370萬KWH，創造了良好的經濟效益和社會環境效益。
[0029]區別于現有技術，本實用新型基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置運行穩定性好、節能效果明顯、調控精度高、經濟效益好。
[0030]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述控制裝置內部設有室外溫度傳感器、室外相對濕度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷凍水流量計、冷凍水送水壓力傳感器、冷凍水回水壓力傳感器、冷卻水出口壓力傳感器、冷卻水入口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、冷凍機負荷傳感器、通信接口電路、冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、通信PLC控制器和微計算機；所述室外溫度傳感器、室外相對濕度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷凍水流量計、冷凍水送水壓力傳感器、冷凍水回水壓力傳感器、冷卻水出口壓力傳感器、冷卻水入口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、冷凍機負荷傳感器、通信接口電路、冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器與所述通信PLC控制器相連，所述通信PLC控制器同時還與冷凍水泵變頻器、冷卻水泵變頻器、冷卻塔風機變頻器、冷凍機負荷傳感器和微計算機相連。
2.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述室外溫度傳感器、冷凍水送水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷卻水入口溫度傳感器和冷卻水出口溫度傳感器為PTlOO型或貼片電阻傳感器。
3.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述室外相對濕度傳感器為濕敏電阻或濕敏電容式傳感器。
4.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述冷凍水流量計為外夾式超聲波流量計或渦街流量計。
5.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述冷凍水送水壓力計、冷凍水回水壓力計為數字電容壓差計。
6.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述冷凍機負荷傳感器為電力儀表型的傳感器。
7.根據權利要求1所述的基于仿生學的自優化中央空調節能控制裝置，其特征在于，所述控制器為PLC控制器。
【文檔編號】F24F11/00GK204043126SQ201420343725
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】杭威, 葉晶杰, 黃曉東 申請人:上海涵智能源科技有限公司