嵌入式中央空调节能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式中央空调节能系统，其包括：中央处理控制单元、信息处理单元、冷温水循环单元和冷却水循环单元。其中中央处理控制单元采用Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ型微控制器ＪＢ８（ＵＳＢ１．１）和ＧＰ３２作为处理器。中央处理控制单元通过ＵＳＢ口与上位ＰＣ机连接，信息处理单元与中央处理控制单元之间通过Ｚｉｇｂｅｅ无线进行数据通信。该系统由硬件、嵌入式软件及ＰＣ机上的监控软件组成。通过测量中央空调循环水系统的温度、流量、压力等物理量，设计节能算法，控制变频器的运行，实现变流量节能，最大限度的减少了空调系统的能量浪费，从而达到了能耗节约的目的。采用Ｚｉｇｂｅｅ无线数据通信技术传输数据，保证了信息传输的可靠性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种节能系统，特别涉及一种用于中央空调的节能系统。
技术介绍
近几年来，在全面建设小康社会的进程中，国内中央空调设备容量和能耗量都急 剧增长，进入2000年全国中央空调设备的使用量达到近8万套，用电量约700亿kWh，并以 每年30%以上的速度增长。但中央空调系统耗能很大，其电能和热能的消耗量占整个建筑 能耗量的50%左右。开展中央空调系统节能改造已成为社会各方面的共同愿望。中央空 调变流量嵌入式节能系统的应用，在满足用户舒适度和正常使用条件下有效减少了中央空 调系统能源消耗，节能效果十分显著，显示出良好的经济效益和社会效益，市场推广前景广 阔。 传统的中央空调系统是基于定流量运行的，基于建筑物最大冷热负荷并留有一定 余量的计算方法进行系统设计和设备选型的。但由于建筑物内部对冷热负荷的需求依照建 筑物外部环境温度随季节和昼夜的动态变化，从而导致对中央空调能量负荷需求的动态变 化，所以中央空调系统以变流量运行方式替代定流量运行方式成为中央空调系统节能必然 趋势。 目前，国内外都采用通用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对供、回水压 差或温差的采集，对水泵和风机进行PID调节，以达到节能效果。这种控制方法通常可以节 约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20%，最高可达30%。目前国内由于中央空调系统 存在很大程度的非线性、大滞后和参数时变性；用变频器PID调节来变流量，虽然能达到一 定的节能效果，但不能达到最佳的节能效果。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种新型的嵌入 式中央空调节能系统，通过该嵌入式中央空调节能系统通过Zigbee无线传感网络技术对 装置进行自动控制和数据采集凍用无线传感器网络，实现PC机、MCU微控制单元、变频器、 智能采样模块之间的数据传输和智能控制，从而达到更好的节能效果。 为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案 —种嵌入式中央空调节能系统其包括一中央处理控制单元；一信息处理单元， 所述信息处理单元与所述中央处理控制单元通过Zigbee无线数据通信；一冷温水循环单 元，包括冷温水泵、空调主机、回水缸、房间空调挂机和分水缸，所述冷温水泵与所述空调主 机连接，所述空调主机与所述回水缸连接，所述回水缸与所述房间空调挂机连接，所述房间 空调挂机与所述分水缸连接，所述分水缸与所述冷温水泵连接，所述冷温水泵由冷温水泵 变频器控制，所述冷温水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述回水缸出水口设有冷温 水回水水压传感器和冷温水回水水温传感器，所述分水缸进水口设有冷温水流量传感器、 冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器，所述冷温水回水水压传感器、冷温水回3水水温传感器，、冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器均与 所述中央处理控制单元连接；一冷却循环水单元，包括冷却水泵、冷却塔和空调主机，所述 冷却水泵与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述空调主机连接，所述空调主机与所述冷却 水泵连接，所述冷却水泵由冷却水泵变频器控制，所述冷却水泵变频器与所述信息处理单 元连接，所述冷却泵的出水口处设有冷却水出水水温传感器和冷却水出水水压传感器，所 述空调主机进水口处设有冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器，所述冷却水出 水水温传感器、冷却水出水水压传感器、冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器 均与所述中央处理控制单元连接。 优选的，该嵌入式中央空调节能系统包括数个冷却水泵、冷温水泵、冷却塔和空调 主机。 优选的，所属冷却塔上设有风机，所述风机的开关与所述中央处理控制单元连接。 优选的，所述中央处理控制单元以Freescale型微控制器JB8(USB1. 1)和GP32为 处理器。 优选的，中央处理控制单元通过USB接口与上位PC机连接。 上述技术方案具有如下有益效果本技术由硬件、嵌入式软件及PC机上的监控软件组成。通过测量中央空调循环水系统的温度、流量、压力等物理量，设计节能算法，控制变频器的运行，实现变流量节能，最大限度的减少了空调系统的能量浪费，从而达到了能耗节约的目的。采用Zigbee无线数据通信技术传输数据，保证了信息传输的可靠性。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为本技术中冷温水循环单元的结构示意图。 图2为本技术中冷却循环水单元的结构示意图。 图3为本技术中上位PC机、中央处理控制单元及变频器的通信图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的介绍。 如图1、3所示，该嵌入式中央空调节能系统其包括中央处理控制单元1、信息处 理单元2、冷温水循环单元和冷却水循环单元。其中中央处理控制单元1采用Freescale型 微控制器JB8 (USB1. 1)和GP32作为处理器。中央处理控制单元1通过USB 口与上位PC机 3连接，信息处理单元2与中央处理控制单元1之间通过Zigbee无线进行数据通信。 其中冷温水循环单元包括冷温水泵21、空调主机12、回水缸24、房间空调挂机25 和分水缸26，冷温水泵21与空调主机12连接，空调主机12与回水缸24连接，回水缸24与 房间空调挂机25连接，房间空调挂机25与分水缸26连接，分水缸26与冷温水泵21连接， 冷温水泵21由冷温水泵变频器32控制，冷温水泵变频器32与信息处理单元2连接，回水 缸24出水口设有冷温水回水水压传感器22和冷温水回水水温传感器23，分水缸进水口设 有冷温水流量传感器27、冷温水出水水压传感器28和冷温水出水温度传感器29，冷温水回水水压传感器22、冷温水回水水温传感器23，、冷温水流量传感器27、冷温水出水水压传感 器28和冷温水出水温度传感器29均与中央处理控制单元1连接。 如图2、3所示，冷却循环水单元，包括冷却水泵11、冷却塔15和空调主机12，冷却 水泵11与冷却塔15连接，冷却塔15与空调主机12连接，空调主机12与冷却水泵11连接， 冷却水泵11由冷却水泵变频器32控制，冷却水泵变频器32与信息处理单元2连接，冷却 泵11的出水口处设有冷却水出水水温传感器17和冷却水出水水压传感器18，空调主机进 水口处设有冷却水回水水温传感器13和冷却水回水水压传感器14，冷却水出水水温传感 器17、冷却水出水水压传感器18、冷却水回水水温传感器13和冷却水回水水压传感器14 均与中央处理控制单元1连接。冷却塔15上设有风机16，风机16的开关与中央处理控制 单元1连接。 在上述系统中，冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔以及相对应的变频器与风机可以为多台，其中冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔及风机最多为6台，变频器最多为12台。在本实施例中冷温水泵、冷却水泵、冷却水塔及风机均为两台，变频器为4台。 在该系统中以PC机作为上位机，实现装置的监控；以中央处理控制单元作为下位机，对装置进行自动控制和数据采集；采用远程智能模块对环境温度与装置的运行状况信号进行采集；采用无线传感器网络，实现PC机、中央处理控制单元、变频器、智能采样模块之间的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式中央空调节能系统，其特征在于，其包括：一中央处理控制单元；一信息处理单元，所述信息处理单元与所述中央处理控制单元通过Ｚｉｇｂｅｅ无线数据通信；一冷温水循环单元，包括冷温水泵、空调主机、回水缸、房间空调挂机和分水缸，所述冷温水泵与所述空调主机连接，所述空调主机与所述回水缸连接，所述回水缸与所述房间空调挂机连接，所述房间空调挂机与所述分水缸连接，所述分水缸与所述冷温水泵连接，所述冷温水泵由冷温水泵变频器控制，所述冷温水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述回水缸出水口设有冷温水回水水压传感器和冷温水回水水温传感器，所述分水缸进水口设有冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器，所述冷温水回水水压传感器、冷温水回水水温传感器，、冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器均与所述中央处理控制单元连接；一冷却循环水单元，包括冷却水泵、冷却塔和空调主机，所述冷却水泵与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述空调主机连接，所述空调主机与所述冷却水泵连接，所述冷却水泵由冷却水泵变频器控制，所述冷却水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述冷却泵的出水口处设有冷却水出水水温传感器和冷却水出水水压传感器，所述空调主机进水口处设有冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器，所述冷却水出水水温传感器、冷却水出水水压传感器、冷却水回水水温传感器和冷却水回水水压传感器均与所述中央处理控制单元连接。...

【技术特征摘要】
一种嵌入式中央空调节能系统，其特征在于，其包括一中央处理控制单元；一信息处理单元，所述信息处理单元与所述中央处理控制单元通过Zigbee无线数据通信；一冷温水循环单元，包括冷温水泵、空调主机、回水缸、房间空调挂机和分水缸，所述冷温水泵与所述空调主机连接，所述空调主机与所述回水缸连接，所述回水缸与所述房间空调挂机连接，所述房间空调挂机与所述分水缸连接，所述分水缸与所述冷温水泵连接，所述冷温水泵由冷温水泵变频器控制，所述冷温水泵变频器与所述信息处理单元连接，所述回水缸出水口设有冷温水回水水压传感器和冷温水回水水温传感器，所述分水缸进水口设有冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器，所述冷温水回水水压传感器、冷温水回水水温传感器，、冷温水流量传感器、冷温水出水水压传感器和冷温水出水温度传感器均与所述中央处理控制单元连接；一冷却循环水单元，包括冷却水泵、冷却塔和空调主机，所述冷却水泵与所述冷却塔连接，所述冷却塔与所述空调主机连接，所述空调主机与所述冷却水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建兴，
申请(专利权)人：苏州市新瑞奇节电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]