[發明專利]一種面向中央空調主機系統優化運行的能效控制終端和控制方法

有效

• 申請號: 201410229750.6
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103968508B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 黃莉;楊永標;范瑞祥;潘本仁;陳璐;謝敏;周靜;顏盛軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國電南瑞科技股份有限公司;國網江西省電力科學研究院
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明屬于智能用電領域，具體涉及一種面向中央空調主機系統優化運行的能效控制終端和控制方法。

背景技術

隨著社會的進步，用電量的不斷增加，能源消耗越來越嚴重，不僅給能源、環保帶來的了巨大的壓力，特別是近兩年霧霾天氣的急劇惡化，節能減排保護環境變得更為迫切。電力能耗主要集中在工業用戶和商業樓宇用戶，除了生產設備是耗能的主力軍外，其次就是空調耗能，對于綜合型建筑能源消耗而言，暖通空調能耗所占比例最大達60％以上，因此有必要對中央空調進行節能改造。此外空調這類天氣敏感型負荷是造成近些年冬夏用電高峰的主要原因，實施需求響應削峰填谷，有效緩解電網峰谷壓力，也是近期項目研究和工程實施的熱點。

新建設的中央空調在滿足國家相關能效要求基礎之上，一般均配置有空調控制系統或集成成于樓宇控制系統，根據配置的不同，部分中央空調系統具備一定的空調系統能效協調優化控制能力，而配置較低的中央空調系統則僅具備遠程自動化控制功能。而對于已有空調的節能改造主要是有以下幾種途徑：1、對空調的主機和水泵加設變頻調速設備，變頻改造的節能效果明顯，也是有條件的用戶所優先考慮的措施之一，但投資的成本非常高；2、建設中央空調優化運行自動控制系統，并開發能效優化控制策略的高級應用功能軟件，實現能效的自動優化運行。建設中央空調優化運行控制系統涉及的傳感采樣改造、通信線路的鋪設工作量很大，對于有條件的大用戶的節能改造中也都會建設，；3、建設中央空調監測系統，加強中央空調的優化運行，運維工作人員根據監測信息依靠經驗進行相關溫度的設定和主機的啟停，這種是目前條件一般的用戶普遍采用的方法，自動化程度低，且因工作人員經驗的不同效果也大不相同。

發明內容

針對當前空調系統節能改造需求及當前相關產品技術的欠缺，本發明提供了一種面向中央空調主機系統優化運行的控制終端及其控制方法，可用于中央空調主機系統的節能改造及支持需求響應系統建設實施。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

本發明的中央空調主機系統優化運行的能效控制終端，包括

能效控制終端采用嵌入式開發，由嵌入式硬件平臺和嵌入式軟件系統組成；

嵌入式硬件平臺包括中央處理單元、采樣控制模塊、通訊模塊、存儲模塊和人機交互模塊；

嵌入式軟件系統包括設備驅動層、系統操作層、通訊協議層和應用層。

上述中央處理單元為終端硬件平臺的核心處理芯片，也是軟件程序的載體，管理外圍設備和電路，維持終端運行。

上述采樣控制模塊包括15路交流量采集電路、3路直流量采集電路、4路狀態量采集電路、4路控制量輸出電路及4路脈沖輸入電路。

交流量采集電路用于采集設備的電壓、電流量；

直流量采樣電路用于采集主機進出水溫度，主機進回水流量；

狀態量采樣電路用于采集并網繼電器開關狀態；

控制量輸出電路用于開出繼電器控制信號；

脈沖輸入電路用于采集設備的用電量。

上述通訊模塊包括3個485通訊接口、1個以太網口和1個無線網口，485通訊接口分別用以485抄表，控制終端之間的級聯通訊及與上級子站設備通訊，以太網口和無線網口均是用以與上級子站設備通訊。

上述述存儲模塊包括SDRAM內存芯片和FLASH外存芯片，SDRAM內存芯片用于存放終端運行的程序和中間數據，具備存取速度快、功耗低的特點；FLASH外存芯片用于存放系統程序、應用程序、終端配置參數、限值參數、實時采集數據等，具備掉電數據不丟失的特點。

上述人機交互模塊包括LCD顯示屏、操作按鈕、燈光指示及告警鈴。

上述設備驅動層為硬件設備和軟件系統的連接媒介，其功能是為上層程序提供外部設備的操作接口，并且實現設備驅動的程序，上層程序可以不管操作的設備內部實現，只需要調用驅動的接口即可。

上述操作系統層采用嵌入式LINUX操作系統，設備運行的最基本系統，其功能是管理終端設備的所有軟、硬件資源，支撐應用功能軟件的運行。

上述通訊協議層主要為實現不同通信規約解析，支持TCP/IP，MODBUS，OPENADR等通訊協議。

上述應用層為終端設備根據功能定位配置的各類應用功能，主要包括參數設置、系統維護、人機交互、數據采集、數據傳輸、數據統計、能效分析、事件監測、智能控制等九大功能模塊，其中

上述數據統計為空調主機和水泵運行實時數據和歷史數據分析，包括：