專利名稱：一種多功能變頻中央空調實驗平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多功能變頻中央空調實驗平臺 。
背景技術：
隨著我國經濟的發展，中央空調在賓館、醫院、大型商場等高層建筑中得到越來越廣泛的應用。但是中央空調的廣泛應用帶來了大量的能量消耗，占了建筑能耗很大一部分。 另外，現階段我國的中央空調的裝機容量往往高于所需負荷量，同時多數沒有實施節能優化先進控制，導致能源消耗嚴重。因此，研制多功能的能夠進行監控的變頻中央空調實驗平臺，為大型中央空調實施節能優化先進控制策略提供驗證平臺，具有重要意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種多功能變頻中央空調實驗平臺，能夠在實驗室內研究節能優化控制算法的應用效果。為此，本發明采用以下技術方案一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于它包括制冷系統、控制系統、多個模擬房間；所述制冷系統包括制冷機組、冷凍水系統、冷卻水系統；所述控制系統包括上位機、多個下位機、多個變頻器；所述上位機包含監控模塊與 MATLAB模塊；所述監控模塊用于通過所述下位機采集所述實驗平臺運行的信號，所述信號包括溫度、壓力、流量，然后發出操控命令經所述下位機或/和經所述變頻器對所述制冷系統運行進行監控；所述MATLAB模塊可實施優化控制算法；所述MATLAB模塊與所述監控模塊通過動態數據交換機制(DDE)或過程控制的對象連接與嵌入標準(OPC)進行數據交換。 上述技術方案充分利用了 MATLAB易于實現高級算法的優勢，節約了第三方軟件的開發成本。在采用上述技術方案的基礎上，本發明還采用或組合采用以下進一步的技術方案
一種多功能變頻中央空調實驗平臺，所述制冷機組依次包含壓縮機、冷凝器、蒸發器； 所述冷凍水系統配有冷凍水泵與空氣處理機組，所述空氣處理機組配有空氣循環風機；所述冷卻水系統配有冷卻水泵與冷卻塔風機；所述壓縮機、所述冷凍水泵、所述空氣循環風機、所述冷卻水泵、所述冷卻塔風機均由各自的變頻電機驅動；所述各變頻電機分別由各自的所述變頻器進行控制。一種多功能變頻中央空調實驗平臺，所述蒸發器為并聯的風冷式蒸發器和水冷式蒸發器；所述風冷式蒸發器的入口端和所述水冷式蒸發器的入口端各自串聯有電子膨脹閥。所述電子膨脹閥有全閉功能。當風冷式蒸發器入口端的電子膨脹閥關閉的時候，就可以驗證水冷式蒸發器的制冷效果。當水冷式蒸發器入口端的電子膨脹閥關閉的時候，就可以驗證風冷式蒸發器的制冷效果。同時，當兩個電子膨脹閥都沒有全關時，就可以驗證變制冷劑流量多聯空調系統(VRV空調系統)的制冷效果。—種多功能變頻中央空調實驗平臺，所述冷凝器為板式換熱器，所述水冷式蒸發器為板式換熱器，可顯著提高制冷劑和水的熱交換效率。一種多功能變頻中央空調實驗平臺，所述空氣處理機組的出口端經送風主管、送風支管、送風風閥執行器后與所述多個模擬房間中的一個模擬房間連通；所述空氣處理機組的入口端經回風主管、回風支管、回風風 閥執行器后與所述多個模擬房間中的一個模擬房間連通；所述各風閥執行器分別由各自所屬的所述下位機控制。所述模擬房間的進風量大小由各自的送風風閥執行器控制；所述模擬房間的回風量大小由各自的回風風閥執行器控制。所述模擬房間由有機玻璃制成，美觀、透明，同時便于安裝各類傳感器與執行器。本實驗平臺能在實驗室內很好地模擬大型中央空調的實際運行情況，為大型中央空調實施節能優化先進控制策略提供驗證平臺。
圖1為多功能變頻中央空調實驗平臺的結構圖。圖2為多功能變頻中央空調實驗平臺控制系統的結構圖。圖中標號分別表示如下1、冷卻塔，2、冷卻水泵，3、冷凝器，4、壓縮機，5、電子膨脹閥，6、風冷式蒸發器，7、水冷式蒸發器，8、冷卻塔風機，9、冷凍水泵，10、空氣處理機組，11、 空氣循環風機，12、送風管，13、回風管，14、送風主管，15、回風主管，16、送風支管，17、回風支管，18、送風風閥執行器，19、回風風閥執行器，20、模擬房間，21、上位機，22、下位機，23、 RS485總線，24、變頻器。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
以2個附圖為例進行具體說明。一種多功能變頻中央空調實驗平臺，包括制冷系統、控制系統、多個模擬房間20 ； 所述制冷系統包括制冷機組、冷凍水系統、冷卻水系統；所述控制系統包括上位機21、下位機22、變頻器24 ；所述上位機21包含監控模塊與MATLAB模塊；所述監控模塊用于通過所述下位機22采集所述實驗平臺運行的信號，所述信號包括溫度、壓力、流量，然后發出操控命令經所述下位機22或/和經所述變頻器24對所述制冷系統運行進行監控；所述MATLAB 模塊可實施優化控制算法；所述MATLAB模塊與所述監控模塊通過動態數據交換機制(DDE) 或過程控制的對象連接與嵌入標準(OPC)進行數據交換。所述制冷機組依次包含壓縮機4、 冷凝器3、蒸發器；所述冷凍水系統配有冷凍水泵9與空氣處理機組10，所述空氣處理機組 10配有空氣循環風機11，所述冷卻水系統配有冷卻水泵2與冷卻塔風機8 ；所述壓縮機4、 所述冷凍水泵9、所述空氣循環風機11、所述冷卻水泵2、所述冷卻塔風機8均由各自的變頻電機驅動；所述各變頻電機分別由各自的所述變頻器24進行控制。所述蒸發器為并聯的風冷式蒸發器6和水冷式蒸發器7 ；所述風冷式蒸發器6的入口端和所述水冷式蒸發器7的入口端各自串聯有電子膨脹閥5。當風冷式蒸發器6入口端的電子膨脹閥5關閉的時候，就可以驗證水冷式蒸發器7的制冷效果。當水冷式蒸發器7入口端的電子膨脹閥5關閉的時候，就可以驗證風冷式蒸發器6的制冷效果。同時，當兩個電子膨脹閥5都沒有全關時，就可以驗證變制冷劑流量多聯空調系統(VRV空調系統)的制冷效果。如圖1所示，空氣處理機組10的出口端與送風主管14相連，送風主管14分成若干個送風支管16，送風支管16分別與各自的模擬房間20相連。回風主管15的出口端連接空氣處理機組10，回風主管15的入口端與若干個回風支管17的一端連接，回風支管17的另一端分別與各自的模擬房間20相連。與送風支管16連接的模擬房間20的送風量大小由送風風閥執行器18控制，與回風支管17連接的模擬房間20的回風量大小由回風風閥執行器19控制。如圖2所示為多功能變頻中央空調實驗平臺控制系統的結構圖，包括上位機21、 多個下位機22、多個變頻器24。上位機21與下位機22以RS485總線23的形式連接；上 位機21與變頻器24以RS485總線23的形式連接。上位機21包括監控模塊和MATLAB模塊。其中監控模塊中運行監控軟件，用于通過所述下位機22采集所述實驗平臺運行的信號，然后發出操控命令經所述下位機22或經所述變頻器24對所述制冷系統運行進行監控；MATLAB模塊中運行MATLAB軟件，用于實施優化控制算法。下位機22可采用可編程邏輯控制器(PLC)或單片機或數據采集控制類裝置，在本實施例中采用研華公司的數據采集控制裝置ADAM 5000E。其中，溫度傳感器采用熱電阻并與ADAM5013模塊相連；壓力、流量傳感器與ADAM5017模塊相連；電子膨脹閥5通過其驅動芯片與ADAM5056模塊相連；風閥執行器與ADAM5024模塊相連。ADAM5013模塊、ADAM5017 模士夬、ADAM5056模±夬與ADAM5024模塊均通過ADAM 5000E的插槽與ADAM 5000E相連。 ADAM5000E通過RS485總線23與上位機21連接。壓縮機4、冷凍水泵9、空氣循環風機11、冷卻水泵2、冷卻塔風機8分別與各自的變頻器24連接。變頻器24通過RS485總線23與上位機21連接。上位機21中的監控模塊通過ADAM 5000E采集實驗平臺運行的溫度、壓力、流量信號，然后發出操控命令經ADAM 5000E或經變頻器24對制冷系統運行進行監控。在上位機21 中，監控模塊還可通過動態數據交換機制(DDE)或過程控制的對象連接與嵌入標準(OPC) 與MATLAB模塊進行數據交換；MATLAB模塊基于收到的數據，運行節能優化先進控制算法， 得出各種控制量數據，然后再發送給監控模塊；監控模塊接收到MATLAB模塊發出的控制量數據后，一方面發送頻率設定值給RS485總線23上的各個變頻器24，實現對壓縮機4、冷凍水泵9、空氣循環風機11、冷卻水泵2、冷卻塔風機8的變頻電機進行轉速調節控制；另一方面，監控模塊通過ADAM 5000E發送控制量數據給電子膨脹閥5、送風風閥執行器18與回風風閥執行器19等執行機構。采用本發明的技術方案所研制的多功能變頻中央空調實驗平臺，可為大型中央空調實施節能優化先進控制策略提供驗證平臺。上述具體實施方式
用來解釋說明本發明，僅為本發明的優選實施例而已，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改、 等同替換、改進等，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于它包括制冷系統、控制系統、多個模擬房間；所述制冷系統包括制冷機組、冷凍水系統、冷卻水系統；所述控制系統包括上位機、多個下位機、多個變頻器；所述上位機包含監控模塊與MATLAB模塊；所述監控模塊用于通過所述下位機采集所述實驗平臺運行的信號，所述信號包括溫度、壓力、流量，然后發出操控命令經所述下位機或/和經所述變頻器對所述制冷系統運行進行監控；所述MATLAB模塊可實施優化控制算法；所述MATLAB模塊與所述監控模塊通過動態數據交換機制(DDE)或過程控制的對象連接與嵌入標準(OPC)進行數據交換。
2.如權利要求1所述的一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于所述制冷機組依次包含壓縮機、冷凝器、蒸發器；所述冷凍水系統配有冷凍水泵與空氣處理機組，所述空氣處理機組配有空氣循環風機；所述冷卻水系統配有冷卻水泵與冷卻塔風機；所述壓縮機、所述冷凍水泵、所述空氣循環風機、所述冷卻水泵、所述冷卻塔風機均由各自的變頻電機驅動；所述各變頻電機分別由各自的所述變頻器進行控制。
3.如權利要求2所述的一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于所述蒸發器為并聯的風冷式蒸發器和水冷式蒸發器；所述風冷式蒸發器的入口端和所述水冷式蒸發器的入口端各自串聯有電子膨脹閥。
4.如權利要求3所述的一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于所述水冷式蒸發器為板式換熱器。
5.如權利要求2所述的一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于所述冷凝器為板式換熱器。
6.如權利要求1或2所述的一種多功能變頻中央空調實驗平臺，其特征在于所述空氣處理機組的出口端經送風主管、送風支管、送風風閥執行器后與所述多個模擬房間中的一個模擬房間連通；所述空氣處理機組的入口端經回風主管、回風支管、回風風閥執行器后與所述多個模擬房間中的一個模擬房間連通；所述各風閥執行器分別由各自所屬的所述下位機控制。
全文摘要
一種多功能變頻中央空調實驗平臺，包括制冷系統、控制系統、模擬房間。制冷系統包括制冷機組、冷凍水系統、冷卻水系統。控制系統包括上位機、下位機、變頻器。上位機中的監控模塊通過下位機采集實驗平臺運行的溫度、壓力、流量信號，然后發出操控命令經下位機或經變頻器對制冷系統運行進行監控。上位機中的MATLAB模塊可實施優化控制算法，MATLAB模塊與監控模塊通過動態數據交換機制(DDE)或過程控制的對象連接與嵌入標準(OPC)進行數據交換。制冷機組依次包含變頻壓縮機、冷凝器、以及相互并聯的風冷式蒸發器和水冷式蒸發器。本實驗平臺，可同時研究風冷式蒸發器的制冷效果、水冷式蒸發器的制冷效果、變制冷劑流量多聯空調系統(VRV空調系統)的制冷效果，并可為大型變頻中央空調實施節能優化先進控制策略提供驗證平臺。
文檔編號F24F3/00GK102418965SQ201110276360
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者盧建剛, 孫優賢, 徐正國, 朱建華, 楊江, 楊秦敏, 程鵬, 鄭濱輝, 陳積明 申請人:浙江大學