[发明专利]一种面向中央空调主机系统优化运行的能效控制终端和控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能用电领域，具体涉及一种面向中央空调主机系统优化运行的能效控制终端和控制方法。

背景技术

随着社会的进步，用电量的不断增加，能源消耗越来越严重，不仅给能源、环保带来的了巨大的压力，特别是近两年雾霾天气的急剧恶化，节能减排保护环境变得更为迫切。电力能耗主要集中在工业用户和商业楼宇用户，除了生产设备是耗能的主力军外，其次就是空调耗能，对于综合型建筑能源消耗而言，暖通空调能耗所占比例最大达60％以上，因此有必要对中央空调进行节能改造。此外空调这类天气敏感型负荷是造成近些年冬夏用电高峰的主要原因，实施需求响应削峰填谷，有效缓解电网峰谷压力，也是近期项目研究和工程实施的热点。

新建设的中央空调在满足国家相关能效要求基础之上，一般均配置有空调控制系统或集成成于楼宇控制系统，根据配置的不同，部分中央空调系统具备一定的空调系统能效协调优化控制能力，而配置较低的中央空调系统则仅具备远程自动化控制功能。而对于已有空调的节能改造主要是有以下几种途径：1、对空调的主机和水泵加设变频调速设备，变频改造的节能效果明显，也是有条件的用户所优先考虑的措施之一，但投资的成本非常高；2、建设中央空调优化运行自动控制系统，并开发能效优化控制策略的高级应用功能软件，实现能效的自动优化运行。建设中央空调优化运行控制系统涉及的传感采样改造、通信线路的铺设工作量很大，对于有条件的大用户的节能改造中也都会建设，；3、建设中央空调监测系统，加强中央空调的优化运行，运维工作人员根据监测信息依靠经验进行相关温度的设定和主机的启停，这种是目前条件一般的用户普遍采用的方法，自动化程度低，且因工作人员经验的不同效果也大不相同。

发明内容

针对当前空调系统节能改造需求及当前相关产品技术的欠缺，本发明提供了一种面向中央空调主机系统优化运行的控制终端及其控制方法，可用于中央空调主机系统的节能改造及支持需求响应系统建设实施。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的中央空调主机系统优化运行的能效控制终端，包括

能效控制终端采用嵌入式开发，由嵌入式硬件平台和嵌入式软件系统组成；

嵌入式硬件平台包括中央处理单元、采样控制模块、通讯模块、存储模块和人机交互模块；

嵌入式软件系统包括设备驱动层、系统操作层、通讯协议层和应用层。

上述中央处理单元为终端硬件平台的核心处理芯片，也是软件程序的载体，管理外围设备和电路，维持终端运行。

上述采样控制模块包括15路交流量采集电路、3路直流量采集电路、4路状态量采集电路、4路控制量输出电路及4路脉冲输入电路。

交流量采集电路用于采集设备的电压、电流量；

直流量采样电路用于采集主机进出水温度，主机进回水流量；

状态量采样电路用于采集并网继电器开关状态；

控制量输出电路用于开出继电器控制信号；

脉冲输入电路用于采集设备的用电量。

上述通讯模块包括3个485通讯接口、1个以太网口和1个无线网口，485通讯接口分别用以485抄表，控制终端之间的级联通讯及与上级子站设备通讯，以太网口和无线网口均是用以与上级子站设备通讯。

上述述存储模块包括SDRAM内存芯片和FLASH外存芯片，SDRAM内存芯片用于存放终端运行的程序和中间数据，具备存取速度快、功耗低的特点；FLASH外存芯片用于存放系统程序、应用程序、终端配置参数、限值参数、实时采集数据等，具备掉电数据不丢失的特点。

上述人机交互模块包括LCD显示屏、操作按钮、灯光指示及告警铃。

上述设备驱动层为硬件设备和软件系统的连接媒介，其功能是为上层程序提供外部设备的操作接口，并且实现设备驱动的程序，上层程序可以不管操作的设备内部实现，只需要调用驱动的接口即可。

上述操作系统层采用嵌入式LINUX操作系统，设备运行的最基本系统，其功能是管理终端设备的所有软、硬件资源，支撑应用功能软件的运行。

上述通讯协议层主要为实现不同通信规约解析，支持TCP/IP，MODBUS，OPENADR等通讯协议。

上述应用层为终端设备根据功能定位配置的各类应用功能，主要包括参数设置、系统维护、人机交互、数据采集、数据传输、数据统计、能效分析、事件监测、智能控制等九大功能模块，其中

上述数据统计为空调主机和水泵运行实时数据和历史数据分析，包括：