基于无线传感网的中央空调控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于无线传感网的中央空调控制系统及方法，系统由冷冻水控制子系统、冷却水控制子系统、基于无线传感网的总控系统组成。鉴于冷冻（却）水系统固有的滞后特性，对出回水温度进行时间同步处理，采用模糊反馈控制调节水泵、风扇转速，改善系统的控制品质和舒适性；基于无线传感网采集空调区域的实时室温，结合菲涅尔透镜热释电红外传感器检测无人房间，即依据空调的实时负荷和负荷变化值，实施冷冻（却）水泵、风扇转速的前馈控制，使中央空调的舒适性和能耗指标得到进一步的提升；立足国产风机盘管的额定温差参数，提出风机盘管与新风机组串联的体系结构，依据冷量梯级利用的原理实现节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属中央空调控制
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着我国城市化进程的推进，高层建筑以及与之配套的中央空调大量涌现，其中中 央空调能耗约占建筑总能耗的50%以上。因此，企业界和学术界对降低中央空调的能耗进行 了广泛深入的持久研究与实践。鉴于中央空调按最高负荷的110% 120%设计，而80%时间 空调的实际负荷小于50%设计负荷，提出中央空调冷(热)量按末端负荷需求的解决方案， 即采用变频器对冷冻(却)水泵、风扇调速，低负荷状态时相应降低转速实现节能，这一技术 已经十分成熟，并取得一定效果。美国ASHRAE IES90节能标准明确指出水系统应设计成 变流量系统。由于空调冷冻水的出回水温差直接反映了空调的负荷变化，因此可通过检测冷 冻水的出回水温差来调节冷冻(却)水流量。考虑到中央空调具有非线性、大滞后、强耦合的 时变特征，目前主流的控制策略为多模态模糊PID。代表性研究成果如下 *中央空调智能群控系统(ZL200710026954.X)，提出利用变频技术，把空调的富余 量减少到最小。控制中央空调末端供回水温差及装置(申请号200810027472. 0)，提出比较出回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感网的中央空调控制系统，其特征在于ＰＣ机分别与ＺｉｇＢｅｅ无线传感网、可编程逻辑控制器、空调主机相连，房间位于ＺｉｇＢｅｅ无线传感网内，可编程逻辑控制器分别与第一变频器、第二变频器、第三变频器、蒸发传感器、冷凝传感器相连，第一变频器与冷冻水泵相连，冷冻水泵依次与风机盘管、新风机组、蒸发器相连，蒸发器分别与蒸发传感器、冷冻水泵相连，风机盘管和新风机组位于房间部分，第二变频器依次与冷却水泵、冷却塔相连，第三变频器依次与冷却塔风扇、冷却塔相连，冷却塔与冷凝器相连，冷凝器分别与冷凝传感器、冷却水泵相连；蒸发传感器包括蒸发器两侧安装的温度传感器和蒸发器出水端安装的流量和压力传感器，冷凝传感...

【技术特征摘要】
一种基于无线传感网的中央空调控制系统，其特征在于PC机分别与ZigBee无线传感网、可编程逻辑控制器、空调主机相连，房间位于ZigBee无线传感网内，可编程逻辑控制器分别与第一变频器、第二变频器、第三变频器、蒸发传感器、冷凝传感器相连，第一变频器与冷冻水泵相连，冷冻水泵依次与风机盘管、新风机组、蒸发器相连，蒸发器分别与蒸发传感器、冷冻水泵相连，风机盘管和新风机组位于房间部分，第二变频器依次与冷却水泵、冷却塔相连，第三变频器依次与冷却塔风扇、冷却塔相连，冷却塔与冷凝器相连，冷凝器分别与冷凝传感器、冷却水泵相连；蒸发传感器包括蒸发器两侧安装的温度传感器和蒸发器出水端安装的流量和压力传感器，冷凝传感器包括冷凝器两侧安装的温度传感器和冷凝器出水端安装的流量和压力传感器，房间内分布温度传感器、菲涅尔透镜热释电红外传感器，蒸发传感器和冷凝传感器直接发送信息至可编程逻辑控制器，房间内的温度传感器、菲涅尔透镜热释电红外传感器通过ZigBee无线传感网发送信息至PC机。2. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的中央空调控制系统，其特征在于所述的风机盘管和新风机组位于房间部分，风机盘管与新风机组串联配置，实现冷量或热量的梯级利用，即冷冻水经风机盘管热交换后再进入新风机组，替代传统的并联体系结构，减少泵流量和管路冷量损失。3. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网的中央空调控制系统，其特征在于所述的ZigBee无线传感网由主控模块、菲涅尔透镜信号调理电路、室温温度传感器模块、ZigBee-EIB转换模块、串口模块、电源模块、晶振模块、射频电路模块、天线组成，主控模块CC2430集成芯片分别与菲涅尔透镜信号调理电路、室温温度传感器模块、ZigBee-EIB转换模块、串口模块、电源模块、晶振模块、射频电路模块相连，射频电路模块与天线相连；房间内的温度传感器采集空调典型区域的实时室温，结合菲涅尔透镜热释电红外传感器检测无人房间，空调实时负荷通过无线传感网输入PC机，PC机通过可编程逻辑控制器改变变频器频率，进行冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风扇转速的控制；蒸发器、冷凝器两侧安装的温度传感器采集蒸发器和冷凝器两侧的温度，蒸发器、冷凝器的出水端安装的流量和压力传感器采集冷冻水泵和冷却水泵的流量、压力，蒸发器和冷凝器的温度、流量、压力通过可编程逻辑控制器输入PC机，通过可编程逻辑控制器改变变频器频率，进行冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风扇转速的控制。4. 一种使用如权利要求1所述系统的基于无线传感网的中央空调控制方法，其特征在于采用时间同步的方法处理冷冻水或冷却水的出回水温度，以时间同步的出回水温差作为控制量，采用模糊反馈控制调节水泵和冷却塔风扇转速，按末端负荷需求提供相应的冷量或热量；基于无线传感网采集空调区域的实时室温，结合菲涅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧芬，徐晓忻，杨丕楠，周平，吴明光，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]