LonWorks联网型温控器在空调节能中的应用

                                      (海思自动化技术部LonWorks技术粉丝提供)

一、概述

    在公共建筑(特别是大型商场、高档酒店、机关办公楼、高校校园建筑等)的全年能耗中,大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统,20%~30%用于照明。如今,节能减排和低碳生活的理念已逐步为大众所接受,而践行这一目标需要强大的技术支撑。在公共建筑中,中央空调自动化控制系统是楼宇自控系统中的核心组成部分,如何有效降低中央空调系统总的能耗,并保证系统稳定、可靠运行,是建筑节能降耗的关键。 

目前,国际先进的LonWorks控制网络技术已广泛应用于楼宇自控系统中。尤其是中央空调节能控制系统、建筑能源监管系统,LonWorks网络技术以其高速通讯、系统稳定、设备可靠、分布式控制等优势已成为优先发展方向。 

在LonWorks网络技术构建的中央空调控制系统中,空调主机、循环水泵、新风机组、空调箱等设备的控制通常采用具有LonWorks通讯接口的DDC现场控制器,而风机盘管、新风机组的网络化控制成为节能监管的技术瓶颈。在传统设计中,通常采用普通三速开关、数字式温控器、或RS485联网型温控器,存在不节能或因通讯速率太低无法实时控制,造成系统能耗过大,而末端风机盘管、新风机组能耗过大,必将造成空调主机和循环水泵的能耗加大。因此,而485总线固有的可靠性差、通讯速率低、稳定性差、抗干扰能力弱、施工技术要求高、管理难度大等,尤其在大中型项目、高端应用场合下,RS485总线技术基本被摒弃了。市场需要基于先进控制网络技术的联网型房间温控器。

基于LonWorks高速控制网络技术、采用嵌入式设计的联网型房间温控器是实现风机盘管、新风机组网络化控制的理想方案,通过预先设定或远程设定室内温度等参数,实现空调末端设备在保障人体舒适性需求的前提下的最优化节能运行,大幅降低空调系统能耗。

以海思自动化研发、制造的iTC501系列联网型温控器为例,介绍Lonworks联网型房间温控器在楼宇自控系统、空调自控系统中的应用。

 

二、iTC500系列联网型智能温控器

   海思自动化基于LonWorks网络技术创新地开发出iTC500系列联网型房间温控器包括LonWorks、BACNet、KNX/EIB、CANBus、RS485等型号。下面以iTC501型LonWorks联网型风机盘管温控器(房间温控器)为例,分析该类联网型智能温控器在中央空调节能控制中的重要作用。产品如下图所示:

                                         

1、产品概述

       基于国际先进的LON控制网络技术研发的iTC501型联网型风机盘管智能温控器,在LonWorks网络技术本身所带来的高可靠性、高稳定性、实时性、强抗干扰性、组网灵活性、施工便捷性等优势基础上,将操作面板与控制单元进行分体式设计,以解决普通温控器控温不准的缺陷。室内操作面板可方便快捷地设定你所希望的室内温度值,设定风机三速、水阀开/关,达到舒适、节能的目的。据科学测算,夏季室内温度设定每提高1℃,可实现节能7%左右,节能效果真实、显著。iTC501型LonWorks联网型风机盘管智能温控器可直接接入楼宇自控系统中,远程监控室内温度参数并实现智能化节能控制。

2、产品主要特点

· 基于国际先进的LonWorks控制网络技术,组网灵活、扩展方便、互操作性好,可直接接入现场LonWorks网络;

·LonWorks双绞线现场网络可采用总线型、星型、环型、树型、自由拓扑等网络结构,系统设计、施工;

·LonWorks双绞线无极性,A、B线可任意连接,将给施工带来极大的便利;

·LonWorks双绞线78kbps/s的高速通讯波特率,给系统的实时性控制带来前所未有的畅快感受;

·LonWorks现场子网节点高达64个;

·LonWorks技术的高稳定性,当一个节点出现故障时不影响整个子网运行;一个子网故障时不影响整个系统运行;

·节点封闭式设计、独立运行,不受外界干扰。每个节点供电电源均采取隔离型电源模块,保障每个节点均不受外界电源干扰;每个节点信号收发器均采用变压器隔离设计,确保子网内各个节点通讯不相互干扰;

· LonWorks双绞线接口采用Neuron FT5000芯片,支持多达254个标准网络变量

· 时尚经典的外观设计,大屏幕LCD液晶显示、背光驱动、轻触式按键;

· 操作面板可显示设定温度、室内测试温度、运行模式、风速、时钟、水阀开/关、通讯状态;

· 采用高可靠性单片机,抗干扰性更强

· 通讯接口:LonWorks通讯接口,通讯协议为LonTalk协议;

· 四时段定时功能,参数可设定,节能效果更好;

· 低温保护功能

· 采用高品质的继电器作为输出控制器件,可靠性更高;

· 支持普通的交流三速风机和节能高效的直流无级调速风机;

· 分体式结构:室内操作面板和控制单元分体式设计。控制单元与操作面板间仅需四芯线(通讯及直流供电)连接。无强电接入和无大量的元器件发热,提升了操作面板工作的稳定性及测温精度。LON通讯线仅需要连接各控制单元模块进行组网。风机盘管AC220V供电电源线路大为简化。从而简化了布线,降低了施工难度;

· 操作面板标准86盒安装,控制单元多样化安装(导轨式、背板式、吸附式均可)灵活安装于风机盘管处。

三、监管系统网络架构

   楼宇自控系统或空调自控监管中心通过i.LON SmartServer(网络控制器,也称智能网络服务器)管理现场子网,网络控制器向下采用双绞线连接终端设备,如iTC501型联网型房间温控器,通讯协议为LonTalk协议,每个子网最多可连接64个终端。向上通过以太网与监管中心服务器连接,进行数据通讯,及传达上位机指令。同时,网络控制器具有掉电存贮功能,以确保当上位机故障时现场数据不丢失。在大型建筑或建筑群项目建设中,可在局域网内构建独立的光纤网络作为楼宇自控系统、空调自控系统数据传输的主干网络。整个系统理论上可以无限增加网络控制器数量,因而系统扩展能力强大。在一些场合中,也可采用i.LON 600型路由器作为子网数据的传输节点。目前因二者价格已无多大差别,故不推荐用i.LON 600。

 

   基于LonWorks网络技术的中央空调节能控制系统网络架构如下图所示:

                  

 

四、LonWorks联网型房间温控器应用前景展望

   随着国家节能减排战略的逐步落实,各用户单位自身对节能的迫切需求,以及LonWorks网络技术在系统稳定性、可靠性、实时性、抗干扰性、施工便捷性等诸多方面的巨大性能优势,采用操作面板与控制单元分体式设计、大幅提升控温精度的iTC501型联网型房间智能温控器,将以其优异的性能在大中型楼宇自控系统、建筑能源监管系统、中央控制节能控制系统等领域得到广泛应用。

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