一种高温级热式冷热水机组及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高温级热式冷热水机组及其控制方法。其采用的技术方案包括制冷单元，所述制冷单元包括通过制冷单元管道依次连接的压缩机、显热回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，以及连接有热水泵、冷媒水泵及压缩机的控制单元，采用了分级加热和分级冷却方式，在达到相同制冷和制热效果的情况下，大幅度降低前级制冷单元的冷凝温度，提升前级制冷单元的蒸发温度，从而大幅度提升高温级热式冷热水机组的整体能效比，节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种高温级热式冷热水机组及其控制方法
本专利技术涉及一种冷热水机组，尤其涉及的是一种高温级热式冷热水机组及其控制方法。
技术介绍
目前的酒店、餐厅、医院、高级公寓、游泳馆、大型企业等公共建筑，需要供冷同时常年需要供应热水，在夏季，这些公共建筑需要用冷水机组制冷，供应空调用冷媒水或工艺冷媒水等，而此时需求的洗澡、日常生活用热水或工艺热水则由锅炉或单级型空调热水器提供。在冬季，采用锅炉或单级型空调热水器提供供热热水、工艺热水、洗澡和日常生活用热水，空气调节冷水、工艺冷水、设备冷却用水则由冷水机组提供。虽然，目前已经有部分公共建筑选用单级型空调热水器用于替代锅炉，具有一定的节能效果，但是，传统的空调热水器均采用单级型设计，例如需要60℃生活热情况下，整机的冷凝温度需要高达63℃-65℃，从而导致了单级型空调热水器的压缩机运行效率相当低，仍然无法大幅度降低冷热水同时需要所需的能耗。可见，目前传统的冷水机组+锅炉供冷热或冷水机组+单级型空调热水器的供冷供热方式，需要同时有采用两套系统，制冷和制热两套设备来实现，两套设备双重能耗，系统整体运行效率低、能耗大，不符合目前国家倡导的“节能减排”政策及建设能源节约型、环境友好型社会的要求。因此，现有技术存有不足，有待完善和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高温级热式冷热水机组及其控制方法，输入一份能源，可同时产生冷水和热水。为达上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种高温级热式冷热水机组，包括：至少一个制冷单元，所述制冷单元，具体包括：通过制冷单元管道依次连接的压缩机、显热回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，其中，所述压缩机，用于将低温低压的制冷剂过热蒸气提升为高温高压的制冷剂过热蒸气；所述显热回收器，用于回收高温高压的制冷剂过热蒸气中的显热热量；所述冷凝器，用于将显热回收器出口的高温高压的制冷剂饱和蒸气转变成过冷制冷剂饱和液体，释放热量；所述膨胀阀，用于将冷凝器出来的过冷制冷剂饱和液体通过节流成为低温低压的制冷剂液体；所述蒸发器，用于膨胀阀流出的低压制冷剂液体与冷媒水进行热交换，蒸发吸收冷媒水的热量，进而获取低温冷媒水，同时气化形成低压过热制冷剂蒸气；以及控制单元，所述控制单元，通过控制线路连接热水泵、冷媒水泵及压缩机，其中，所述控制单元与所述热水泵连接，用于控制待加热水的输入，所述热水泵还通过热水管与显热回收器、冷凝器连接构成加热单元，所述加热单元用于对待加热的水进行加热；所述控制单元与所述冷媒水泵连接，用于控制待制冷水的输入，所述冷媒水泵还通过冷水管与蒸发器连接构成冷却单元，所述冷却单元用于对待制冷的水进行制冷；所述控制单元与压缩机连接，用于控制压缩机的运行。所述的高温级热式冷热水机组，其中，两个制冷单元共用一蒸发器。所述的高温级热式冷热水机组，其中，还包括四个制冷单元，其中，第一制冷单元与第二制冷单元共用第一蒸发器；第三制冷单元与第四制冷单元共用第二蒸发器。所述的高温级热式冷热水机组，其中，还包括一显示单元，用于设置待加热水的目标水温值及待制冷水的目标水温值。所述的高温级热式冷热水机组，其中，所述加热单元设置有第一温度传感器和第二温度传感器，其中，所述的第一温度传感器设置在热水管进水口，用于获取热水管进水口的水温度；所述的第二温度传感器设置在热水管出水口，用于获取热水管出水口的水温度；所述制冷单元设置有第三温度传感器和第四温度传感器，其中，所述的第三温度传感器设置在冷水管进水口，用于获取冷水管进水口的水温度；所述的第四温度传感器设置在冷水管出水口，用于获取冷水管出水口的水温度。所述的高温级热式冷热水机组，其中，所述加热单元还包括第一水流量保护器，所述的第一水流量保护器用于调节热水管的水流量；所述冷却单元还包括第二水流量保护器，所述的第二水流量保护器用于调节冷水管的水流量。所述的高温级热式冷热水机组，其中，在所述制冷单元还设有一防冻保护器，所述防冻保护器具体设置在冷水管出水口，用于防止制冷状态下冻坏冷水管。所述的高温级热式冷热水机组，其中，所述加热单元还设置有一热水循环结构，所述热水循环结构与热水管连接，用于对热水管内流通的水进行循环；所述冷却单元还设置有一冷水循环结构，所述冷水循环结构与冷水管连接，用于对冷水管内流通的水进行循环。一种适用于上述高温级热式冷热水机组的控制方法，其中，包括以下步骤：T1、设置热水管出水口的目标水温值及冷水管出水口的目标水温值；T2、通过第一温度传感器及第三温度传感器分别采集热水管进水口的水温度及冷水管进水口的水温度；T3、计算并控制加热单元及冷却单元的运行，对待加热水进行分级加热及对待制冷水进行分级制冷；T4、通过第二温度传感器及第四温度传感器分别采集热水管出水口的水温度及冷水管出水口的水温度，并与设置的热水管出水口的目标水温值及冷水管出水口的目标水温值比较；T5、若第二温度传感器测量的热水出口温度低于设定目标水温值，则对压缩机进行加载运行，若第二温度传感器测量的热水出口温度高于设定目标水温值，则对压缩机进行卸载运行，保证实际热水出水温度接近设定目标水温度；T6、若第四温度传感器测量的冷水出口温度低于设定目标水温值，则对冷水泵进行加载运行，若第四温度传感器测量的冷水出口温度高于设定目标水温值，则对冷水泵进行卸载运行，保证实际冷水出水温度接近设定目标水温度。所述的控制方法，其中，所述T3具体包括：T301、对加热单元及冷却单元的各级加热子单元及各级冷却子单元设置进水温度，加热单元的进水温度值关系为逐级增加，冷却单元的进水温度值关系为逐级降低；T302、根据第一温度传感器及第三温度传感器采集的热水管进水口的水温度及冷水管进水口的水温度，控制加热单元及冷却单元中各级子单元的运行。所述的控制方法，其中，若包括4个制冷单元，且分别设置进水温度，其温度值关系为：T1＜T2＜T3＜T4；加热过程的控制为：当热水管进水口的水温度为TA＜T1时，四个制冷单元均启动进行制热运行；当热水进水温度T1＜TA＜2时，仅启动第二制冷单元、第三制冷单元及第四制冷单元进行制热运行，第一制冷单元停止；当热水进水温度T2＜TA＜3时，仅启动第三制冷单元及第四制冷单元进行制热运行，第一制冷单元及第二制冷单元停止；当热水进水温度T3＜TA＜4时，仅启动第四制冷单元进行制热运行，第一制冷单元、第二制冷单元及第三制冷单元停止；当热水进水温度TA＞T4时，所有制冷单元均停止，停止加热；制冷过程的控制与加热过程的控制相应设置。与现有技术相比，本专利技术提供的高温级热式冷热水机组，采用了分级加热和分级冷却方式，在达到相同制冷和制热效果的情况下，大幅度降低前级制冷单元的冷凝温度，提升前级制冷单元的蒸发温度，从而大幅度提升双效节能级热式高温级热式冷热水机组的整体能效比，节约能源。同时，双效节能级热式高温级热式冷热水机组还具备智能冷热联供双效节能技术，一份能源输入，同时产生冷水和热水，可为有制冷及制热需求的公共建筑提供服务，提供空调冷水和生活热水，改变了传统的冷水机组+锅炉供冷热或冷水机组+单级型空调热水器的供冷供热方式，传统供冷供热方式采用两套设备同时运行，产生的双重能耗的问题，而本专利技术采用一份能源即可获取制冷制热的效果，有效的节约供冷和供热能源消耗，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温级热式冷热水机组，其特征在于，包括：至少一个制冷单元，所述制冷单元，具体包括：通过制冷单元管道依次连接的压缩机、显热回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，其中，所述压缩机，用于将低温低压的制冷剂过热蒸气提升为高温高压的制冷剂过热蒸气；所述显热回收器，用于回收高温高压的制冷剂过热蒸气中的显热热量；所述冷凝器，用于将显热回收器出口的高温高压的制冷剂饱和蒸气转变成过冷制冷剂饱和液体，释放热量；所述膨胀阀，用于将冷凝器出来的过冷制冷剂饱和液体通过节流成为低温低压的制冷剂液体；所述蒸发器，用于膨胀阀流出的低压制冷剂液体与冷媒水进行热交换，蒸发吸收冷媒水的热量，进而获取低温冷媒水，同时气化形成低压过热制冷剂蒸气；以及控制单元，所述控制单元，通过控制线路连接热水泵、冷媒水泵及压缩机，其中，所述控制单元与所述热水泵连接，用于控制待加热水的输入，所述热水泵还通过热水管与显热回收器、冷凝器连接构成加热单元，所述加热单元用于对待加热的水进行加热；所述控制单元与所述冷媒水泵连接，用于控制待制冷水的输入，所述冷媒水泵还通过冷水管与蒸发器连接构成冷却单元，所述冷却单元用于对待制冷的水进行制冷；所述控制单元与压缩机连接，用于控制压缩机的运行。...

【技术特征摘要】
1.一种高温级热式冷热水机组，其特征在于，包括：至少一个制冷单元，所述制冷单元，具体包括：通过制冷单元管道依次连接的压缩机、显热回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，其中，所述压缩机，用于将低温低压的制冷剂过热蒸气提升为高温高压的制冷剂过热蒸气；所述显热回收器，用于回收高温高压的制冷剂过热蒸气中的显热热量；所述冷凝器，用于将显热回收器出口的高温高压的制冷剂饱和蒸气转变成过冷制冷剂饱和液体，释放热量；所述膨胀阀，用于将冷凝器出来的过冷制冷剂饱和液体通过节流成为低温低压的制冷剂液体；所述蒸发器，用于膨胀阀流出的低压制冷剂液体与冷媒水进行热交换，蒸发吸收冷媒水的热量，进而获取低温冷媒水，同时气化形成低压过热制冷剂蒸气；以及控制单元，所述控制单元，通过控制线路连接热水泵、冷媒水泵及压缩机，其中，所述控制单元与所述热水泵连接，用于控制待加热水的输入，所述热水泵还通过热水管与显热回收器、冷凝器连接构成加热单元，所述加热单元用于对待加热的水进行加热；所述控制单元与所述冷媒水泵连接，用于控制待制冷水的输入，所述冷媒水泵还通过冷水管与蒸发器连接构成冷却单元，所述冷却单元用于对待制冷的水进行制冷；所述控制单元与压缩机连接，用于控制压缩机的运行；两个制冷单元共用一蒸发器；包括四个制冷单元，其中，第一制冷单元与第二制冷单元共用第一蒸发器；第三制冷单元与第四制冷单元共用第二蒸发器；还包括一显示单元，用于设置待加热水的目标水温值及待制冷水的目标水温值；所述加热单元设置有第一温度传感器和第二温度传感器，其中，所述的第一温度传感器设置在热水管进水口，用于获取热水管进水口的水温度；所述的第二温度传感器设置在热水管出水口，用于获取热水管出水口的水温度；所述制冷单元设置有第三温度传感器和第四温度传感器，其中，所述的第三温度传感器设置在冷水管进水口，用于获取冷水管进水口的水温度；所述的第四温度传感器设置在冷水管出水口，用于获取冷水管出水口的水温度；对水进行加热的流程为：通过加热单元进水口进水，先进入第一制冷单元的第一冷凝器进行一级加热，吸收第一制冷单元的第一显热回收器出口的高温高压饱和蒸气的潜热后一级升温，进入第一制冷单元的第一显热回收器进行二级加热，吸收第一制冷单元的第一压缩机高温高压冷媒的排气过热蒸气的显热二级升温；然后，进入第二制冷单元的第二冷凝器进行三级加热，吸收第二制冷单元的第二显热回收器出口的高温高压饱和蒸气的潜热后三级升温，进入第二制冷单元的第二显热回收器进行四级加热，吸收第二制冷单元的第二压缩机高温高压冷媒的排气过热蒸气的显热四级升温，然后，进入第三制冷单元的第三冷凝器进行五级加热，吸收第三制冷单元的第三显热回收器出口的高温高压饱和蒸气的潜热后五级升温，进入第三制冷单元的第三显热回收器进行六级加热，吸收第三制冷单元的第三压缩机高温高压冷媒的排气过热蒸气的显热六级升温；最后，进入第四制冷单元的第四冷凝器进行七级加热，吸收第四制冷单元的第四显热回收器出口的高温高压饱和蒸气的潜热七级升温后，进入第四制冷单元的第四显热回收器进行八级加热，吸收第四制冷单元的第四压缩机高温高压冷媒的排气过热蒸气的显热八级升温，经过八级加热升温后，达到送水设定温度后送至使用终端进行使用；对水进行冷却的流程为：冷媒水首先通过冷却单元进水口进水，首先流经设置在第三制冷单元和第四制冷单元间的第二蒸发器进行一级冷却，吸收第三制冷单元和第四制冷单元节流后的液态冷媒蒸发的冷量之后，降低了冷媒水温度，然后进入第一制冷单元和第二制冷单元的第一蒸发器进行二级冷却，吸收第一制冷单元和第二制冷单元节流后的液态冷媒蒸发的冷量之后，进一步降低冷媒水的水温度，达到冷媒水设定温度后送至使用终端进...

【专利技术属性】
技术研发人员：林创辉，欧阳惕，张晓艳，李云鹏，邱育群，陈华，张学伟，
申请(专利权)人：广东申菱空调设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44