一种空调冷、热水输配系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种空调冷、热水输配系统和方法，所述系统包括冷热源装置，所述冷热源装置用于提供空调用的冷、热水，所述冷热源装置通过管路形成包含冷热源装置的冷热站，所述冷热站用于提供冷、热水；N级泵，所述N为大于等于3的自然数；所述冷热源装置通过主管路以及若干辅助管路后与末端设备连接；所述N级泵中，第1级泵设置于所述包含冷热源装置的冷热站内，用于控制冷热源装置中冷、热水的产生；第2级泵设置于所述主管路上，用于控制所述主管路上冷、热水的输送，同时控制主管路上的流量和压头；所述第2级泵至第N级泵，共同调整末端设备中冷、热水的流量和压头，控制从冷热源装置中产生的冷、热水进入末端设备时冷、热水的分配。

A System and Method for Transferring and Distributing Cold and Hot Water in Air Conditioning

The invention relates to an air conditioning cold and hot water transmission and distribution system, which comprises a cold and hot source device for providing cold and hot water for air conditioning. The cold and hot source device forms a cold and hot station comprising a cold and hot source device through a pipeline, and the cold and hot station is used for providing cold and hot water; a N-class pump, the N being a natural number greater than or equal to 3, is connected to the cold and hot source device. In the N-stage pump, the first stage pump is set in the cold and heat station containing the cold and heat source device to control the generation of cold and hot water in the cold and heat source device, and the second stage pump is set on the main road to control the transmission of cold and hot water on the main road, and to control the flow and pressure head on the main road. From the first stage pump to the second stage pump, the flow rate and pressure head of the cold and hot water in the terminal equipment are adjusted together, and the distribution of the cold and hot water from the cold and hot source device is controlled when the cold and hot water enters the terminal equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种空调冷、热水输配系统和方法
本专利技术涉及暖通空调
，具体涉及一种空调冷、热水输配系统和方法。
技术介绍
随着世界经济的高速发展，由此带来社会能源消耗的高速增长。在当代社会总能源消耗中，建筑能耗一直占有很大比重。同时，伴随着经济的高速发展和城市化水平的日益提高，建筑规模越来越大，且使用功能也复杂多变，供热、供冷系统的规模和功能复杂程度也随之提高，使得供热、供冷系统能耗在建筑能耗中占的比重也越来越大。目前我国采暖能耗占全国城镇建筑总能耗近40%。在供冷方面，根据建筑类型的不同，供冷系统能耗占建筑总能耗的40%～60%。因此，供热、供冷系统的运行节能是建筑节能工作的重点。在大型区域供热、供冷系统的总体能耗中，冷、热水的输配能耗又占有相当的比重。据有关资料统计，集中供暖系统中水泵能耗占15%～25%；集中供冷系统的能耗中，大约25%～30%消耗于冷冻水泵与冷却水泵上。可见，降低供冷、供热系统的输配能耗对建筑节能有着极其重要的意义。对于冷、热水输配系统来说，能源的浪费主要是由于没有合理地选择设计方案，传统的设计主要采用泵加调节阀的方式，动力形式主要有单台泵或多台泵并联。这种型式可称为动力集中式系统。其主要特点是设置相对集中的动力源来提供冷、热水系统输配所需的能量，水泵的扬程根据最不利环路的压力损失确定，在设计工况下，在满足最不利环路资用压头的同时，使其它环路的资用压头大于实际需求，且离冷热源愈近，富余的压头愈大。对于这些富余的压头，往往是通过减小支路管径或关小阀门开度等增大阻力的方式消耗的，以达到支路之间的水力平衡。而最不利支路的流量往往在总流量中所占的比例很小，为了这一小部分的流量，其它流量也被水泵加压到较高的势能，再用增大阻力的方式消耗掉，造成很大的能源浪费。对于动力集中式系统来说，这种浪费是不可避免的，输配系统的规模越大、末端用户形式越多，能量浪费就越严重。在供冷、供热系统的运行过程中，由于建筑的冷热负荷是经常变化的，为了适应动态负荷的要求，冷、热水流量必须随着负荷变化而经常调节。传统水系统是按照满负荷工况设计的，而实际上绝大部分时间是在部分负荷下运行。以供冷系统为例，实际使用过程中，供冷系统在50%负荷以下运行的时间超过70%。制冷机有相对完善的能量调节系统，可根据负荷的变化自动调节冷机功率达到节能的目的，而冷冻水泵一般只进行简单的台数控制，不能根据系统所需流量连续调节，富余的压力消耗在末端设备的调节阀上。因此，当供冷系统在部分负荷运行时，虽然冷源的产冷量已按需供给，但冷水的输送能耗并没有得到相应的减少。再加上负荷计算、设备选型保守等问题在设计中普遍存在，致使水泵选配流量和扬程偏高。进一步增加了富余压力的比例，导致水系统输配能耗相应地又加大。流量的调节方法通常分为两大类，即改变阻力的调节和改变动力的调节。传统的流量调节主要采用改变阻力的调节，即阀门节流调节，是以消耗流体的机械能为代价而实现的，这种调节方式显然是不节能的。水系统在运行调节过程中，当改变某些阀门开度而引起冷、热水的流量变化时，系统的压力产生波动而使得其他末端设备的流量也随之改变，偏离了设计流量，此时引起的水力失调称为动态水力失调。在其它的管段或用户的流量发生改变时，保持本身流量不变的性能，称为管网的水力稳定性。对于动力集中式系统，各支路的水力稳定性随着该支路与冷热源的距离增大而逐渐恶化，流量偏离系数的平均值大都在25%以上，而且水力失调必然会导致热力失调。在供热、供冷系统设计中，冷热源所提供的冷、热水温度不一定是末端设备所合适的温度，例如地板辐射采暖供水温度要求低于60℃，但热媒的实际供水温度很可能是95℃或110℃，这时需要降低热源的热媒温度才能给供暖末端设备使用。当冷热源供水温度与末端设备需求不匹配时，传统的做法有两种：（一）冷热源与末端设备通过中间热器换热间接连接；（二）设置两套或多套管网系统，分别满足不同末端对供水温度的需求。由于传热温差的存在，方案（一）必然存在着一定的传热损失，而且中间换热器也大大增加了系统初投资。方案（二）也存在了系统初投资大的缺点。即使末端设备所需温度相同，由于动力集中式系统的设备选型原则（满足最不利环路的流量和扬程），系统初投资和运行费用也非常大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中动力集中式系统明显存在的能耗高、水力稳定性差、初投资大和运行费用高的缺点和不足，本专利技术的目的是提供一种空调冷、热水输配系统和方法，其能够大幅度降低冷、热水输送能耗，提高系统的水力稳定性，并且可以降低系统初投资和运行费用。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种空调冷、热水输配系统，包括：冷热源装置，所述冷热源装置用于提供空调用的冷、热水，所述冷热源装置通过管路形成包含冷热源装置的冷热站，所述冷热站用于提供冷、热水；N级泵，所述N为大于等于3的自然数；所述冷热源装置通过主管路以及若干辅助管路后与末端设备连接；所述N级泵中，第1级泵设置于所述包含冷热源装置的冷热站内，用于控制冷热源装置中冷、热水的产生；第2级泵设置于所述主管路上，用于控制所述主管路上冷、热水的输送，同时控制主管路上的流量和压头；第3级泵～第N-1级泵分别设置于若干个所述辅助管路上，每一个辅助管路对应连接一级泵；第N级泵与末端设备连接；所述第2级泵至第N级泵，共同调整末端设备中冷、热水的流量和压头，控制从冷热源装置中产生的冷、热水进入末端设备时冷、热水的分配；所述第1级泵的扬程为15米-20米。进一步地，所述末端设备为用户，所述用户为M个，所述M为大于等于1的自然数；冷、热水M个所述用户之间并联设置，每个用户分别连接有一个第N级泵。进一步地，每个用户设有一个用于内部混水的混水管，所述混水管的两端分别连接用户的进水端和出水端，且所述用户的进水端、所述第N级泵、所述出水端以及混水管形成回路。更进一步地，还包括设置于每个用户上的流量调节阀，所述流量调节阀设置于用户的混水管与出水端之间，所述流量调节阀用于调节每个用户中水的流出流量以及进入混水管内的回水流量。更进一步地，第1个用户~第M-1个用户之间，每个用户通过一个分支与所述主管路或辅助管路连接，第M个用户串联于所述主管路上，且所述第M个用户与所述冷热源装置的回路端连接；或者第M个用户并联于所述主管路上。更进一步地，第1个用户至第M-1个用户之间，每个用户的出水口分别设有出水管，所述出水管分别与所述主管路连接，使得每个用户流出的冷、热水汇集于主管路后，回流至所述冷热源装置的冷热源站内。更进一步地，所述主管路包括进水管和回水管，所述第2级泵设置于所述主管路的进水管或主管路的回水管上。本专利技术还公开了一种空调冷、热水输配方法，包括以下步骤：1）冷热源输出流量的控制：冷热源装置产生的冷、热水通过主管路输送，冷热源装置中冷热水的产生和冷、热水的输出流量均通过第1级泵控制，所述第1级泵控制输出定流量的冷、热水；2）主管路流量和压头的控制：冷热源装置产生的冷、热水通过主管路输送，而主管路上的流量和压头则通过第2级泵进行控制；3）末端设备中流量和压头的控制：从冷热源装置输出的冷、热水通过主管路以及若干辅助管路后进入末端设备，末端设备中冷、热水的流量和压头通过第2级泵至第N级泵共同调节。进一步地，所述步骤3）末端中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，包括：冷热源装置（4），所述冷热源装置（4）用于提供空调用的冷、热水，所述冷热源装置（4）通过管路形成包含冷热源装置（4）的冷热站，所述冷热站用于提供空调系统用冷、热水；N级泵，所述N为大于等于3的自然数；所述冷热源装置（4）通过主管路（5）以及若干辅助管路后与末端设备连接；所述N级泵中，第1级泵（100）设置于所述包含冷热源装置（4）的冷热站内，用于控制冷热源装置（4）中冷、热水的产生；第2级泵（200）设置于所述主管路（5）上，用于控制所述主管路（5）上冷、热水的输送，同时控制主管路（5）上的流量和压头；第3级泵（300）～第N‑1级泵分别设置于若干个所述辅助管路上，每一个辅助管路对应连接一级泵；第N级泵与末端设备连接；所述第2级泵至第N级泵，共同调节末端设备中冷、热水的流量和压头，控制从冷热源装置（4）中产生的冷、热水进入末端设备时冷、热水的分配；所述第1级泵（100）的扬程为15米‑20米。

【技术特征摘要】
1.一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，包括：冷热源装置（4），所述冷热源装置（4）用于提供空调用的冷、热水，所述冷热源装置（4）通过管路形成包含冷热源装置（4）的冷热站，所述冷热站用于提供空调系统用冷、热水；N级泵，所述N为大于等于3的自然数；所述冷热源装置（4）通过主管路（5）以及若干辅助管路后与末端设备连接；所述N级泵中，第1级泵（100）设置于所述包含冷热源装置（4）的冷热站内，用于控制冷热源装置（4）中冷、热水的产生；第2级泵（200）设置于所述主管路（5）上，用于控制所述主管路（5）上冷、热水的输送，同时控制主管路（5）上的流量和压头；第3级泵（300）～第N-1级泵分别设置于若干个所述辅助管路上，每一个辅助管路对应连接一级泵；第N级泵与末端设备连接；所述第2级泵至第N级泵，共同调节末端设备中冷、热水的流量和压头，控制从冷热源装置（4）中产生的冷、热水进入末端设备时冷、热水的分配；所述第1级泵（100）的扬程为15米-20米。2.根据权利要求1所述的一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，所述末端设备为用户（6），所述用户（6）为M个，所述M为大于等于1的自然数；M个所述用户（6）之间并联设置，每个用户（6）可分别连接有一个第N级泵。3.根据权利要求2所述的一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，每个用户（6）设有一个用于内部混水的混水管（10），所述混水管（10）的两端分别连接用户（6）的进水端和出水端，且所述用户（6）的进水端、所述第N级泵、所述出水端以及混水管（10）形成回路。4.根据权利要求3所述的一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，还包括设置于每个用户（6）上的流量调节阀（9），所述流量调节阀（9）设置于所述用户（6）的混水管（10）与出水端之间，所述流量调节阀（9）用于调节每个用户（6）中水的流出流量以及进入混水管（10）内的回水流量。5.根据权利要求4所述的一种空调冷、热水输配系统，其特征在于，第1个用户（6）~第M-1个用户（6）之间，每个用户（6）通过一个分支（7）与所述主管路（5）或辅助管路连接，第M个用户（6）串联于所述主管路（5）上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，侯占魁，
申请(专利权)人：中国建筑西北设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61