空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法与装置，在原有空调系统基础上，增设新风机组、蓄水装置、混水装置。冷冻水系统中，蓄水装置与原冷水机组并联设置，沿冷冻水流动方向依次串联新风机组表冷器、混水装置、空调箱表冷器。低温冷水首先进入新风处理机组表冷器用于新风除湿，此后高温冷水进入空调箱表冷器用于空气降温，实现了温湿度独立控制、避免再热，以及冷冻水大温差输配。与此同时，蓄水装置用于夜间蓄冷，日间大温差供冷，降低了运行能耗。

【技术实现步骤摘要】
空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法与装置
本专利技术涉及一种空调节能改造方法，属于空气调节系统设计与运维领域。
技术介绍
洁净厂房对于送风的温度、湿度、洁净度具有较高要求，目前其空调系统绝大部分采用一次回风的三级净化空调形式，如图1所示。在空调箱中，新风W先经过初效过滤器净化，并与回风N混合至C点，再经过中效过滤器净化后，通过表冷器降温除湿至L点，由于温度过低，需要再热器再热升温后才能到达送风状态点S，然后通过风机和高效过滤器送出，如图2所示。通过以上空气处理过程可知，在表冷器中除湿和降温同时进行，为了达到除湿要求，往往导致经过表冷器后温度过低，需要再热处理，再热过程导致了大量的冷热量抵消，使得空调能耗居高不下，造成了极大的能源浪费，且严重影响了洁净厂房的效益。为切实降低洁净厂房空调系统能耗，对其空调系统进行节能改造，首先要解决夏季空调冷热抵消(再热)问题。在既有空调系统节能改造过程中，避免再热的方法通常有一次回风改为二次回风、空调箱内增设回热器等。但这些方法都需要对现有空调箱内部结构和空气流程进行改造，不仅工程改造施工量大、造价高、原有系统难以恢复，而且可能影响空调箱净化系统，带来污染风险，因此上述方法在实际的节能改造中难以实施。中国专利技术专利(申请号：201711471725.9)提出一种通过增设新风机组避免再热的改造方法，但该系统难以实现大温差输配且无法实现蓄能。针对上述问题，提出一种简便易行、有效避免再热、实现夜间蓄能与大温差输配相结合的节能改造方法，将切实降低空调系统能耗，推动洁净厂房的节能改造，对洁净行业节能减排具有重要意义。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种不改变原有空调箱结构、有效避免再热、实现夜间蓄能和大温差输配相结合的净化空调系统节能改造方法，以解决传统净化空调冷热抵消、输配系统温差小、难以实现蓄能、能耗居高不下的问题，切实推动洁净厂房空调系统节能改造。技术方案：本专利技术的空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法，包括以下步骤：1)将已有的空调系统中的空调箱的加热器断开，在空调箱前增设新风处理机组，新风处理机组的出风口通过风管与空调箱进风口连接，新风处理机组包括沿新风进风方向依次设置的初效过滤器、新风处理机组表冷器、中效过滤器和风机；2)在已有空调系统的冷冻水管路中增设蓄水装置，蓄水装置与已有空调系统的冷水机组并联设置，蓄水装置包括蓄水塔、与所述蓄水塔连接的下出水管、下进水管、上出水管，下出水管、下进水管与原供水管并联设置，下出水管中设置蓄水泵，下进水管中设置第一阀门，上出水管中设置第二阀门，原供水管中设置第三阀门；3)在空调箱表冷器冷冻水进/出口处增设混水装置，混水装置包括恒温阀、混水泵、混水管，混水管的进口与空调箱表冷器冷冻水出口连接，混水管的出口与空调箱表冷器冷冻水出进口连接，连接处设置恒温阀，混水泵设置在混水管上；4)已有空调系统的冷冻水总回水管上设置回水总管阀门，原冷水机组后增设二级冷水机组；通过冷冻水路依次连接冷冻水泵、原冷水机组、二级冷水机组、蓄水装置、新风机组表冷器、混水装置、空调箱表冷器和回水总管阀门，构成蓄能大温差冷水输配系统。进一步地，本专利技术方法中，步骤1)中增设的新风处理机组通过新风管路与多台空调箱连接。进一步地，本专利技术方法中，步骤1)中，如加热器是电加热器，则断开电路，如果是蒸汽加热器或水加热器，则断开蒸汽管路或热水管路。本专利技术的一次回风空调系统蓄能大温差输配装置，包括沿新风方向依次设置的新风处理机组、空调箱、沿冷冻水路依次设置的一级冷水机组、二级冷水机组、蓄水装置、所述新风机组表冷器、混水装置、所述空调箱表冷器和回水总管阀门；所述的新风处理机组包括自新风进风方向依次设置的初效过滤器、新风处理机组表冷器、中效过滤器和风机；所述的空调箱包括沿空气流动方向依次设置的初效过滤器、中效过滤器、空调箱表冷器、风机；所述的蓄水装置包括蓄水塔、下出水管、下进水管、上出水管，下出水管、下进水管与供水总管并联设置，下出水管中设置蓄水泵，下进水管中设置第一阀门，上出水管中设置第二阀门，供水总管中设置第三阀门；所述的混水装置包括恒温阀、混水泵、混水管，混水管的进口与空调箱表冷器冷冻水出口连接，混水管的出口与空调箱表冷器冷冻水出进口连接，此连接处设置恒温阀，混水管中设置混水泵；进一步地，本专利技术方法中新风处理机组通过新风管路与多台空调箱连接。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)原有系统降温除湿同时进行，除湿后需要再热，造成冷热抵消，能耗巨大。本专利技术通过增设新风处理机组对新风冷凝除湿、原有空调箱利用高温冷水只负责对空气进行冷却降温，实现了温度和湿度的独立精准控制，有效地避免了再热现象，降低了空调系统能耗；(2)为实现温湿度独立控制，现有改造方法一般设置高温冷水和低温冷水两套制冷系统，结构复杂，初投资大。本专利技术冷冻水串联运行，且在空调箱进水处设置混水装置，低温冷水(4℃)首先用于新风处理机组内新风除湿，之后温度升高的冷水(8℃)用于空调箱内空气降温，通过简便的工程改造，实现了冷水的梯级、高效利用，加大了供回水温差，可有效降低了输配能耗；(3)传统方式一般采用蓄冰的方式用于蓄能，系统复杂、初投资大、制冰能耗高。本专利技术通过增设蓄水装置用于夜间蓄能，可实现蓄水模式、水箱直供模式、冷机直供模式、联合供冷模式，系统简单、控制灵活、初投资低、蓄水时能耗低，且蓄水装置可实现大温差供冷，与温湿度独立控制系统需求匹配，可大幅降低运行能耗。附图说明图1是传统一次回风系统净化空调的结构示意图；图2是传统一次回风过程空气焓湿图；图3是本专利技术的一种空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法示意图；图4是本专利技术的节能改造空气处理过程焓湿图；图5是本专利技术的蓄水模式流程图；图6是本专利技术的冷机直接供冷模式流程图；图7是本专利技术的蓄能水箱直接供冷模式流程图；图8是本专利技术的冷机和蓄能水箱联合供冷模式流程图。图中：冷水机组1，二级冷水机组11，冷冻水泵2，空调箱3，初效过滤器31，中效过滤器32，空调箱表冷器33，加热器34，风机35，新风处理机组4，初效过滤器41，新风处理机组表冷器42，中效过滤器43，新风机组风机44，蓄水装置5，下出水管51，蓄水泵52，第三阀门-53，蓄水塔54，第一阀门-55，下进水管56，第二阀门-57，上出水管58，6混水装置，混水管61，混水泵62，恒温阀63，回水总管阀门-7。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术提供一种空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法，在原系统基础上，增设新风机组4、蓄水装置5、混水装置6和二级冷机11，低温冷水首先进入进入新风机组表冷器42用于除湿，其次通过混水装置6进入空调箱3中用于降温，实现了温湿度独立控制，避免再热时的冷热抵消，同时实现了大温差输配、低温冷水梯级利用。此外，蓄水装置5夜间蓄冷，白天大温差供冷，降低输配能耗和运行费用。所述的新风处理机组4包括自新风进风方向依次设置的初效过滤器41、新风处理机组表冷器42、中效过滤器43和风机44。所述的空调箱3包括沿空气流动方向依次设置的初效过滤器31、中效过滤器32、空调箱表冷器33、风机35。具体空气处理流程如图4所示，室外高温高湿空气W进入新风处理机组4，首先经过初效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将已有的空调系统中的空调箱(3)的加热器(34)断开，在空调箱(3)前增设新风处理机组(4)，新风处理机组(4)的出风口通过风管与空调箱(3)进风口连接，新风处理机组(4)包括沿新风进风方向依次设置的初效过滤器(41)、新风处理机组表冷器(42)、中效过滤器(43)和风机(44)；2)在已有空调系统的冷冻水管路中增设蓄水装置(5)，蓄水装置(5)与已有空调系统的冷水机组(1)并联设置，蓄水装置(5)包括蓄水塔(54)、与所述蓄水塔(54)连接的下出水管(51)、下进水管(56)、上出水管(58)，所述下出水管(51)、下进水管(56)与原供水管并联设置，下出水管(51)中设置蓄水泵(52)，下进水管(56)中设置第一阀门(55)，上出水管(58)中设置第二阀门(57)，原供水管中设置第三阀门(53)；3)在空调箱表冷器(33)冷冻水进/出口处增设混水装置(6)，所述混水装置(6)包括恒温阀(61)、混水泵(62)、混水管(63)，混水管(63)的进口与空调箱表冷器(33)冷冻水出口连接，混水管(63)的出口与空调箱表冷器(33)冷冻水出进口连接，连接处设置恒温阀(61)，混水泵(62)设置在混水管(63)上；4)已有空调系统的冷冻水总回水管上设置回水总管阀门(7)，原冷水机组(1)后增设二级冷水机组(11)；通过冷冻水路依次连接冷冻水泵(2)、原冷水机组(1)、二级冷水机组(11)、蓄水装置(5)、新风机组表冷器(42)、混水装置(6)、空调箱表冷器(33)和回水总管阀门(7)，构成蓄能大温差冷水输配系统。...

【技术特征摘要】
1.一种空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将已有的空调系统中的空调箱(3)的加热器(34)断开，在空调箱(3)前增设新风处理机组(4)，新风处理机组(4)的出风口通过风管与空调箱(3)进风口连接，新风处理机组(4)包括沿新风进风方向依次设置的初效过滤器(41)、新风处理机组表冷器(42)、中效过滤器(43)和风机(44)；2)在已有空调系统的冷冻水管路中增设蓄水装置(5)，蓄水装置(5)与已有空调系统的冷水机组(1)并联设置，蓄水装置(5)包括蓄水塔(54)、与所述蓄水塔(54)连接的下出水管(51)、下进水管(56)、上出水管(58)，所述下出水管(51)、下进水管(56)与原供水管并联设置，下出水管(51)中设置蓄水泵(52)，下进水管(56)中设置第一阀门(55)，上出水管(58)中设置第二阀门(57)，原供水管中设置第三阀门(53)；3)在空调箱表冷器(33)冷冻水进/出口处增设混水装置(6)，所述混水装置(6)包括恒温阀(61)、混水泵(62)、混水管(63)，混水管(63)的进口与空调箱表冷器(33)冷冻水出口连接，混水管(63)的出口与空调箱表冷器(33)冷冻水出进口连接，连接处设置恒温阀(61)，混水泵(62)设置在混水管(63)上；4)已有空调系统的冷冻水总回水管上设置回水总管阀门(7)，原冷水机组(1)后增设二级冷水机组(11)；通过冷冻水路依次连接冷冻水泵(2)、原冷水机组(1)、二级冷水机组(11)、蓄水装置(5)、新风机组表冷器(42)、混水装置(6)、空调箱表冷器(33)和回水总管阀门(7)，构成蓄能大温差冷水输配系统。2.如权利要求1所述的空调冷源梯级利用和蓄能的改造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伦，张朋磊，张小松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32