一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法,将双级压缩、动态蓄能及高温热泵相结合，采用回热循环、中间冷却器冷却、二级蒸发及二级冷凝优化换热过程，通过分时按需耦合自动控制方法，为用户同时提供动态冰晶蓄能、供冷与高温热水服务。本发明专利技术有效解决了目前同一台制冷机组不能同时实现常规制冷、动态蓄能供冷及高温供热水问题，帮助用户实现一机三用，节省用户制冷及供热设备重复投资，大大提高蓄能供冷与供热的热效率，为用户节约大量空调、热水投资及使用费用。可广泛应用于空调及热水节能领域。

A comprehensive cooling and heat source supply optimization energy saving system and its control method

The invention discloses a comprehensive cold and heat source supply optimization energy-saving system and its control method, which combines two-stage compression, dynamic energy storage and high-temperature heat pump, adopts regenerative cycle, intercooler cooling, two-stage evaporation and two-stage condensation optimization heat exchange process, and provides users with dynamic ice crystal energy storage, cooling and high-temperature hot water services at the same time through time-sharing and on-demand coupling automatic control method. The invention effectively solves the problem that the same refrigerating unit can not realize conventional refrigeration, dynamic energy storage for cooling and high-temperature heating water at the same time, helps users realize one machine and three uses, saves users' repeated investment in refrigeration and heating equipment, greatly improves the thermal efficiency of energy storage for cooling and heating, and saves users a large amount of air conditioning, hot water investment and use costs. It can be widely used in the field of air conditioning and hot water energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法
本专利技术涉及一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法，涉及到空调及热水节能

技术介绍
在常规制冷系统中，蒸发器蒸发吸热，为用户提供空调及冷冻服务，冷凝器冷凝放热，为用户提供供热服务，由于制冷系统中核心部件压缩机排气与进气的压力之比，简称压缩比，一般其值不能太大（一般不能超过8），因为压缩比过大，会导致压缩机排气温度过高，压缩机运行工况恶劣，机组运行寿命短暂，因此也就制约了单一压缩的制冷系统不可能为用户同时提供较低的冷源与较高的热源。但人们在很多场所，往往都需要供冷的同时又需要大量高温热水（60℃-85℃），同时国家大力提倡电力移峰填谷，出台峰谷电价差的优惠政策，鼓励人们在制冷过程中尽量采用冰蓄能技术，以达到电力资源的优化使用，因此冰蓄能在制冷过程越来越被广泛使用。另外冰蓄能有静态冰蓄冷与动态冰蓄冷之分，动态冰蓄冷由于是冰浆可以直接换热，较静态冰蓄冷先固态冰融化再进行换热，制冷及热交换效率更高，更加节能。同时由于冰蓄冷机组如在非电力谷段停止运行，则造成设备闲置，资源浪费情况明显;如果让冰蓄冷机组在非电力谷段进行运行，由于存在冷量的二次交换及更低的蒸发温度，制冷效率较常规制冷机组偏低，非常不经济。因此市场上急需一种一机三用型的动态蓄能、制冷、高温制热一体化节能系统及其控制方法，在白天峰段时间完全使用晚上谷段时间动态蓄冰时所蓄的冷量，在平段时间采用常规制冷工况，同时在上述两种工况下又能提供高温热水的节能系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，提供了一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法。将双级压缩、动态蓄能及高温热泵相结合，采用回热循环、中间冷却器冷却、二级蒸发及二级冷凝优化换热过程，通过分时按需耦合自动控制方法，为用户同时提供动态冰晶蓄能、供冷与高温热水服务。本专利技术所采取的技术方案是：一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法包括中间冷却器2、回热器3、一级压缩机13、二级压缩机14、蒸发器II11、蒸发器I12、蓄能箱7、高温热水箱16、一级冷凝器15、二级冷凝器20，控制元器件包括：旁通电动阀25、电动三通阀I21、电动三通阀II22、节流阀I4、节流阀II5、流量调节阀24、变流量热水泵17、温度传感器I26、蓄冷量传感器27、时间分段控制器28。所述节能系统设置有一级压缩机13、二级压缩机14、，二级压缩机14旁通回路设置有电动阀25，一级压缩机（13）设置有时间分段控制器（28）。所述节流阀I4与节流阀I5组成制冷系统并联节流机构，制冷剂可分别在蒸发器II11与蒸发器I12中进行蒸发吸热过程，以适应不同的制冷工况。所述制冷剂可分别在一级冷凝器5、二级冷凝器20进行冷凝放热过程，以适应不同的冷凝工况。所述蒸发器II11与蒸发器I12出气口都与回热器3相连通，制冷工质在回热器3中预加热后进入一级压缩机13进气口。所述制冷剂工质一部分经中间冷却器2降温后进入回热器3，一部分经中间冷却器节流阀1节流降压蒸发后与一级压缩机13排气相混合。所述高温热水箱16经变流量热水泵17与一级冷凝器15二次侧相连通，冷却塔18经冷却泵19与二级冷凝器20二次侧相连通，高温热水箱16底部设有温度传感器I26。所述冰晶溶液10由冰晶溶液输送泵6送入蒸发器II11二次侧降温后进入蓄能箱7进行晶体相变储能，蓄能箱7底部设有蓄冷量传感器27。所述冰晶溶液10由融冰泵8泵入融冰热交换器9一次侧进行吸热放冷过程，融冰热交换器9二次侧分别安装有冷冻泵I23与流量调节阀24。所述电动三通阀I21、电动三通阀II22分别与一级冷凝器15与二级冷凝器20一次侧进口及各自的旁通回路进口相连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法,将双级压缩、动态蓄能及高温热泵相结合，采用回热循环、中间冷却器冷却、二级蒸发及二级冷凝优化换热过程，通过分时按需耦合自动控制方法，为用户同时提供动态冰晶蓄能、供冷与高温热水服务。本专利技术有效解决了目前同一台制冷机组不能同时实现常规制冷、动态蓄能供冷及高温供热水问题，帮助用户实现一机三用，节省用户制冷及供热设备重复投资，大大提高蓄能供冷与供热的热效率，为用户节约大量空调、热水投资及使用费用。可广泛应用于空调及热水节能领域。附图说明图1是本专利技术实施例的一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法原理图；图中：中间冷却器节流阀（1）中间冷却器（2）回热器（3）节流阀I（4）节流阀II(5)冰晶溶液输送泵（6）蓄能箱（7）融冰泵（8）融冰热交换器（9）冰晶溶液（10）蒸发器II（11）蒸发器I（12）一级压缩机（13）二级压缩机（14）一级冷凝器（15）高温热水箱（16）变流量热水泵（17）冷却塔（18）冷却泵（19）二级冷凝器（20）电动三通阀I（21）电动三通阀II（22）冷冻泵I(23)流量调节阀（24）旁通电动阀（25）温度传感器I(26)蓄冷量传感器(27)时间分段控制器（28）。具体实施方式如图1所示，本实施例一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法，具体实施方式如下:常规制冷制热工作过程：制冷剂气体至电动三通阀I21，此时电动三通阀I21主路打开，旁路关闭，制冷剂气体进入一级冷凝器15一次侧进行充分放热冷凝，出来的液态制冷剂至电动三通阀II22，此时电动三通阀II22主路关闭，旁路打开，制冷剂不经过二级冷凝器20从旁路通过，然后一部分液态制冷剂经中间冷却器节流阀1节流降压制冷变为低温气体，与一级压缩机13排气混合降温；另一部分液态制冷剂直接进入中间冷却器2降温后进入回热器3，在回热器3中与通过蒸发器蒸发后的低温气体换热后进一步降温，再经节流阀II5节流降压后进入蒸发器I12，此时节流阀I4与蒸发器II11处于不工作状态。液态制冷剂在蒸发器I12内充分吸热蒸发变成气态，进入回热器3预加热升温，再至一级压缩机13进行一级压缩，压缩后中温中压气体与中间冷却器2出来的制冷剂气体混合降温后进入二级压缩机14再次压缩，此时旁通电动阀25关闭，经二次压缩后制冷剂变为高温高压气体，送至电动三通阀I21，进入一级冷凝器15进行冷凝放热，此时三通阀I21主路打开，旁路关闭，如此不断循环;此过程中冷冻水自A进入蒸发器I12二次侧放热降温后，自B端流出向用户提供7℃及以上冷冻水进行制冷。冷却水自高温热水箱16经变流量热水泵17泵入一级冷凝器15二次侧充分吸收制冷工质冷凝热，加热升温到用户所需高温热水的温度，本系统经二级压缩冷凝后在制冷的同时可提供60℃-85℃高温热水。动态蓄能制热工况工作过程：制冷剂气体至电动三通阀I21，此时电动三通阀I21主路打开，旁路关闭，制冷剂气体进入一级冷凝器15一次侧进行充分放热冷凝，出来的液态制冷剂至电动三通阀II22，此时电动三通阀II22主路关闭，旁路打开，制冷剂不经过二级冷凝器20从旁路通过，然后一部分液态制冷剂经中间冷却器节流阀1节流降压制冷变为低温气体，与一级压缩机13出口的制冷剂气体混合降温；另一部分液态制冷剂直接进入中间冷却器2降温后进入回热器3，在回热器3中与通过蒸发器蒸发后的低温气体换热后进一步降温，经节流阀II4节流降压后进入蒸发器II11，此时节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法，其特征在于：包括中间冷却器（2）、回热器（3）、一级压缩机（13）、二级压缩机（14）、蒸发器II（11）、蒸发器I（12）、蓄能箱（7）、冰晶溶液（10)、高温热水箱（16）、一级冷凝器（15）、二级冷凝器（20），控制元器件包括：旁通电动阀（25）、电动三通阀I（21）电动三通阀II（22）、节流阀I（4）、节流阀II(5)、流量调节阀（24)、变流量热水泵（17）、温度传感器I（26）、蓄冷量传感器（27）、时间分段控制器（28）。

【技术特征摘要】
1.一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法，其特征在于：包括中间冷却器（2）、回热器（3）、一级压缩机（13）、二级压缩机（14）、蒸发器II（11）、蒸发器I（12）、蓄能箱（7）、冰晶溶液（10)、高温热水箱（16）、一级冷凝器（15）、二级冷凝器（20），控制元器件包括：旁通电动阀（25）、电动三通阀I（21）电动三通阀II（22）、节流阀I（4）、节流阀II(5)、流量调节阀（24)、变流量热水泵（17）、温度传感器I（26）、蓄冷量传感器（27）、时间分段控制器（28）。2.根据权利要求1所述的一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法其特征在于：系统设置有一级压缩机（13）、二级压缩机（14）、二级压缩机（14）旁通回路设置有旁通电动阀（25）、一级压缩机（13）设置有时间分段控制器（28）。3.根据权利要求1所述的一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法其特征在于：节流阀I（4）与节流阀II(5)共同组成制冷系统节流机构，制冷剂可分别在蒸发器II（11）与蒸发器I（12）中进行蒸发吸热。4.根据权利要求1所述的一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法其特征在于：制冷剂可分别在一级冷凝器（15）、二级冷凝器（20）进行冷凝放热。5.根据权利要求1所述的一种综合冷热源供应优化节能系统及其控制方法其特征在于：蒸发器I...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡祖燕，徐华结，黄木兰，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：珠海冰恬环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44