一种消防水池蓄冷系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种消防水池蓄冷系统及其运行方法，以提高低品位冷源的利用率，提高低温冷机的制冷效率，降低建筑供冷的用电成本，并减少建筑运行供冷过程中碳排放量。具体包括消防水池、第一板式换热器、第二板式换热器、冷却塔、低温冷机和风冷热泵；所述消防水池与所述第一板式换热器的第一介质腔以及所述第二板式换热器的第一介质腔分别连通；所述低温冷机的受热腔与所述第一板式换热器的第二介质腔以及所述冷却塔分别连通；所述低温冷机的放热腔与末端用户、所述第二板式换热器的第二介质腔分别连通；所述风冷热泵与所述第二板式换热器的第二介质腔。热器的第二介质腔。热器的第二介质腔。

【技术实现步骤摘要】
一种消防水池蓄冷系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及消防水池蓄冷，具体涉及一种消防水池蓄冷系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]随着国家“碳达峰、碳中和”政策的提出，各行各业都开始探索减碳途径。据《中国建筑节能年度发展研究报告》中数据统计，建筑运行的总能耗约占全国能源消费总量的21％，人均建筑运行碳排放量约占全国人均总碳排放量的20％，而在建筑运行碳排放构成中，供冷供热碳排放占比很大。因此，减少建筑运行供冷供热过程中的碳排放量极为重要。
[0003]建筑运行还包括建筑消防系统；消防水池是建筑消防系统的重要设施之一，其主要功能是储存消防用水，供消防水泵吸水以扑灭事故火灾。消防水池具有蓄冷能力，但是消防水池的使用属性也决定了其使用频率较低，因此，为了节能减排，可以利用蓄冷系统以及消防水池的蓄冷能力进行蓄冷，以供建筑日间运行供冷。但是，当消防水池中的水温升至10℃
‑
12℃时，由于采用消防水池的低品位冷源已无法直接给末端用户供冷，现有的供冷系统会直接舍弃消防水池的低品位冷源，改为使用低温冷机向用户供冷，这样不但浪费了消防水池中可用的低品位冷源，而且低温冷机的运行效率也较低，此外还增加了用电成本，也增加了制冷过程中的碳排量。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种消防水池蓄冷系统及其运行方法，以提高低品位冷源的利用率，提高低温冷机的制冷效率，降低建筑供冷的用电成本，并减少建筑运行供冷过程中碳排放量。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种消防水池蓄冷系统，其特殊之处在于：包括消防水池、第一板式换热器、第二板式换热器、冷却塔、低温冷机和风冷热泵；
[0006]所述消防水池与所述第一板式换热器的第一介质腔以及所述第二板式换热器的第一介质腔分别连通；
[0007]所述低温冷机的受热腔与所述第一板式换热器的第二介质腔以及所述冷却塔分别连通；
[0008]所述低温冷机的放热腔与末端用户、所述第二板式换热器的第二介质腔分别连通；
[0009]所述风冷热泵与所述第二板式换热器的第二介质腔。
[0010]进一步地，所述消防水池外设置有保温层。
[0011]进一步地，所述消防水池与所述第一板式换热器的第一介质腔连通的管路上设置有第一水泵；
[0012]所述消防水池与所述第二板式换热器的第一介质腔连通的管路上设置有第二水泵；
[0013]所述低温冷机的放热腔与末端用户连通的管路上设置有第三水泵；
[0014]所述低温冷机与所述第一板式换热器的第二介质腔连通的管路上设置有第四水泵；
[0015]所述低温冷机的受热腔与所述冷却塔连通的管路上设置有第五水泵；
[0016]所述风冷热泵与所述第二板式换热器的第二介质腔连通的管路上设置有第六水泵。
[0017]本专利技术还提供了一种消防水池蓄冷系统的运行方法，基于上述的消防水池蓄冷系统，其特殊之处在于，所述蓄冷系统在按以下ABCA或ABA的方式运行：
[0018]A、冷机蓄冷：
[0019]在谷值电价供电期间且消防水池的水温高于第一设定温度时，风冷热泵通过第二板式换热器向所述消防水池蓄冷，直至所述消防水池的水温低至第一设定温度；谷值电价即电价为最低值；
[0020]B、消防水池直供冷：
[0021]末端用户需要供冷且所述消防水池的水温位于第一设定温度和第二设定温度之间时，所述消防水池通过所述第二板式换热器向末端用户供冷，直至所述消防水池的水温达到所述第二设定温度；所述第二设定温度高于第一设定温度；
[0022]C、消防水池和冷却塔并联供冷：
[0023]末端用户需要供冷，所述消防水池的水温高于所述第二设定温度且所述冷却塔中的水温高于所述消防水池的水温时，所述冷却塔中的冷却水在第一板式换热器与所述消防水池中的水进行冷热交换后，再通过低温冷机向末端用户供冷。
[0024]进一步地，所述第一设定温度为4
‑
6℃；
[0025]所述第二设定温度为10
‑
12℃。
[0026]进一步地，所述第一设定温度为5℃；
[0027]所述第二设定温度为10℃。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]1、本专利技术提供的消防水池蓄冷系统为消防水池设置了风冷热泵和第二板式换热器，由于夜间通常为谷值电价，其用电成本较低，而日间通常为峰值电价，因此可以在夜间通过风冷热泵和第二板式换热器共同作用向消防水池先进行蓄冷，然后在日间末端用户需要供冷时，可以直接通过消防水池所蓄冷源向末端用户进行供冷，而无需在日间峰值电价期间使用低温冷机向末端用户供冷，这样能够非常有效的节省建筑供冷的用电成本。
[0030]2、本专利技术提供的消防水池蓄冷系统既能够单独通过消防水池向末端用户直接供冷，还可以通过消防水池和冷却塔并联运行向末端用户供冷。通过消防水池向末端用户直接供冷，其冷源全部直接来自于消防水池所蓄冷源，随着消防水池内冷源的逐渐消耗，当消防水池内的温度高于第二设定温度且冷却塔中的水温高于消防水池的水温时，冷却塔可以先和消防水池中的低品位冷源进行冷热交换，再进入低温冷机，通过低温冷机向末端用户供冷，这样既能够继续使用消防水池的低品位冷源，提高消防水池内冷源的利用率，同时还能够提高低温冷机的制冷效率，减少建筑运行供冷过程中的碳排放量。
[0031]3、本专利技术提供了两种运行方式，即ABCA运行方式和ABA运行方式；当消防水池在谷值电价期间(通常为夜间)所蓄冷源足够峰值电价期间(通常为日间)建筑运行供冷时，例如初夏或夏末，则采用ABA的方式向用户供冷即可；当消防水池在谷值电价期间所蓄冷源不够
峰值电价期间建筑运行供冷时，例如三伏天，则可以采用ABCA的方式向用户，两种方式根据实际气温进行切换，大大减少了低品位冷源的浪费，提高了消防水池中冷源的利用率，提高了低温冷机的制冷效率，节省了用电成本，并减少了碳排放量。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例提供的一种消防水池蓄冷系统的结构示意图；
[0033]图2是本专利技术一种消防水池蓄冷系统在A运行方式下的结构示意图；
[0034]图3是本专利技术一种消防水池蓄冷系统在B运行方式下的结构示意图；
[0035]图4是本专利技术一种消防水池蓄冷系统在C运行方式下的结构示意图。
[0036]附图标号：
[0037]1‑
第一板式换热器，11
‑
第一板式换热器第二介质腔的第一接口，12
‑
第一板式换热器第二介质腔的第二接口，2
‑
第二板式换热器，21
‑
第二板式换热器第二介质腔的第一接口，22
‑
第二板式换热器第二介质腔的第二接口，3
‑
冷却塔，31
‑
冷却塔的冷端接口，32
‑
冷却塔的热端接口，4
‑
低温冷机，41
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消防水池蓄冷系统，其特征在于：包括消防水池、第一板式换热器(1)、第二板式换热器(2)、冷却塔(3)、低温冷机(4)和风冷热泵(5)；所述消防水池与所述第一板式换热器(1)的第一介质腔以及所述第二板式换热器(2)的第一介质腔分别连通；所述低温冷机(4)的受热腔与所述第一板式换热器(1)的第二介质腔以及所述冷却塔(3)分别连通；所述低温冷机(4)的放热腔与末端用户、所述第二板式换热器(2)的第二介质腔分别连通；所述风冷热泵(5)与所述第二板式换热器(2)的第二介质腔。2.根据权利要求1所述的消防水池蓄冷系统，其特征在于：所述消防水池外设置有保温层。3.根据权利要求1或2所述的消防水池蓄冷系统，其特征在于：所述消防水池与所述第一板式换热器(1)的第一介质腔连通的管路上设置有第一水泵(6)；所述消防水池与所述第二板式换热器(2)的第一介质腔连通的管路上设置有第二水泵(7)；所述低温冷机(4)的放热腔与末端用户连通的管路上设置有第三水泵(8)；所述低温冷机(4)的受热腔与所述第一板式换热器(1)的第二介质腔连通的管路上设置有第四水泵(9)；所述低温冷机(4)与所述冷却塔(3)连通的管路上设置有第五水泵(10)；所述风冷热泵(5)与所述第二板式换热器(2)的第二介质腔连通的管路上设置有第六水泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，阴勇光，王晶轩，
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：