水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统及其运行方法。该系统包括：并联设置的第一、第二制冷机组（7）、（8）和制冰晶机组（11）；与冷冻水管连接的分水器（10）、多个风机盘管（9）以及通过回水管与制冷机组相连接的集水器（6）；还包括一个与所述第一、第二制冷机组并联布置的蓄冷水池（3）和一个与蓄冷水池并联布置的冰晶池（1），蓄冷水和冰晶水溶液分别通过板式换热器（12、13）与空调冷冻水进行换热，各连接管道之间通过电控阀门和水泵连接。本发明专利技术不仅可以保证空调系统中主机满负荷运行，同时实现了电量的移峰填谷，降低了使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制冷设备，尤其涉及一种。
技术介绍
目前，我国中央空调系统能耗占整个建筑能耗的40% 60%，随着全球节能减排问题的不断紧迫，中央空调系统高效使用成为建筑节能减排的主要措施，影响中央空调系统效率的因素主要是用户负荷不断变化，导致中央空调机组负荷的变化，而中央空调系统机组在满负荷情况下运行其效率是最高的。针对这一问题，中国专利号200820091877.6的“多次水蓄冷式中央空调系统”提出了一种解决方案，但上述专利所提及的中央空调系统在只利用建筑物自身的消防水池蓄冷时，不能保证夜间谷电价时段被充分利用来进行蓄冷，未被利用的谷电价时段则是巨大的浪费。
技术实现思路
本专利技术提出一种，该系统和方法可以使中央空调系统机组高效运行并使用移峰填谷的电量，有效地节约空调使用的成本。本专利技术提出的水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统包括:并联设置的第一制冷机组、第二制冷机组和制冰晶机组；与冷冻水管连接的分水器、多个风机盘管以及通过回水管与制冷机组相连接的集水器；还包括一个与所述第一、第二制冷机组并联布置的蓄冷水池和一个与蓄冷水池并联布置的冰晶池，蓄冷水和冰晶水溶液分别通过板式换热器与空调冷冻水进行换热，各连接管道之间通过电控阀门和水泵连接。本专利技术还提出一种水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统的运行方法，所述的方法按照以下五种模式运行:制冷机组直接供冷模式、单一蓄冷模式、边蓄冷边供冷模式、单一放冷模式、放冷及主机供冷的联合供冷模式。与现有技术相比，本专利技术提出的，不仅可以保证中央空调机组满负荷运行，同时也充分利用了夜间相对便宜的谷电电价，实现了中央空调系统满负荷运行和对用电量的移峰填谷、填平的双重作用。附图说明图1是本专利技术的系统示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提出的水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统包括并联设置的第一和第二制冷机组7、8和制冰晶机组11，与冷冻水管连接的分水器10，与分水器相连的多个风机盘管9以及通过回水管与制冷机组相连接的集水器6，还包括一个与所述制冷机组并联布置的蓄冷水池3和一个与蓄冷水池并联布置的冰晶池I。蓄冷水池3 —般为建筑物的消防水池，为开式的，也可以是闭式的，蓄冷水池布置上布水器4和下布水器5。冰晶池I是封闭的，内部存放乙二醇水溶液，冰晶池顶部有一个机械搅拌杆2用来搅拌生成的冰晶，使其不凝结成大块冰，蓄冷水和冰晶水溶液分别通过板式换热器12、13与空调冷冻水进行换热，经过板式换热器的蓄冷水和冰晶水溶液的流量分别通过变频泵P5、P4进行调节，冷冻水流量通过变频泵P6进行调节。第一、第二制冷机组7、8中的任意一台或两台为蓄冷水池3提供冷量，其进口设有克服制冷机和蓄冷水池阻力的水泵P3。在放冷过程中，第一、第二制冷机组7、8与板式换热器12、13并联布置，板式换热器12、13也为并联布置。空调冷冻水与蓄冷水池3中的冷水在板式换热器12中进行换热，与冰晶池I中的冰晶水溶液在板式换热器13中进行换热。本专利技术不仅采用了水蓄冷方式，在水蓄冷基础上并联了一套冰晶蓄冷系统，白天用户负荷需求较小时，制冷机组负荷大于用户负荷，则多余部分负荷用于水蓄冷，当用户负荷需求较大时，制冷机组负荷小于用户负荷，则不足部分用蓄冷水或冰晶蓄冷进行补充，水蓄冷过程每天可重复多次，使机组始终在满负荷下运行，从而保证机组高效运行。而在夜间主要为谷电价时段，由于水蓄冷属于显热蓄冷，蓄冷密度小，蓄冷体积需求大，蓄冷水池一般为建筑物消防水池，体积已经限定，故水蓄冷蓄冷时间较短，利用夜间谷电价时段非常有限，不能全部将其利用，而冰晶蓄冷属于潜热蓄冷，蓄冷密度大，故增加冰晶蓄冷系统进而可以充分利用夜间谷电价时段进行冷量蓄存。由于冰晶蓄冷机组能效较常规空调机组低，在峰电、平电时段运行不经济，故冰晶蓄冷主要用于夜间谷电价时段。多次水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统，对比常规中央空调系统初投资有所增加，但可相应减小制冷主机容量，白天不足负荷可以由冰晶蓄冷系统所蓄冷量进行补充，与单一水蓄冷系统相比，不仅弥补了水蓄冷蓄冷密度小的缺陷，同时也将白天的高峰电价转移到夜间的低谷电价，降低了空调系统的平均电价。其运行费用的降低远远高于初投资的增加，从长远看，由于多次水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统可以将用电量均匀化，即移峰填谷，故其对电厂能耗的降低是有一定作用的。本专利技术提出的水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统在运行时，可以分为机组直接供冷模式、单一蓄冷模式、边蓄冷边供冷模式、单一放冷模式、放冷及主机供冷的联合供冷模式等五种运行模式，其中可根据日间不同时段的平谷电价时段进行多次水蓄冷。其运行方法如下:(I)机组直接供冷模式第一制冷机组直接供冷工况:开启阀门V1、V7、V11和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。空调冷冻水从集水器(6)经水泵P2作用，经阀门Vl进入第一制冷机组(7)制冷，制冷后低温冷冻水经阀门V7进入分水器(10)供用户制冷。第二制冷机组直接供冷工况:开启阀门V4、V8、V12和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。空调冷冻水从集水器(6)经水泵P2作用，经阀门V4进入第二制冷机组(8)制冷，制冷后低温冷冻水经阀门V8进入分水器(10)供用户制冷。第一、第二制冷机组同时直接供冷工况:开启阀门V1、V4、V7、V8、V11、V12和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。其运行方式为前述第一制冷机组直接供冷与第二制冷机组直接供冷两种运行方式的并联。(2)单一蓄冷模式第一制冷机组水蓄冷工况:开启阀门V2、V9、V11和水泵P3、P7，其它阀门和水泵均关闭。蓄冷水池(3)上部的高温水从上布水器(4)经水泵P3作用，经阀门V2进入第一制冷机组(7)制冷，制冷后低温冷水经阀门V9从蓄冷水池(3)下部的下布水器(5)返回蓄冷水池进行水蓄冷。第二制冷机组水蓄冷工况:开启阀门V3、V10、V12和水泵P3、P7，其它阀门和水泵均关闭。蓄冷水池(3)上部的高温水从上布水器(4)经水泵P3作用，经阀门V3进入第二制冷机组(8)制冷，制冷后低温冷水经阀门VlO从蓄冷水池(3)下部的下布水器(5)返回蓄冷水池进行水蓄冷。冰晶蓄冷工况:开启阀门V13、V14和水泵P1、P7，其它阀门和水泵均关闭。冰晶池Cl)内部的乙二醇水溶液从底部经水泵Pl作用，经阀门V14进入制冰晶主机(11)制取冰晶，制得的冰晶从冰晶池(I)上部返回进行冰晶蓄冷。 (3)边蓄冷边供冷模式第一制冷机组边蓄冷边供冷工况:开启阀门V2、V5、V6、V9、VI1、V17和水泵P3、P5、P6、P7，其它阀门和水泵均关闭。从第一制冷机组(7)制得的冷水经阀门V9 —部分进入蓄冷水池(3)蓄冷，一部分经阀门V6进入板式换热器A (12)向用户侧进行放冷，蓄冷水池(3)上部高温水与板式换热器A (12)换热后的高温水汇合经水泵P3作用，经阀门V2进入第一制冷机组(7)被制冷。空调冷冻水从集水器(6)经阀门V17进入板式换热器A (12)与放冷水换热，换热后低温冷冻水进入分水器(10)供用户制冷。蓄冷、放冷量由变频水泵P5、P6根据温度进行控制。第二制冷机组边蓄冷边供冷工况:开启阀门V3、V5、V6、V10、V12、V17和水泵P3、P5、P6、P7，其它阀门和水泵均关闭。从第二制冷机组(8)制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统，其特征在于：包括并联设置的第一制冷机组（7）、第二制冷机组（8）和制冰晶机组（11）；与冷冻水管连接的分水器（10）、多个风机盘管（9）以及通过回水管与制冷机组相连接的集水器（6）；还包括一个与所述第一、第二制冷机组并联布置的蓄冷水池（3）和一个与蓄冷水池并联布置的冰晶池（1），蓄冷水和冰晶水溶液分别通过板式换热器（12、13）与空调冷冻水进行换热，各连接管道之间通过电控阀门（V1‐V17）和水泵（P1‐P7）连接。

【技术特征摘要】
1.一种水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统，其特征在于:包括并联设置的第一制冷机组(7 )、第二制冷机组(8 )和制冰晶机组(11);与冷冻水管连接的分水器(10 )、多个风机盘管(9)以及通过回水管与制冷机组相连接的集水器(6);还包括一个与所述第一、第二制冷机组并联布置的蓄冷水池(3)和一个与蓄冷水池并联布置的冰晶池(I )，蓄冷水和冰晶水溶液分别通过板式换热器(12、13)与空调冷冻水进行换热，各连接管道之间通过电控阀门(V1- V17)和水泵(Pl - P7)连接。2.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于:所述的冰晶池(I)采用封闭系统，其顶部设有一个机械式搅拌杆(2)，用于防止冰晶池结成大的冰块。3.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于:所述的蓄冷水池(3)采用开式或闭式结构，内部设有上布水器(4 )和下布水器(5 )。4.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于:所述的风机盘管(9)采用逆流高效空调末端系统，冷冻水供、回水温度为irC /16°C。5.一种水蓄冷与冰晶蓄冷并联式中央空调系统的运行方法，其特征在于，所述的方法按照以下五种模式运行:制冷机组直接供冷模式、单一蓄冷模式、边蓄冷边供冷模式、单一放冷模式、放冷及主机供冷的联合供冷模式。6.根据权利要求5所述的运行方法，其特征在于，所述的制冷机组直接供冷模式包括以下三种工况: 第一制冷机组直接供冷工况:开启阀门V1、V7、V11和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。空调冷冻水从集水器(6)经水泵P2作用，经阀门Vl进入第一制冷机组(7)制冷，制冷后低温冷冻水经阀门V7进入分水器(10)供用户制冷； 第二制冷机组直接供冷工况:开启阀门V4、V8、V12和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。空调冷冻水从集水器(6)经水泵P2`作用，经阀门V4进入第二制冷机组(8)制冷，制冷后低温冷冻水经阀门V8进入分水器(10)供用户制冷； 第一、第二制冷机组同时直接供冷工况:开启阀门V1、V4、V7、V8、VI1、V12和水泵P2、P7，其它阀门和水泵均关闭。其运行方式为前述第一制冷机组直接供冷与第二制冷机组直接供冷两种运行方式的并联。7.根据权利要求5所述的运行方法，其特征在于，所述的单一蓄冷模式包括以下三种工况: 第一制冷机组水蓄冷工况:开启阀门V2、V9、Vll和水泵P3、P7，其它阀门和水泵均关闭。蓄冷水池(3)上部的高温水从上布水器(4)经水泵P3作用，经阀门V2进入第一制冷机组(7)制冷，制冷后低温冷水经阀门V9从蓄冷水池(3)下部的下布水器(5)返回蓄冷水池进行水蓄冷； 第二制冷机组水蓄冷工况:开启阀门V3、V10、V12和水泵P3、P7，其它阀门和水泵均关闭。蓄冷水池(3)上部的高温水从上布水器(4)经水泵P3作用，经阀门V3进入第二制冷机组(8 )制冷，制冷后低温冷水经阀门VlO从蓄冷水池(3 )下部的下布水器(5 )返回蓄冷水池进行水蓄冷； 冰晶蓄冷工况:开启阀门V13、V14和水泵P1、P7，其它阀门和水泵均关闭。冰晶池(I)内部的乙二醇水溶液从底部经水泵Pl作用，经阀门V14进入制冰晶主机(11)制取冰晶，制得的冰晶从冰晶池(I)上部返回进行冰晶蓄冷。8.根据权利要求5所述的运行方法，其特征在于，所述的边蓄冷边供冷模式包括以下六种工况: 第一制冷机组边蓄冷边供冷工况:开启阀门V2、V5、V6、V9、Vl 1、Vl7和水泵P3、P5、P6、P7，其它阀门和水泵均关闭。从第一制冷机组(7)制得的冷水经阀门V9 —部分进入蓄冷水池(3)蓄冷，一部分经阀门V6进入板式换热器A (12)向用户侧进行放冷，蓄冷水池(3)上部高温水与板式换热器A (12)换热后的高温水汇合经水泵P3作用，经阀门V2进入第一制冷机组(7)被制冷。空调冷冻水从集水器(6)经阀门V17进入板式换热器A (12)与放冷水换热，换热后低温冷冻水进入分水器(10)供用户制冷。蓄冷、放冷量由变频水泵P5、P6根据温度进行控制； 第二制冷机组边蓄冷边供冷工况:开启阀门V3、V5、V6、V10、V12、V17和水泵P3、P5、P6、P7，其它阀门和水泵均关闭。从第二制冷机组(8)制得的冷水经阀门VlO —部分进入蓄冷水池(3)蓄冷，一部分经阀门V6进入板式换热器A (12)向用户侧进行放冷，蓄冷水池(3)上部高温水与板式换热器A (12)换热后的高温水汇合经水泵P3作用，经阀门V3进入第二制冷机组(8)被制冷。空调冷冻水从集水器(6)经阀门V17进入板式换热器A (12)与放冷水换热，换热后低温冷冻水进入分水器(10)供用户制冷。蓄冷、放冷量由变频水泵P5、P6根据温度进行控制； 第一制冷机组水蓄冷第二制冷机组供冷工况:开启阀门V2、V4、V8、V9、VI1、V12和水泵P2、P3、P7，其它阀门和水泵均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春生，姚博，朱彤，宋旭，
申请(专利权)人：深圳市中鼎空调净化有限公司，
类型：发明
国别省市：