CN101858624B - 多联变流量户式水系统中央空调 - Google Patents

Abstract

一种多联变流量户式水系统中央空调，储能水箱与各室内末端及其间的管道构成闭式水系统，储能水箱的出水口先连接恒压变频装置再经管道分别连接到各室内末端的进水口，各室内末端出水口的出水管上均设有电动阀；储能水箱的出水口与恒压变频装置之间的管道还经分支管道连接到定压膨胀水箱，定压膨胀水箱的液位高于闭式水系统中液位的最高点，定压膨胀水箱在给系统进行自动补水的同时，还起到了恒定恒压变频装置进水口压力的作用，可以根据室内机组的工作状态自动开启或停止恒压变频装置，达到节能降耗的目的，还有效减少热泵机组在室内机小负荷状况下的频繁启、停现象，从而减少热泵机组的运行能耗，同时延长机组的使用寿命。

Description

多联变流量户式水系统中央空调

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体是涉及一种适用于独立家庭或其他小型场所的多联变流量户式水系统中央空调。

背景技术

随着经济和技术的快速发展，中央空调的应用已突破了传统应用场所，如大型公共性、生产性及商业性建筑领域，而快速进入高档住宅以及其它所有对空间环境有较高要求的场所。中央空调以其特有的舒适性以及与室内外空间环境的协调性为越来越多的人们所接受。

户式中央空调即小型中央空调，其继承了中央空调的舒适性、美观性以及家用空调方便的操控性、灵活性；同时又克服了大型中央空调系统组成复杂、能耗大、操控专业性强、维护费用高等缺点。由于户式中央空调特有的优越性，已在越来越多的大型多层或多功能建筑中得以广泛采用。

户式中央空调在国内的应用、发展大约经历了10年左右的时间。在我国除了北方及其它冬季寒冷地区(-5℃以下)外，大多采用热泵空调形式，而热泵空调又大致可分为以下几种形式：风冷热泵水系统、风冷热泵氟系统、地源热泵水系统、地源热泵氟系统。

现有户式水系统空调一般以热泵主机为空调系统冷(热)源，根据不同区域的冷热负荷及建筑、装修特点进行末端设备的选型、配置及水、风系统设计，以水为介质通过冷(热)媒水泵构成系统制冷(热)循环。但由于户式空调其使用环境的特殊性，设计者必须综合考虑以下方面：室内同时使用概率低的运行特点、降低初投资的要求、减少日常运行过程中由于“大马拉小车”现象而产生的系统能耗等，故在系统设计时主机和末端的配置均坚持“小马拉大车”的匹配原则，为了同时兼顾空调主机的最小水流量限制，末端设备通过电动二通阀结合部分电动三通阀的设置，来粗略的平衡系统水流量成为广泛采用的现行设计手段。但由于电动三通阀安装的复杂性以及诸多使用隐患等原因，致使实际工程中较少采用，而更多的是采用只设置部分电动二通阀的方法。

深入分析现有系统的设计方案特点并结合实际应用现状，不难发现现有系统明显存在以下问题：

a.热泵主机存在最小水流量限制，故恒流量泵不能平衡或满足各种使用组合下的末端设备流量需求，既无法保证空调的最佳效果也无法实现系统的节能运行。

b.户式中央空调经常处于超低负荷运行状态下，故隐含了大量的无“功”消耗，具体表现如下：I“大马拉小车”的水泵耗功；II冷(热)媒水在非工作末端设备中过流产生的冷(热)耗散。

c.“大马拉小车”状况下，由于户式空调水系统容量小而导致主机产生频繁启、停现象，致使：I由于介质水温波动大导致空调舒适性下降；II大功率主机的频繁启停增大了运行功耗，以及影响主机的稳定性和使用寿命。

d.冷媒水在非工作末端设备中的过流在夏季高温、高湿环境下存在极大的凝结水隐患。

e.由于户式空调系统小(压差变化小)、室内使用负荷变化大、以及空调主机与室内负荷特殊的配置关系，致使常规空调工程中采用的压差旁通等变流量技术在此类系统中无法采用。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种能实时调节空调系统中介质水的流量，实现动态节流，避免无功耗散，同时大幅度提升空调舒适度、增加设备运行稳定性的户式水系统中央空调。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种多联变流量户式水系统中央空调，包括热泵机组，热泵机组经管道连接到储能水箱，储能水箱的出水口经管道分别连接到各室内末端的进水口，各室内末端的出水口均经管道连接到储能水箱的回水口，储能水箱与各室内末端及其间的管道构成闭式水系统，所述储能水箱的出水口先连接恒压变频装置再经管道分别连接到各室内末端的进水口，各室内末端出水口的出水管上均设有电动阀；所述储能水箱的出水口与恒压变频装置之间的管道还经分支管道连接到定压膨胀水箱，定压膨胀水箱的液位高于闭式水系统中液位的最高点，定压膨胀水箱在给系统进行自动补水的同时，还起到了恒定恒压变频装置进水口压力的作用，设定压膨胀水箱的液位与恒压变频泵进水口之间的高度差为H，则恒压变频泵进水口处的压力F＝ρgH，ρ为水的密度，g为重力常数，所以恒压变频装置进水口处的压力F由定压膨胀水箱液位的高度设定为固定值；各室内末端上的电动阀经信号线连接到联机控制器，恒压变频装置也经信号线连接到联机控制器，联机控制器通过自动采集电动阀的工作信号，准确判断各室内末端的工作状态，进而控制恒压变频装置的开启与关闭，即：当其中任一电动阀处于开启状态时，联机控制器则输出恒压变频装置的启动信号，使其处于工作状态；当所有电动阀均处于关闭状态时，联机控制器则取消恒压变频装置工作信号，使其停止工作。这样可以根据室内机组的工作状态自动开启或停止恒压变频装置，达到节能降耗的目的。

作为优选，所述恒压变频装置由恒压变频泵构成，恒压变频泵包括水泵、变频控制柜及压力传感器等部分，变频控制柜以被设定的水泵出口压力值为恒定目标，自动输出水泵的运行频率，动态满足空调各种运行状况下的介质水流量需求，从而在充分保证空调效果的前提下实现系统的节能运行。

作为优选，所述恒压变频装置与其后出水方向的管道之间设有压力传感器，压力传感器采集出水管道压力后经信号线反馈给恒压变频装置，这样可以进一步调节恒压变频装置的最佳运行参数。

热泵机组自动切换运行模式(制冷、制热、热回收等)，使得储能水箱里面的水经管道进入到热泵机组的蒸发器或冷凝器进行换热，并将恒温介质水存储在储能水箱中，然后由恒压变频泵将介质水输送到各室内末端。通过设置中间储能水箱，实现了热泵机组向室内间接供冷(热)的方法，为恒压变频装置实时调节系统内介质水的流量打下了基础，设置的定压膨胀水箱既起到自动补水、承担介质水受热膨胀的作用，还兼起恒压变频泵泵前定压的作用，为恒定泵出口压力实现恒压变频创造条件，扩大了系统的水容量，提升了系统的制冷或制热稳定性，而且还可以减少热泵机组在室内机小负荷状况下的频繁启、停现象，进而减少热泵机组的运行能耗，同时还延长机组的使用寿命。

以保证整个系统最不利环路室内机的额定流量时的系统全程阻力损失ΔP为恒压依据，则恒压变频装置的出口压力P＝F+ΔP，恒压变频装置的出口压力P设为恒定值，当室内末端开启的数量或流量需求发生变化时，恒压变频装置的出口实际压力便会产生变化趋势：当室内末端开启的数量增加或对流量需求增大时，则恒压变频装置的出口实际压力会产生下降趋势，此时恒压变频装置需通过增频来满足出口压力的设定值，直至恒压变频装置的出口实际压力达到设定值P，并始终保持动态平衡；当室内末端开启的数量减少或对流量需求减少时，恒压变频装置的出口实际压力会产生增大趋势，此时恒压变频装置通过减频来满足出口压力的设定值，直至恒压变频装置的出口实际压力降低到设定值P，并始终保持动态平衡。

综上所述，本发明通过恒压变频装置实时调节空调系统中介质水的流量，具有实现动态节流、避免无功耗散的有益效果；同时还可以有效减少热泵机组在室内末端小负荷状况下的频繁启、停现象，从而减少热泵机组的运行能耗，同时延长机组的使用寿命。本发明结构简单、设计合理。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：参看图1，本发明热泵机组1自动切换运行模式(制冷、制热、热回收等)，使得储能水箱3里面的水经管道进入到热泵机组1的蒸发器或冷凝器进行换热，并将恒温介质水存储在储能水箱3中，储能水箱3的出水口先连接恒压变频装置5再经管道分别连接到各室内末端2的进水口，各室内末端2的出水口均经管道连接到储能水箱3的回水口，其中储能水箱3与各室内末端2及其间的管道构成闭式水系统。

储能水箱3的出水口与恒压变频装置5之间的管道还经分支管道连接到定压膨胀水箱4，定压膨胀水箱4的液位高于闭式水系统中液位的最高点，定压膨胀水箱4在给系统进行自动补水的同时，还起到了恒定恒压变频装置进水口压力的作用，设定压膨胀水箱的液位与恒压变频装置进水口之间的高度差为H，则恒压变频装置进水口处的压力F＝ρgH，ρ为水的密度，g为重力常数，所以恒压变频装置进水口处的压力F由定压膨胀水箱的液位高度设定为固定值。

各室内末端2出水口的出水管上均设有电动阀7，其中恒压变频装置5为恒压变频泵，恒压变频泵由水泵、变频控制柜及压力传感器等部分构成，变频控制柜以被设定的水泵出口压力值为恒定目标，自动输出水泵的运行频率，动态满足空调各种运行状况下的介质水流量需求，从而在充分保证空调效果的前提下实现系统的节能运行。

恒压变频装置5与其后出水方向的管道之间设有压力传感器8，压力传感器8采集出水管道压力后经信号线反馈给恒压变频装置5，这样可以进一步调节恒压变频装置的最佳运行参数。

各室内末端2的电动阀7经信号线连接到联机控制器6，恒压变频装置5也经信号线连接到联机控制器6，联机控制器6通过自动采集电动阀7的工作信号，准确判断各室内末端2的工作状态，进而控制恒压变频装置5的开启与关闭，即：当其中任一电动阀处于开启状态时，联机控制器则输出恒压变频泵的启动信号，使其处于工作状态；当所有电动阀均处于关闭状态时，联机控制器则取消恒压变频泵工作信号，使其停止工作。这样可以根据室内末端的工作状态自动开启或停止恒压变频泵，达到了节能降耗的目的。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种多联变流量户式水系统中央空调，包括热泵机组(1)，热泵机组(1)经管道连接到储能水箱(3)，储能水箱(3)的出水口经管道分别连接到各室内末端(2)的进水口，各室内末端(2)的出水口均经管道连接到储能水箱(3)的回水口，储能水箱(3)与各室内末端(2)及其间的管道构成闭式水系统，其特征在于所述储能水箱(3)的出水口先连接恒压变频装置(5)再经管道分别连接到各室内末端(2)的进水口，各室内末端(2)出水口的出水管上均设有电动阀(7)；所述储能水箱(3)的出水口与恒压变频装置(5)之间的管道还经分支管道连接到定压膨胀水箱(4)，定压膨胀水箱(4)的液位高于闭式水系统中液位的最高点；各室内末端(2)上的电动阀(7)经信号线连接到联机控制器(6)，恒压变频装置(5)也经信号线连接到联机控制器(6)；其中所述恒压变频装置(5)由恒压变频泵构成。

2.根据权利要求1所述的多联变流量户式水系统中央空调，其特征在于所述恒压变频装置(5)与其后出水方向的管道之间设有压力传感器(8)，压力传感器(8)采集出水管道压力后经信号线反馈给恒压变频装置(5)。

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