CN102072542A - 一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统 - Google Patents

一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统 Download PDF

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Abstract

一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统，包括单工况冷机、双工况冷机、换热器、蓄冷装置、水泵、阀门等，通过中间配管连接，通过制冷系统内各制冷装置的串联使用和不同功能空调末端水系统的串联使用，真正实现空调系统中能量的梯度利用，达到节能和降低投资的目的，仅用一套水系统方便地实现不同功能空调末端及参数的供水需求，并结合蓄冷空调技术，有效地利用低温冷水，大幅度地提高供、回水温差，降低输送能耗；同时，有效地减少了制冷主机容量，充分利用电网峰、谷电价差，降低空调运行费用，本发明既满足了系统大温差的需求，又相应地提高了制冷效率，降低了系统的初投资，又提高了能源的利用效率、降低了运行能耗。

Description

一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统
技术领域
本发明涉及空调制冷技术领域，具体涉及一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统。
背景技术
目前，空调领域空气的处理形式主要有热、湿联合处理和温、湿度独立处理两种形式，这两种空气的处理形式所对应的空调末端设备，要求不同的冷冻水供水和回水温度。为了满足空调区域内不同末端设备对供水和回水温度的需求，现阶段一般的做法主要有以下两种：
1、系统设置一套水管路系统，两类末端设备并联运行，空调制冷系统的供水温度均采用常规冷凝除湿所需的处理温度，一般为7℃，在满足热、湿联合处理或湿处理末端设备供水温度的同时，另一类仅进行热和温度处理的显热末端设备，采用设置中间换热或末端混水泵的方式为其提供较高温度的冷水，一般为13℃～18℃。
2、系统设置二套水管路系统和空调制冷系统，分别满足以上两类空调末端设备对供水温度的不同需求。
目前，空调制冷系统通常为单级冷机系统，蓄冷空调系统有二级串联的系统，即蓄冰槽与冷机串联，极个别常规空调制冷系统也有二级冷机串联的系统。
对于制冷站和空调末端有一定距离的大型工程项目，上述的两种空调末端系统形式存在系统初投资高、制冷效率低或因温差小导致输送能耗大等不足处。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统，既满足了系统大温差的需求，又相应地提高了制冷效率，降低了系统的初投资，又提高了能源的利用效率、降低了运行能耗。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统，包括单工况冷机1，单工况冷机1的输出依次通过第一三通阀门11的直通、第二三通阀门12的直通和蓄冷装置4的第一入口管路联通，蓄冷装置4的第一出口依次通过空调水泵8、第三三通阀门13的直通、初级用户5、第四三通阀门14的直通、次级用户6、第五三通阀门15的直通和单工况冷机1的输入管路联通，双工况冷机2的输出通过第一阀门9和蓄冷装置4的蓄冷管16的输入管路联通，蓄冷管16的输出通过溶液泵7和双工况冷机2的输入管路联通，换热器3的第一输入和第一三通阀门11的旁通联通，换热器3的第一输出和第一三通阀门11的直通与第二三通阀门12的直通之间的管路联通，换热器3的第二输入通过第二阀门10和第一阀门9与双工况冷机2之间的管路联通，换热器3的第二输出和蓄冷装置4与溶液泵7之间的管路联通，换热器3的第一输入和第一输出为一个回路，换热器3的第二输入和第二输出为一个回路，第二三通阀门12的旁通和蓄冷装置4的第一输出与空调水泵8之间的管路联通，第三三通阀门13的旁通和初级用户5与第四三通阀门14的直通之间的管路联通，第四三通阀门14的旁通和次级用户6与第五三通阀门15的直通之间的管路联通，第五三通阀门15的旁通和单工况冷机1与第一三通阀门11的直通之间的管路联通。
本发明具有以下特点和有益效果：
(1)本发明是基于(
Figure BSA00000427351600031
)经济学优化的科学用能原理，通过制冷主机的多级串联制冷和空调末端设备的逐级用冷，在空调用户侧加大使用温差，即提高回水温度，在空调制冷侧加大供水温差，即降低供水温度，从而减少系统的水流量，使空调冷冻输配水系统的初投资降低，同时，降低水系统泵的输送能耗；
(2)回水温度的提高，减小了冷冻水和环境之间的温差，从而减小了输配管道上的冷量损耗，当系统规模越大、输配距离越远时，这一优势将体现的更加明显；
(3)回水温度的升高也提高了单工况冷水机组1的性能系数COP，即提高了能源利用效率；
(4)结合蓄冷技术，有效地利用低温冷水，大幅度地提高供、回水温差，降低输送能耗；既能平衡电网峰、谷负荷，减少制冷主机容量，减少空调系统电力增容费和供配电设施费，又可有效利用电网的峰、谷电价差，降低空调制冷运行费用；
(5)本发明系统的使用，使现今出现的节能新系统——温、湿度独立控制系统，得到了更完美体现。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细的说明。
一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统，包括单工况冷机1，单工况冷机1的输出依次通过第一三通阀门11的直通、第二三通阀门12的直通和蓄冷装置4的第一入口管路联通，蓄冷装置4的第一出口依次通过空调水泵8、第三三通阀门13的直通、初级用户5、第四三通阀门14的直通、次级用户6、第五三通阀门15的直通和单工况冷机1的输入管路联通，双工况冷机2的输出通过第一阀门9和蓄冷装置4的蓄冷管16的输入管路联通，蓄冷管16的输出通过溶液泵7和双工况冷机2的输入管路联通，换热器3的第一输入和第一三通阀门11的旁通联通，换热器3的第一输出和第一三通阀门11的直通与第二三通阀门12的直通之间的管路联通，换热器3的第二输入通过第二阀门10和第一阀门9与双工况冷机2之间的管路联通，换热器3的第二输出和蓄冷装置4与溶液泵7之间的管路联通，换热器3的第一输入和第一输出为一个回路，换热器3的第二输入和第二输出为一个回路，第二三通阀门12的旁通和蓄冷装置4的第一输出与空调水泵8之间的管路联通，第三三通阀门13的旁通和初级用户5与第四三通阀门14的直通之间的管路联通，第四三通阀门14的旁通和次级用户6与第五三通阀门15的直通之间的管路联通，第五三通阀门15的旁通和单工况冷机1与第一三通阀门11的直通之间的管路联通。
本发明的工作原理为：
本发明的系统有白天和夜间(蓄冷)两种主要运行模式。
系统在白天运行时，单工况冷机1和双工况冷机2、溶液泵7、空调水泵8运行，阀门9关闭，阀门10～15开启；较高水温的空调回水经单工况冷机1一次冷却后流进换热器3，双工况冷机2制取的冷量被二级冷却，之后流经蓄冷装置4被三级冷却，再经空调水泵8加压，顺次流经初级用户5和次级用户6，逐级放冷后返回单工况冷机1进入下一循环。
系统在夜间运行时，双工况冷机2和溶液泵7运行，阀门10关闭，三通阀12的直通关闭、旁通开启，阀门11、13、14、15开启，载冷剂一般为乙二醇水溶液经溶液泵7加压后进入双工况冷机2，吸收制冷剂冷量，温度降低后经阀门9进入蓄冷装置4释放冷量，完成蓄冷过程，释放完冷量的载冷剂返回溶液泵7进入下一循环；对空调水回路，单工况冷机1和空调水泵8运行，较高水温的空调回水经单工况冷机1的一次冷却后经空调水泵8加压，顺次流经初级用户5和次级用户6，逐级放冷后返回单工况冷机1进入下一循环。
另外，单工况冷机1、换热器3、蓄冷装置4和初级用户5、次级用户6处均设有局部旁通管，由各自的三通阀控制旁通流量，以实现系统流量与各设备容量的兼容和匹配，在末端用户的入口处还可设置混水装置，以实现系统供水温度与末端设备需求温度的兼容。

Claims (1)

1.一种串联式制冷空调及末端蓄冷水系统，包括单工况冷机(1)，其特征在于：单工况冷机(1)的输出依次通过第一三通阀门(11)的直通、第二三通阀门(12)的直通和蓄冷装置(4)的第一入口管路联通，蓄冷装置(4)的第一出口依次通过空调水泵(8)、第三三通阀门(13)的直通、初级用户(5)、第四三通阀门(14)的直通、次级用户(6)、第五三通阀门(15)的直通和单工况冷机(1)的输入管路联通，双工况冷机(2)的输出通过第一阀门(9)和蓄冷装置(4)的蓄冷管(16)的输入管路联通，蓄冷管(16)的输出通过溶液泵(7)和双工况冷机(2)的输入管路联通，换热器(3)的第一输入和第一三通阀门(11)的旁通联通，换热器(3)的第一输出和第一三通阀门(11)的直通与第二三通阀门(12)的直通之间的管路联通，换热器(3)的第二输入通过第二阀门(10)和第一阀门(9)与双工况冷机(2)之间的管路联通，换热器(3)的第二输出和蓄冷装置(4)与溶液泵(7)之间的管路联通，换热器(3)的第一输入和第一输出为一个回路，换热器(3)的第二输入和第二输出为一个回路，第二三通阀门(12)的旁通和蓄冷装置(4)的第一输出与空调水泵8之间的管路联通，第三三通阀门(13)的旁通和初级用户(5)与第四三通阀门(14)的直通之间的管路联通，第四三通阀门(14)的旁通和次级用户(6)与第五三通阀门(15)的直通之间的管路联通，第五三通阀门(15)的旁通和单工况冷机(1)与第一三通阀门(11)的直通之间的管路联通。
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