CN102538291A

CN102538291A - 一种区域三联供系统及其控制方法

Info

Publication number: CN102538291A
Application number: CN2011103985586A
Authority: CN
Inventors: 张明军; 蒋海洋
Original assignee: ANHUI RIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Anhui daily energy saving Polytron Technologies Inc
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: CN102538291B

Abstract

本发明公开了一种区域三联供系统及其控制方法，区域三联供系统是由生活热水储水箱、空调末端系统、地源换热系统和水源热泵机组组成，它能解决建筑的供冷、供暖、供热水需求。夏季系统可以制冷，冬季机组可以供暖、冬季可以制备生活热水，春秋季可以任意制备生活热水，辅以先进的机房控制方法，为建筑提供一套完整的冷暖热水需求，节能环保，广泛应用于宾馆、酒店、医院、住宅等场所。

Description

一种区域三联供系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及地源热泵系统领域，具体是一种区域三联供系统及其控制方法。

背景技术

现有的地源热泵系统为了满足供冷供暖供热水的需求，项目较大时，一般配置多台水源热泵机组，大型水源热泵机组多台分布时，控制各管各，给机房维护及需求控制带来了较大挑战：首先，多台机组一般采用水路汇总的问题，负荷低的时候，机组开启的数量少，各机组工作情况不能互相交流和反馈，若总水流量因负荷第而降低，则每台机组的水流量都减小，空调效果及机组安全性较差；其次，制冷制热热水需求混合需要时，操作机组的数量及附件设备较多，机房工作人员工作量及工作难度加大，不利于系统正常快速工作，第三，单独管理的情况下，就不能平衡各设备的累计运行时间，造成设备磨损不均。

发明内容

本发明的目的是解决以上不足，具体是提供一种区域三联供系统的机房控制方法，其充分利用客户对供冷、供暖、热水的需求，来自动控制机组、水泵、阀门等设备的工作，为机房人员减少工作量及出错率，综合机房设备资源，为客户节省更多的运行费用及不必要的设备磨损。

本发明的技术方案为：

一种区域三联供系统，包括生活热水储水箱、空调末端系统、地源换热系统和水源热泵机组，所述的区域三联供系统还包括有蒸发器总管水温传感器和冷凝器总管水温传感器，所述的生活热水储水箱内设置有生活热水储水箱温度传感器，所述的水源热泵机组包括第一水源热泵机组和第二水源热泵机组，第一水源热泵机组包括依次循环连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，第二水源热泵机组包括依次循环连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；

所述的空调末端系统与空调循环水泵、第一控制阀、第一联动阀、第一蒸发器和第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端系统与空调循环水泵、第一控制阀、第五联动阀、第二蒸发器和第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端系统与空调循环水泵、第六控制阀、第二联动阀、第一冷凝器、第八控制阀依次循环连接；

所述的地源换热系统与地源循环水泵、第四控制阀、第二联动阀、第一冷凝器、第三控制阀依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀、第一蒸发器、第五控制阀依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第五联动阀、第二蒸发器、第五控制阀依次循环连接；

所述的蒸发器总管水温传感器设置于第一蒸发器和第二蒸发器的进水管路上；所述的冷凝器总管水温传感器设置于第一冷凝器的进水管路上；

所述的生活热水储水箱与热水循环水泵、第三联动阀、第二冷凝器依次循环连接。

所述的区域三联供系统还包括有辅助换热系统，所述的地源换热系统与地源循环水泵、第四控制阀、第二联动阀、第一冷凝器、第三控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀、第一蒸发器、第五控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第五联动阀、第二蒸发器、第五控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接。

一种区域三联供系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）、关闭模式：

关闭所有控制阀、联动阀、空调循环水泵、地源循环水泵和热水循环水泵；

（2）、空调制冷模式：

手动开启第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，当蒸发器总管水温传感器检测水流的温度＞制冷开启设定值，自动开启第一水源热泵机组、空调循环水泵、地源循环水泵、第一联动阀和第二联动阀，空调末端系统从室内吸收的热量依次经空调循环水泵、第一控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，然后再经过第一水源热泵机组制冷剂循环，第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一蒸发器换热后的冷气再经过第二控制阀输送给空调循环水泵，第一冷凝器最后把热量再经过第三控制阀传递给地源换热系统，释放到地源换热系统中；

（3）、空调供暖模式：

手动开启第五控制阀、第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀，当冷凝器总管水温传感器检测水流的温度＜供暖开启设定值，自动开启第一水源热泵机组、空调循环水泵、地源循环水泵、第一联动阀和第二联动阀，地源换热系统将从地源吸收的热依次经地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，再经过第一水源热泵机组制冷剂循环将第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一冷凝器把热量经过第八控制阀传递给空调末端系统，释放到室内供暖；

（4）、供热水模式：

手动开启第五控制阀和第七控制阀，当生活热水储水箱温度传感器检测生活热水储水箱中的水温＜制备热水开启设定值，自动开启第二水源热泵机组、热水循环水泵、地源循环水泵、第三联动阀和第五联动阀，地源换热系统将从地源吸收的热量依次经地源循环水泵、第七控制阀、第五联动阀传递给第二蒸发器，再经过第二水源热泵机组制冷剂循环第二蒸发器将热量传递给第二冷凝器，第二冷凝器最后把热量再传递给生活热水储水箱中，提高生活热水储水箱中热水的温度；

（5）、空调制冷/供热水模式：

手动开启第一控制阀和第二控制阀，当蒸发器总管水温传感器检测水流的温度＞制冷开启设定值，自动开启第二水源热泵机组、热水循环水泵、空调循环水泵、第五联动阀、第三联动阀，空调末端系统将从室内吸收的热量依次经空调循环水泵、第一控制阀、第五联动阀传递给第二蒸发器，再经过第二水源热泵机组制冷剂循环第二蒸发器将热量传递给第二冷凝器，第二蒸发器将换热的冷气经过第二控制阀传输给空调末端系统，同时第二冷凝器把热量传递给生活热水储水箱，提高生活热水储水箱中热水的温度；

可以与模式2叠加使用。

（6）、供暖/供热水模式：

步骤3和步骤4的叠加使用。

所述的空调制冷模式中，当地源换热系统散热不足时，造成冷凝器总管水温传感器检测水流的温度＞设定值，启动第四联动阀，空调末端系统从室内吸收的热量依次经空调循环水泵、第一控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，然后再经过第一水源热泵机组制冷剂循环，第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一蒸发器换热后的冷气再经过第二控制阀输送给空调循环水泵，第一冷凝器最后把热量再经过第三控制阀、第四联动阀传递给辅助换热器，在辅助换热器中释放掉部分热量，然后余热再释放到地源换热系统中。

所述的空调供暖模式中，当从地源换热系统吸收不足以满足供暖时，造成蒸发器总管水温传感器检测水流的温度＜设定值，启动第四联动阀，地源换热系统将从地源吸收的热依次经地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，再经过第一水源热泵机组制冷剂循环将第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一蒸发器换热后的冷气经第五控制阀、第四联动阀传递至辅助换热器吸热，然后回到地源换热系统中提高地源换热系统的热量储备，同时第一冷凝器把热量经过第八控制阀传递给空调末端系统，释放到室内供暖。

本发明的优点：

本发明为区域三联供系统，可以一台或多台水源热泵机组的系统，它能解决建筑的供冷、供暖、供热水需求。夏季系统可以制冷，冬季机组可以供暖、四季均可以制备生活热水，辅以先进的机房控制方法，为建筑提供一套完整的的冷热热水需求解决方案，对水源热泵机组群、水泵、电动阀等设备自动根据客户需求联动控制，节能环保，广泛应用于宾馆、酒店、医院、住宅等场所。

附图说明

图1是本发明区域三联供系统的结构示意图。

其中，1-生活热水储水箱、2-空调末端系统、3-地源换热系统、4-辅助换热系统、5-热水循环水泵、6-空调循环水泵、7-地源循环水泵、8-第一水源热泵机组、9-第一蒸发器、10-第一冷凝器、11-第二冷凝器、12-第一联动阀、13-第二联动阀、14-第三联动阀、15-第四联动阀、16-第一控制阀、17-第二控制阀、18-第三控制阀、19-第四控制阀、20-第五控制阀、21-第六控制阀、22-第七控制阀、23-第八控制阀、24蒸发器总管水温传感器、25-冷凝器总管水温传感器、26-生活热水储水箱温度传感器、27-第五联动阀、28-第一压缩机、29-第一节流装置、30-第二压缩机、31-第二节流装置，32-第二蒸发器、33-第二水源热泵机组。

具体实施方式

一、见图1，一种区域三联供系统，包括生活热水储水箱1、空调末端系统2、地源换热系统3、辅助换热系统4、蒸发器总管水温传感器24、冷凝器总管水温传感器25、设置于生活热水储水箱1内的生活热水储水箱温度传感器26、第一水源热泵机组8和第二水源热泵机组33，第一水源热泵机组8包括依次循环连接的第一压缩28、第一冷凝器10、第一节流装置29和第一蒸发器9，第二水源热泵机组33包括依次循环连接的第二压缩机30、第二冷凝器11、第二节流装置31和第二蒸发器32；

空调末端系统2与空调循环水泵6、第一控制阀16、第一联动阀12、第一蒸发器9和第二控制阀17依次循环连接；空调末端系统2与空调循环水泵6、第一控制阀16、第五联动阀27、第二蒸发器32和第二控制阀17依次循环连接；所述的空调末端系统2与空调循环水泵16、第六控制阀21、第二联动阀13、第一冷凝器10、第八控制阀23依次循环连接；

地源换热系统3与地源循环水泵7、第四控制阀19、第二联动阀13、第一冷凝器10、第三控制阀18依次循环连接；地源换热系统3与地源循环水泵7、第四控制阀19、第二联动阀13、第一冷凝器10、第三控制阀18、第四联动阀15、辅助换热系统4依次循环连接；

地源换热系统3与地源循环水泵7、第七控制阀22、第一联动阀12、第一蒸发器9、第五控制阀20依次循环连接；地源换热系统3与地源循环水泵7、第七控制阀22、第一联动阀12、第一蒸发器9、第五控制阀20、第四联动阀15、辅助换热系统4依次循环连接；

地源换热系统3与地源循环水泵7、第七控制阀22、第五联动阀27、第二蒸发器32、第五控制阀20依次循环连接；地源换热系统3与地源循环水泵7、第七控制阀22、第五联动阀27、第二蒸发器32、第五控制阀20、第四联动阀15、辅助换热系统4依次循环连接；

蒸发器总管水温传感器24设置于第一蒸发器9和第二蒸发器32的进水管路上；冷凝器总管水温传感器25设置于第一冷凝器10的进水管路上；

生活热水储水箱1与热水循环水泵5、第三联动阀14、第二冷凝器11依次循环连接。

二、见图1，区域三联供系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）、关闭模式：

（2）、空调制冷模式：

手动开启第一控制阀16、第二控制阀17、第三控制阀18和第四控制阀19，当蒸发器总管水温传感器24检测水流的温度＞制冷开启设定值，自动开启第一水源热泵机组8、空调循环水泵6、地源循环水泵7、第一联动阀12和第二联动阀13，经过2→6→16→12→9→17→2循环，空调末端系统2从室内吸收的热量依次经空调循环水泵6、第一控制阀16、第一联动阀12传递给第一蒸发器9，然后再经过第一水源热泵机组制冷剂循环28→10→29→9→28，第一蒸发器9的热量传递给第一冷凝器10，第一蒸发器9换热后的冷气再经过第二控制阀17输送给空调循环水泵2，同时经过10→18→3→7→19→13→26→10，第一冷凝器10最后把热量再经过第三控制阀18传递给地源换热系统3，释放到地源换热系统3中；夏季，当地源换热系统3散热不足时，造成冷凝器总管水温传感器温度25＞设定值，此时启动第四联动阀15，经过10→18→15→4→3→7→19→13→10循环，第一冷凝器把热量经过第三控制阀18、第四联动阀15传递给辅助换热器4，在辅助换热器4中释放掉部分热量，然后余热再释放到地源换热系统3中。

（3）、空调供暖模式：

手动开启第五控制阀20、第六控制阀21、第七控制阀22和第八控制阀23，当冷凝器总管水温传感器25检测水流的温度＜供暖开启设定值，自动开启第一水源热泵机组8、空调循环水泵6、地源循环水泵7、第一联动阀12和第二联动阀13，经过3→7→22→12→9→20→3循环，地源换热系统3将从地源吸收的热依次经地源循环水泵7、第七控制阀22、第一联动阀12传递给第一蒸发器9，再经过第一水源热泵机组制冷剂循环28→10→29→9→28将第一蒸发器9的热量传递给第一冷凝器10，再经过10→23→2→6→21→13→10，第一冷凝器10把热量经过第八控制阀23传递给空调末端系统2，释放到室内供暖；

（4）、供热水模式：

手动开启第五控制阀20和第七控制阀22，当生活热水储水箱温度传感器26检测生活热水储水箱中的水温＜制备热水开启设定值，自动开启第二水源热泵机组33、热水循环水泵5、地源循环水泵7、第三联动阀14和第五联动阀27，经过3→7→22→27→32→20→3循环，地源换热系统3将从地源吸收的热量依次经地源循环水泵7、第七控制阀22、第五联动阀27传递给第二蒸发器32，再经过第二水源热泵机组制冷剂循环30→11→31→32→30第二蒸发器32将热量传递给第二冷凝器11，再经过11→1→5→14→11，第二冷凝器11最后把热量再传递给生活热水储水箱1中，提高生活热水储水箱中热水的温度；当从地源换热系统3吸收不足以满足供暖时，造成蒸发器总管水温传感器24温度＜设定值，此时启动第四联动阀15，经过3→7→22→12→9→20→15→4→3循环，第一蒸发器9换热后的冷气经第五控制阀20、第四联动阀15传递至辅助换热器4吸热，然后回到地源换热系统3中提高地源换热系统的热量储备。

（5）、空调制冷/供热水模式：

手动开启第一控制阀16和第二控制阀17，当蒸发器总管水温传感器24检测水流的温度＞制冷开启设定值，自动开启第二水源热泵机组33、热水循环水泵5、空调循环水泵6、第五联动阀27、第三联动阀14，经过2→6→16→27→32→17→2循环，空调末端系统2将从室内吸收的热量依次经空调循环水泵6、第一控制阀16、第五联动阀27传递给第二蒸发器32，再经过第二水源热泵机组制冷剂循环30→11→31→32→30第二蒸发器32将热量传递给第二冷凝器11，第二蒸发器32将换热的冷气经过第二控制阀17传输给空调末端系统2，同时经过11→1→5→14→11，第二冷凝器11把热量传递给生活热水储水箱1，提高生活热水储水箱中热水的温度；

可以与模式2叠加使用。

（6）、供暖/供热水模式：

步骤3和步骤4的叠加使用。

Claims

1.一种区域三联供系统，包括生活热水储水箱、空调末端系统、地源换热系统和水源热泵机组，其特征在于：所述的区域三联供系统还包括有蒸发器总管水温传感器和冷凝器总管水温传感器，所述的生活热水储水箱内设置有生活热水储水箱温度传感器，所述的水源热泵机组包括第一水源热泵机组和第二水源热泵机组，第一水源热泵机组包括依次循环连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，第二水源热泵机组包括依次循环连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；

2.根据权利要求1所述的一种区域三联供系统，其特征在于：所述的区域三联供系统还包括有辅助换热系统，所述的地源换热系统与地源循环水泵、第四控制阀、第二联动阀、第一冷凝器、第三控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀、第一蒸发器、第五控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接；所述的地源换热系统与地源循环水泵、第七控制阀、第五联动阀、第二蒸发器、第五控制阀、第四联动阀、辅助换热系统依次循环连接。

3.根据权利要求1至2所述的一种区域三联供系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、关闭模式：

（2）、空调制冷模式：

（3）、空调供暖模式：

（4）、供热水模式：

（5）、空调制冷/供热水模式：

手动开启第一控制阀和第二控制阀，当蒸发器总管水温传感器检测水流的温度＞制冷开启设定值，自动开启第二水源热泵机组、热水循环水泵、空调循环水泵、第五联动阀、第三联动阀，空调末端系统将从室内吸收的热量依次经空调循环水泵、第一控制阀、第五联动阀传递给第二蒸发器，再经过第二水源热泵机组制冷剂循环第二蒸发器将热量传递给第二冷凝器，第二蒸发器将换热的冷气经过第二控制阀传输给空调末端系统，同时第二冷凝器把热量传递给生活热水储水箱，提高生活热水储水箱中热水的温度；可以与模式2叠加使用；

（6）、供暖/供热水模式：

步骤3和步骤4的叠加使用。

4.根据权利要求3所述的一种区域三联供系统的控制方法，其特征在于：所述的空调制冷模式中，当地源换热系统散热不足时，造成冷凝器总管水温传感器检测水流的温度＞设定值，启动第四联动阀，空调末端系统从室内吸收的热量依次经空调循环水泵、第一控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，然后再经过第一水源热泵机组制冷剂循环，第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一蒸发器换热后的冷气再经过第二控制阀输送给空调循环水泵，第一冷凝器最后把热量再经过第三控制阀、第四联动阀传递给辅助换热器，在辅助换热器中释放掉部分热量，然后余热再释放到地源换热系统中。

5.根据权利要求3所述的一种区域三联供系统的控制方法，其特征在于：所述的空调供暖模式中，当从地源换热系统吸收不足以满足供暖时，造成蒸发器总管水温传感器检测水流的温度＜设定值，启动第四联动阀，地源换热系统将从地源吸收的热依次经地源循环水泵、第七控制阀、第一联动阀传递给第一蒸发器，再经过第一水源热泵机组制冷剂循环将第一蒸发器的热量传递给第一冷凝器，第一蒸发器换热后的冷气经第五控制阀、第四联动阀传递至辅助换热器吸热，然后回到地源换热系统中提高地源换热系统的热量储备，同时第一冷凝器把热量经过第八控制阀传递给空调末端系统，释放到室内供暖。