CN105241142A - 一种复合式冷热源系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合式冷热源系统的控制方法，包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户，制冷时，由地缘热泵系统、冰蓄冷系统和常规制冷系统按照不同电价阶段以及冷负荷的情况进行统一的工作，制热时，由地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统按照不同电价阶段以及热负荷的情况进行统一的工作。本发明中，由于地缘热泵系统充分利用了地层温度，能效比高，节能效果好，而且无污染，冰蓄冷系统在谷电价时蓄冷，在峰电价时供冷，能有效的降低电力负荷，由此可知，上述各系统相互配合，在夏季的制冷和冬季的制热期间均能极大地节省电力能源的消耗，降低空调系统的运行费用。

Description

一种复合式冷热源系统的控制方法

技术领域

本发明属于采暖、制冷和生活热水综合供给技术领域，尤其是一种复合式冷热源系统的控制方法。

背景技术

空调系统的用电量非常高，尤其是在夏季、冬季中的供冷、供热，其用电量占总耗电量的35～65％，随着生活水平的不断提高，人们对室内环境舒适度的要求也不断提高，这样会导致空调系统的用电量进一步提高。空调系统的用电主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电、吸收式制冷机消耗蒸汽或燃气、锅炉耗煤火燃油或燃气或电等，另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水的过程中风机和水泵所消耗的电能，而目前较常见的节能降耗方法通常是从提高机组效率和应用某种节能手段入手，但空调系统的节能降耗受限于现有科技水平，所以仍然需要一种能够将各种系统有机整合，最大限度降低能耗，减少供冷供热运行费用，也就是说如何降低空调系统的用电量对经济发展有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供结构合理、将供冷供热的多个系统整合在一起的一种复合式冷热源系统的控制方法。

本发明采取的技术方案是：

一种复合式冷热源系统的控制方法，其特征在于：包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，所述冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户，所述控制方法包括供冷过程和供热过程：

所述供冷过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为平电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑷；当电价为峰电价阶段时，转入步骤⑸；

⑵开启地源热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统；

⑶判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑷当电价为谷电价阶段时，冰蓄冷系统工作在蓄冰状态，开启地缘热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑸当电价为峰电价阶段时，冰蓄冷系统工作在融冰状态，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启地缘热泵系统；

⑹判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷；

⑺判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷和融冰的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

所述供热过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为峰电价阶段时，转入步骤；

⑵地源热泵系统制热，蓄热式电锅炉系统工作在蓄热方式，转入步骤⑴；

⑶当电价为峰电价阶段时，地源热泵系统制热负担一部分热负荷，蓄热式电锅炉系统工作在供热方式，负担剩余部分的热负荷，转入步骤⑴。

本发明的优点和积极效果是：

本发明中，包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户，制冷时，由地缘热泵系统、冰蓄冷系统和常规制冷系统按照不同电价阶段以及冷负荷的情况进行统一的工作，制热时，由地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统按照不同电价阶段以及热负荷的情况进行统一的工作，由于地缘热泵系统充分利用了地层温度，能效比高，节能效果好，而且无污染，冰蓄冷系统在谷电价时蓄冷，在峰电价时供冷，能有效的降低电力负荷，由此可知，上述各系统相互配合，在夏季的制冷和冬季的制热期间均能极大地节省电力能源的消耗，降低空调系统的运行费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种复合式冷热源系统的控制方法，如图1所示，本发明的创新在于：包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，所述冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户。

冰蓄冷系统利用夜间用电低谷时制冰蓄冷，白天用电高峰时段融冰供冷的方式，实现制冷压缩机的用电负荷转移，以峰填谷，可有效地降低电力负荷，维持电网的安全稳定运行，同时可以有效降低空调运行费用。冰蓄冷系统在主机出现故障或系统断电的情况下，冰储冷相当于应急冷源，相对于常规空调系统，可靠性更高。

地源热泵机组是一种电动压缩式热泵机组，其工作原理是通过输入电能，实现低温位热能向高温位转移，从而达到制冷、制热的目的。制冷时是向地层释热的过程，将建筑物中的热量“取”出来，通过地埋管换热器，释放到大地中去；制热时是从地层吸热的过程，通过地埋管换热器吸收地层中的热量，用于空调供热。地源热泵系统利用地层作为冷热源，夏季释热、冬季取热，是可再生能源。地层温度较稳定，夏季地温比大气温度低、冬季地温比大气温度高，系统的能效比高，节能性好。与地层只有能量交换，对环境没有污染。

蓄热式电锅炉系统利用夜间用电低谷时，制取高温水，储存在蓄热水箱中，高峰电价时由蓄热水箱进行供暖。

上述控制方法包括供冷过程和供热过程：

所述供冷过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为平电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑷；当电价为峰电价阶段时，转入步骤⑸；

⑵开启地源热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统；

⑶判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑷当电价为谷电价阶段时，冰蓄冷系统工作在蓄冰状态，开启地缘热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑸当电价为峰电价阶段时，冰蓄冷系统工作在融冰状态，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启地缘热泵系统；

⑹判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷；

⑺判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷和融冰的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

所述供热过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为峰电价阶段时，转入步骤；

⑵地源热泵系统制热，蓄热式电锅炉系统工作在蓄热方式，转入步骤⑴；

⑶当电价为峰电价阶段时，地源热泵系统制热负担一部分热负荷，蓄热式电锅炉系统工作在供热方式，负担剩余部分的热负荷，转入步骤⑴。

以某一20万平方米的园区为例，该园区所在地具备峰谷电价政策，按照本发明系统进行配置3台地源热泵机组，总制冷量3585kW，总供热量3801kW，两台冰蓄冷双工况机组，总制冷量6320kW，总制冰量4285kW，两台常规基载机组，总制冷量6300kW，四台蓄热式电锅炉，总制热量8250kW。

表1：100％设计冷负荷空调系统冷量逐时平衡表

表2：100％设计热负荷空调系统冷量逐时平衡表

对冷、热负荷进行平衡模拟，该控制方式完全实现了成本低的供能方式优先使用，同时多元化配置，各系统有效互补，减少冗余，可靠供能。

本发明中，包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户，制冷时，由地缘热泵系统、冰蓄冷系统和常规制冷系统按照不同电价阶段以及冷负荷的情况进行统一的工作，制热时，由地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统按照不同电价阶段以及热负荷的情况进行统一的工作，由于地缘热泵系统充分利用了地层温度，能效比高，节能效果好，而且无污染，冰蓄冷系统在谷电价时蓄冷，在峰电价时供冷，能有效的降低电力负荷，由此可知，上述各系统相互配合，在夏季的制冷和冬季的制热期间均能极大地节省电力能源的消耗，降低空调系统的运行费用。

Claims (1)

1.一种复合式冷热源系统的控制方法，其特征在于：包括冰蓄冷系统、地源热泵系统、蓄热式电锅炉系统和常规制冷系统，所述冰蓄冷系统、地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统的输出端连接终端用户，所述控制方法包括供冷过程和供热过程：

所述供冷过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为平电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑷；当电价为峰电价阶段时，转入步骤⑸；

⑵开启地源热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统；

⑶判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑷当电价为谷电价阶段时，冰蓄冷系统工作在蓄冰状态，开启地缘热泵系统制冷，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷，转入步骤⑴；

⑸当电价为峰电价阶段时，冰蓄冷系统工作在融冰状态，判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启地缘热泵系统；

⑹判断冷负荷是否满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则开启常规制冷系统工作，进行联合制冷；

⑺判断冷负荷是否得到满足需求，如果满足，则转入步骤⑴；

如果不满足，则使冰蓄冷系统进入供冷和融冰的工作状态，进行联合制冷，转入步骤⑴；

所述供热过程包括以下步骤：

⑴定时检测，判断电价所属时间段；

当电价为谷电价阶段时，转入步骤⑵；当电价为峰电价阶段时，转入步骤；

⑵地源热泵系统制热，蓄热式电锅炉系统工作在蓄热方式，转入步骤⑴；

⑶当电价为峰电价阶段时，地源热泵系统制热负担一部分热负荷，蓄热式电锅炉系统工作在供热方式，负担剩余部分的热负荷，转入步骤⑴。