CN105509386B - 超市冷链与空调联动系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超市冷链与空调联动系统，包括冷链系统和空调系统，其中冷链系统包括冷链压缩机组，风冷冷凝器，制冷设备，空调系统包括空调热泵机组，空调末端设备，在所述冷链系统和空调系统之间设置板换冷凝器，控制器和流量调节阀，所述板换冷凝器连接在风冷冷凝器和制冷设备之间，所述控制器控制流量调节阀的开启度，调节空调系统通过流量调节阀流向板换冷凝器的水量。本发明还提供了上述联动系统的控制方法。夏季工况下，冷链系统的过冷负荷对空调系统的影响几乎可以忽略不计，而在冬季工况下，空调系统不增加额外负荷，反而可以减少地下水的使用量，实现了环保节能。

Description

超市冷链与空调联动系统及控制方法

技术领域

本发明属于制冷系统技术领域，具体地说，涉及一种超市冷链与空调联动系统及控制方法。

背景技术

目前，作为超市系统两大耗能大户，冷冻冷藏系统（冷链系统）与空调系统，都是相对独立运行，都采用压缩机制冷。

冷冻冷藏系统的冷凝器通常使用风冷冷凝器的冷凝系统：利用空气对流将热量排放到大气中，这样做，一方面冷凝效果受到环境温度及周围环境通风情况的影响，而且冬季夏季环境温度差异很大，导致系统的冷凝压力持续波动，既增加了能耗又不利于系统制冷的稳定性；另一方面风冷系统直接将压缩机的排气热量释放到大气中，造成能源的浪费。

空调系统一般冬季采暖需要采用地源或水源作为热源，夏季通过冷却塔进行冷凝。

如何将冷冻冷藏系统和空调系统进行有效地整合，则是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于将超市冷链系统与空调系统进行有效地整合，提供了一种超市冷链与空调联动系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种超市冷链与空调联动系统，包括冷链系统和空调系统，其中冷链系统包括冷链压缩机组，风冷冷凝器，制冷设备，空调系统包括空调热泵机组，空调末端设备，在所述冷链系统和空调系统之间设置板换冷凝器，控制器和流量调节阀，所述板换冷凝器连接在风冷冷凝器和制冷设备之间，所述控制器控制流量调节阀的开启度，调节空调系统通过流量调节阀流向板换冷凝器的水量。

进一步地，所述流量调节阀采用电动三通阀。

再进一步地，所述冷链压缩机组和风冷冷凝器之间设有旁通管。

一种上述超市冷链与空调联动系统的控制方法，具体根据空调系统夏季制冷、冬季制热情况的不同，所述联动系统的控制方法包含以下两种情况：

夏季工况下，空调系统制冷，冷链系统的冷媒经冷链压缩机组、风冷冷凝器、板换冷凝器，最后至制冷设备，所述电动三通阀连通空调系统中的空调热泵机组和板换冷凝器，所述控制器根据板换冷凝器前后的温度，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调系统内部去板换冷凝器的冷水水量，以维持冷链系统的冷媒温度在18-20℃；

冬季工况下，空调系统制热，冷链系统的冷媒流经冷链压缩机组后直接进入板换冷凝器、制冷设备，风冷冷凝器被旁通管旁通掉，所述电动三通阀连通空调热泵机组和板换冷凝器，所述控制器根据板换冷凝器内的冷凝压力，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调系统内部去板换冷凝器的水量，以维持冷凝压力在7～10Bar，同时空调水在经过板换冷凝器之后，再返回空调热泵机组，实现废热利用。

其中，所述控制器采用PID（（比例（proportion）、积分（integration）、微分（differentiation））控制器。

空调系统和冷链系统在板换冷凝器产生交集。

夏季工况下：电动三通阀调节板换冷凝器的进出冷水流量，可以在冷链系统负荷波动的情况下，维持冷媒温度的稳定，提高制冷效率，节约空调冷水。

控制器：使用PID控制器控制，检测板换冷凝器前后的液体温度，给电动三通阀开启度信号，指挥电动三通阀工作；

利用空调系统高COP值的特点（一般5.6），来给COP值相对低的冷链系统过冷，可以明显提高冷链系统的效率，实现节能。

冬季工况下，在冷链压缩机组和风冷冷凝器之间设有旁通管，冬季工况下，冷媒不经过风冷冷凝器，风冷冷凝器被旁通掉。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明通过将冷链系统和空调系统进行整合，将效率低的工作由效率更高的设备负责，实现了1+1＞2的效果，有着巨大的应用优势：

空调系统夏季制冷，冬季供暖：在这种情况下可以实现充分的整合，在冬季工况下，空调供暖需要温度尽可能高的水源，冷链系统的排气废热可以进行空调水加热，可以减少地下水的使用量，绿色、节能；在夏季工况下，可以利用空调系统的冷却方式来进行水冷冷却，降低了冷链系统的冷凝压力，提高了冷链系统的运行效率，从而实现节能的效果。

空调系统夏季制冷，冬季不供暖（如东北地区市政供暖）：夏季工况下，空调冷凝水可以给予冷链系统稳定的冷凝水源，利用空调系统的高COP值特点，可以实现冷链系统的效率提升，实现1+1＞2的功效；

通过该联动系统，可以将冷链压缩机组原排向大气的热量加以回收利用，供给空调系统供暖所用，又提高了系统的运行效率，节约能源，绿色环保。

空调系统负荷很大，夏季情况下，冷链系统的过冷负荷对空调系统的影响几乎可以忽略不计。而在冬季工况下，空调系统不增加额外负荷，反而可以减少地下水的使用量，实现环保节能的设计初衷。

附图说明

图1是本发明所述超市冷链与空调联动系统具体实施例的夏季工况系统控制示意图；

图2是本发明所述超市冷链与空调联动系统具体实施例的冬季工况系统控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明是将超市系统的冷链系统和空调系统进行了有效地整合，实现了节能环保，具体来讲，根据空调系统运行工况不同，在夏季工况下，空调系统制冷，其系统控制参考图1所示：

该实施例是一种超市冷链与空调联动系统，包括冷链系统和空调系统，其中冷链系统包括冷链压缩机组，风冷冷凝器，制冷设备，空调系统包括空调热泵机组，空调末端设备，在冷链系统和空调系统之间设置板换冷凝器，PID控制器和电动三通阀，板换冷凝器连接在风冷冷凝器和制冷设备之间，冷链系统的冷媒经冷链压缩机组、风冷冷凝器、板换冷凝器，最后至制冷设备，空调系统内部的水由空调热泵机组至空调制冷末端，然后再返回空调热泵机组，电动三通阀连通空调系统中的空调热泵机组和板换冷凝器，控制器根据板换冷凝器的进口温度和出口温度，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调系统内部去板换冷凝器的冷水水量，以维持冷链系统的冷媒温度在18-20℃。

空调系统和冷链系统在板换冷凝器产生交集，电动三通阀调节板换冷凝器的进出冷水流量，可以在冷链系统负荷波动的情况下，维持冷媒温度的稳定，提高制冷效率，节约空调冷水。

利用空调系统高COP值的特点（一般5.6），来给COP值相对低的冷链系统过冷，可以明显提高冷链系统的效率，实现节能。

在冬季工况下，空调系统供暖，其系统控制参考图2所示：冷链系统的冷媒流经冷链压缩机组后直接进入板换冷凝器、制冷设备，由于冷链压缩机组和风冷冷凝器之间设有旁通管，风冷冷凝器被旁通管旁通掉，空调系统内部的水由空调热泵机组至空调供暖末端，然后再返回空调热泵机组，电动三通阀连通空调热泵机组和板换冷凝器，控制器根据板换冷凝器内的冷凝压力，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调热泵机组去板换冷凝器的水量，以维持冷凝压力在7～10Bar，同时空调水在经过板换冷凝器之后，变成温度较高的热水再返回空调热泵机组，实现废热利用。

同样的，空调系统和冷链系统在板换冷凝器产生交集；电动三通阀调节板换冷凝器的进出冷水流量，可以在冷链系统负荷波动的情况下，维持系统冷凝压力的稳定，提高制冷效率，尽可能的回收热量。

冬季面临的问题是水温过低，过低的冷凝压力会导致冷链系统的供液压力不足，在这种情况下设计了冷凝压力PID控制，使用PID控制器控制，将冷链系统的冷凝压力控制在设定的范围内，同时给予流量调节阀以过水量调节信号。

超市系统冬季需要空调进行供暖，需要热水，目前超市空调系统冬季采暖的热源途径主要有两种：热水锅炉和地源热泵。热水锅炉在使用过程中需要耗费大量的电能；而地源热泵系统初始投资较大，而且对地下资源有一定的损害。

通过采用该联动系统，可以回收超市冷链系统的废热，给予空调热泵机组使用，既减少了空调的初始投资，又实现了节能环保的设计初衷。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种超市冷链与空调联动系统，包括冷链系统和空调系统，其中冷链系统包括冷链压缩机组，风冷冷凝器，制冷设备，空调系统包括空调热泵机组，空调末端设备，其特征在于：在所述冷链系统和空调系统之间设置板换冷凝器，控制器和流量调节阀，所述板换冷凝器连接在风冷冷凝器和制冷设备之间，所述控制器控制流量调节阀的开启度，调节空调系统通过流量调节阀流向板换冷凝器的水量；所述流量调节阀采用电动三通阀；所述冷链压缩机组和风冷冷凝器之间设有旁通管。

2.一种权利要求1所述超市冷链与空调联动系统的控制方法，其特征在于：根据空调系统夏季制冷、冬季制热情况的不同，所述联动系统的控制方法包含以下两种情况：

夏季工况下，空调系统制冷，冷链系统的冷媒经冷链压缩机组、风冷冷凝器、板换冷凝器，最后至制冷设备，所述电动三通阀连通空调系统中的空调热泵机组和板换冷凝器，所述控制器根据板换冷凝器前后的温度，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调系统内部去板换冷凝器的冷水水量，以维持冷链系统的冷媒温度在18-20℃；

冬季工况下，空调系统制热，冷链系统的冷媒流经冷链压缩机组后直接进入板换冷凝器、制冷设备，风冷冷凝器被旁通管旁通掉，所述电动三通阀连通空调热泵机组和板换冷凝器，所述控制器根据板换冷凝器内的冷凝压力，调节电动三通阀的开启度大小，以调节空调系统内部去板换冷凝器的水量，以维持冷凝压力在7～10Bar，同时空调水在经过板换冷凝器之后，再返回空调热泵机组，实现废热利用。

3.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于：所述控制器采用PID控制器。