CN105698318B - 一种供冷供热能源站及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种供冷供热能源站及方法，采用预制的模块装配而成，包括冷热源模块，所述冷热源模块提供冷水或热水给分水器，分水器的输出端向外提供冷热水的同时连接集水器，集水器连接循环动力模块后连接冷热源模块，所述集水器的输出端还连接补水定压及水处理模块；配电及控制模块分别与冷热源模块、循环动力模块及补水定压及水处理模块连接。可满足冬季供暖、夏季制冷需求，根据实际冷热需求量合理配置冷热量供给，避免能过度供暖供冷源造成能源浪费；新型供冷、供热能源站将各部分预制为模块，保障了模块质量，利于能源站运行维护，减少后期各设备维修费用。

Description

一种供冷供热能源站及方法
技术领域
本发明涉及新能源与高效节能相关技术领域，尤其涉及一种供冷供热能源站及方法。
背景技术
随着人们对居住舒适度要求的逐步提高，居住建筑供、冷供热逐渐成为必须考虑的要素，在供冷供热系统中机房作为核心组块，是整个系统的能源中心。然而传统机房为保障冷热的需求，燃煤燃气量较大，冷水机组等设备配型较大，能耗较高，在国家节能减排的背景下，研发一种新型供冷、供热能源站成为必然。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种供冷供热能源站及方法，可满足冬季供暖、夏季制冷需求，可根据实际冷热需求量合理配置冷热量供给，避免过度供暖、供冷造成能源浪费。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种供冷供热能源站，采用预制的模块装配而成，包括冷热源模块，所述冷热源模块提供冷水或热水给分水器，分水器的输出端向外提供冷热水的同时连接集水器，集水器连接循环动力模块后连接冷热源模块，所述集水器的输出端还连接补水定压及水处理模块；配电及控制模块分别与冷热源模块、循环动力模块及补水定压及水处理模块连接。
所述冷热源模块包括制冷机组和换热器，制冷机组与冷却装置连接，由冷却装置释放冷凝热；所述制冷机组和换热器的输出端都与分水器的输入端连接。
所述循环动力模块包括供冷循环泵、供热循环泵及冷却水循环泵；所述供冷循环泵的一端连接所述集水器的输出端，另一端连接制冷机组；所述供热循环泵的一端连接所述集水器的输出端，另一端连接换热器；所述冷却水循环泵的一端连接所述冷却装置，另一端连接制冷机组。
所述补水定压及水处理模块包括软水器，软水器的输出端与软水箱的输入端连接，软水箱的输出端连接补水泵后连接所述集水器的输出端。
还包括压力传感器，压力传感器将采集的压力信号输送给所述配电及控制模块，所述配电及控制模块与所述补水泵连接，配电及控制模块根据压力信号对补水泵进行控制。
还包括温度传感器，所述温度传感器与所述配电及控制模块连接，所述配电及控制模块根据温度传感器的温度对换热器和制冷机组进行控制。
板式换热器的出热水端连接阀门V1后连接分水器的进水端，制冷机组的出冷水端连接阀门V5后也连接分水器的进水端；分水器的输出端与集水器的进水端连接，集水器的出水端连接回水管，回水管连接并联的两条支路后又汇成一条回水支路，并联的两条支路中一条支路上串联阀门V6、供冷循环泵和阀门V7，另一条支路上串联阀门V2、供热循环泵及阀门V3；汇成的回水支路又并联两条支路，一条支路连接阀门V8后连接制冷机组回水端，另一条支路连接阀门V4后连接板式换热器的回水端，这样形成了供冷回路和供热回路。
采用所述一种供冷供热能源站的工作方法，包括夏季运行模式和冬季运行模式，夏季运行模式时，制冷机组和冷却装置通过配电与控制模块启动，板式换热器关闭，当室外温低降低，用户侧需冷量减少时，减少制冷机组供冷量，同时降低冷却装置的释热量；当室外温低升高，用户侧需冷量增加时，增加制冷机组供冷量，同时增大冷却装置的释热量；
冬季运行模式时，制冷机组和冷却装置关闭，板式换热器通过配电与控制模块启动，当室外温低降低，用户侧需热量增加时，配电及控制模块通过板式换热器的运行模式，增加板式换热器的供热量；当室外温低升高，用户侧需热量减少时，配电及控制模块通过控制板式换热器的运行模式，减少板式换热器的供热量；
当系统压力下降时，配电及控制模块启动补水定压模块工作，对系统进行补水定压，增加系统压力，系统压力升至设定压力时停止补水。
夏季运行模式时，制冷机组通过机组冷却循环水为低温水，阀门V1关闭，低温水经阀门V5进入分水器送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得冷量，低温水变为高温水，高温水通过集水器汇集，经由阀门V6进入供冷循环泵获得循环动力，阀门V7和阀门V8开启，阀门V2、阀门V3及阀门V4关闭，高温水进入制冷机组，经由制冷机组换热，高温水变为低温水，再次经由阀门V5进行循环。
制冷机组获得的高温水通过冷却装置放出冷凝热，水温降低后经由冷却水循环泵回到机组，如此循环。
冬季运行模式时，关闭阀门V5，板式换热器的高温水经阀门V1进入分水器送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得热量，高温水变为低温水，低温水通过集水器汇集，经由阀门V2进入供热循环泵获得循环动力，阀门V2、阀门V3及阀门V4开启，阀门V6、阀门V7及阀门V8关闭，低温水流回板式换热器，经由板式换热器换热，低温水变为高温水，再次经由阀门V1进行循环。
本发明的有益效果是：
可满足冬季供暖、夏季制冷需求，根据实际冷热需求量合理配置冷热量供给，避免过度供暖、供冷造成能源浪费，提高系统效率，提高能源利用率；
新型供冷、供热能源站将各部分预制为模块，保障了模块质量，利于能源站运行维护，降低系统运行费用，同时减少后期各设备维修费用；
新型供冷供热能源站通过模块化优化，采用工厂化装配，可大大缩短能源站建设周期；同时节省机房占用面积，提高建筑空间利用率。
附图说明
图1为本发明的模块组成图；
图2为本发明的具体系统图；
其中，11.制冷机组，12.板式换热器，13.冷却装置，21.供冷循环泵，22.供热循环泵，23.冷却水循环泵，31.软水器，32.软水箱，33.补水泵，41.分水器，42.集水器，51.配电及控制模块。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
如图1-2所示，一种供冷供热能源站，包括冷热源模块，所述冷热源模块提供冷水或热水给分水器，分水器的输出端向外提供冷热水的同时连接集水器，集水器连接循环动力模块后连接冷热源模块，所述集水器的输出端还连接补水定压及水处理模块；配电及控制模块分别与冷热源模块、循环动力模块及补水定压及水处理模块连接。
冷热源模块：冷源由制冷机组11提供，冷凝热由冷却装置13释放；热源由市政热网通过板式换热器12提供。
循环动力模块：制冷季冷冻水由供冷循环泵21提供系统循环动力；冷却水由冷却水循环泵23提供循环动力；制热季由供热循环泵22提供系统循环动力。
补水定压及水处理模块：自来水经软水器31软化处理后成为软化水进入软水箱32，软化水通过补水泵33输送到循环回水管对系统进行补水定压。
冷/热水通过分水器41将冷/热水送至用户末端，对用户进行供冷/供暖，升温/降温后通过集水器42汇集，分水器41和集水器42保障了用户末端的供冷/供热量的有效分配。
配电及控制模块：本模块对制冷机组11，冷却装置13，供冷循环泵21，供热循环泵22、冷却水循环泵23、补水泵33等电气设备进行配电，结合内置优化控制方案根据末端用户冷热需求对设备进行合理控制。
本实施例给出一个具体的连接关系，如图2所示，板式换热器12的出热水端连接阀门V1后连接分水器41的进水端，制冷机组11的出冷水端连接阀门V5后也连接分水器41的进水端。分水器41的输出端与集水器42的进水端连接，集水器42的出水端连接回水管，回水管连接并联的两条支路后又汇成一条回水支路，一条支路上串联阀门V6、供冷循环泵21和阀门V7，另一条支路上串联阀门V2、供热循环泵22及阀门V3；汇成的回水支路又并联两条支路，一条支路连接阀门V8后连接制冷机组11回水端，另一条支路连接阀门V4后连接板式换热器12的回水端。这样就形成了供冷回路和供热回路。
一种供冷供热能源站的工作方法
(1)夏季运行模式
夏季室内需要制冷，此时制冷机组11和冷却装置13通过配电与控制模块5启动，板式换热器12关闭。制冷机组11通过机组冷却循环水为低温水，低温水经阀门V5(阀门V1关闭)进入分水器41送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得冷量，低温水变为高温水，高温水通过集水器42汇集，经由阀门V6进入循环泵21获得循环动力，阀门V7、V8开启，阀门V2、V3、V4关闭，高温水进入制冷机组，经由制冷机组换热，高温水变为低温水，再次经由阀门V5进行循环。
制冷机组获得的高温水通过冷却装置13放出冷凝热，水温降低后经由冷却水循环泵23回到机组，如此循环。
当夏季室外温低降低，用户侧需冷量减少时，配电及控制模块5通过控制制冷机组11的运行模式，减少制冷机组11供冷量，同时降低冷却装置13的释热量，保证用户合适的冷量供给；当夏季室外温低升高，用户侧需冷量增加时，配电及控制模块5通过控制制冷机组11的运行模式，增加制冷机组11供冷量，同时增大冷却装置13的释热量，保证用户足够的冷量供给。通过此种方式，能源站为用户提供合适冷量。
(2)冬季运行模式
冬季室内需要供暖，制冷机组11和冷却装置13关闭，板式换热器12通过配电与控制模块5启动，与市政热网换热后获得热量。板式换热器12的高温水经阀门V1(关闭阀门V5)进入分水器41送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得热量，高温水变为低温水，低温水通过集水器42汇集，经由阀门V2进入供热循环泵22获得循环动力，阀门V2、V3、V4开启，阀门V6、V7、V8关闭，低温水流回板式换热器12，经由板式换热器12换热，低温水变为高温水，再次经由阀门V1进行循环。
当冬季室外温低降低，用户侧需热量增加时，配电及控制模块5通过板式换热器12的运行模式，增加板式换热器12的供热量，保证用足够的热量供给；当冬季室外温低升高，用户侧需热量减少时，配电及控制模块5通过控制板式换热器12的运行模式，减少板式换热器12的供热量，保证用户适量的热量供给。通过此种方式，能源站为用户提供合适的热量。
(3)系统补水定压
系统运行过程可能会出现“跑、冒、滴、漏”等情况造成系统水压下降，配电及控制模块5通过压力传感器采集的压力情况对系统进行定压。当系统压力下降时，配电及控制模块启动补水定压模块工作，由软水箱32储备的软化水经过补水泵33进入系统回水管，对系统进行补水定压，增加系统压力，系统压力升至设定压力时停止补水。
(4)配电机控制系统
配电及控制模块5可以嵌入数据远传装置，基于能源站内各模块特性及性能曲线、实时的负荷数据，通过内嵌的控制策略实现系统的按需变量、高效运行，实现数据远传，系统远程维护的功能。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种供冷供热能源站，其特征是，采用预制的模块装配而成，包括冷热源模块，所述冷热源模块提供冷水或热水给分水器，分水器的输出端向外提供冷热水的同时连接集水器，集水器连接循环动力模块后连接冷热源模块，所述集水器的输出端还连接补水定压及水处理模块；配电及控制模块分别与冷热源模块、循环动力模块及补水定压及水处理模块连接；
冷热源模块中的冷源由制冷机组提供，冷凝热由冷却装置释放；热源由市政热网通过板式换热器提供；
所述冷热源模块包括制冷机组和换热器，制冷机组与冷却装置连接，由冷却装置释放冷凝热；所述制冷机组和换热器的输出端都与分水器的输入端连接；
所述循环动力模块包括供冷循环泵、供热循环泵及冷却水循环泵；所述供冷循环泵的一端连接所述集水器的输出端，另一端连接制冷机组；所述供热循环泵的一端连接所述集水器的输出端，另一端连接换热器；所述冷却水循环泵的一端连接所述冷却装置，另一端连接制冷机组；
板式换热器的出热水端连接阀门V1后连接分水器的进水端，制冷机组的出冷水端连接阀门V5后也连接分水器的进水端；分水器的输出端与集水器的进水端连接，集水器的出水端连接回水管，回水管连接并联的两条支路后又汇成一条回水支路，并联的两条支路中一条支路上串联阀门V6、供冷循环泵和阀门V7，另一条支路上串联阀门V2、供热循环泵及阀门V3；汇成的回水支路又并联两条支路，一条支路连接阀门V8后连接制冷机组回水端，另一条支路连接阀门V4后连接板式换热器的回水端，这样形成了供冷回路和供热回路；
所述配电及控制模块嵌入数据远传装置，基于能源站内各模块特性及性能曲线、实时的负荷数据，通过内嵌的控制策略实现系统的按需求量运行，实现数据远传，系统远程维护的功能；
还包括温度传感器，所述温度传感器与所述配电及控制模块连接，所述配电及控制模块根据温度传感器的温度对换热器和制冷机组进行控制。
2.如权利要求1所述的一种供冷供热能源站，其特征是，所述补水定压及水处理模块包括软水器，软水器的输出端与软水箱的输入端连接，软水箱的输出端连接补水泵后连接所述集水器的输出端。
3.如权利要求2所述的一种供冷供热能源站，其特征是，还包括压力传感器，压力传感器将采集的压力信号输送给所述配电及控制模块，所述配电及控制模块与所述补水泵连接，配电及控制模块根据压力信号对补水泵进行控制。
4.采用权利要求1所述一种供冷供热能源站的工作方法，其特征是，包括夏季运行模式和冬季运行模式，夏季运行模式时，制冷机组和冷却装置通过配电与控制模块启动，板式换热器关闭，当室外温低降低，用户侧需冷量减少时，减少制冷机组供冷量，同时降低冷却装置的释热量；当室外温低升高，用户侧需冷量增加时，增加制冷机组供冷量，同时增大冷却装置的释热量；
冬季运行模式时，制冷机组和冷却装置关闭，板式换热器通过配电与控制模块启动，当室外温低降低，用户侧需热量增加时，配电及控制模块通过板式换热器的运行模式，增加板式换热器的供热量；当室外温低升高，用户侧需热量减少时，配电及控制模块通过控制板式换热器的运行模式，减少板式换热器的供热量；
当系统压力下降时，配电及控制模块启动补水定压模块工作，对系统进行补水定压，增加系统压力，系统压力升至设定压力时停止补水。
5.如权利要求4所述的工作方法，其特征是，夏季运行模式时，制冷机组通过机组冷却循环水为低温水，阀门V1关闭，低温水经阀门V5进入分水器送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得冷量，低温水变为高温水，高温水通过集水器汇集，经由阀门V6进入供冷循环泵获得循环动力，阀门V7和阀门V8开启，阀门V2、阀门V3及阀门V4关闭，高温水进入制冷机组，经由制冷机组换热，高温水变为低温水，再次经由阀门V5进行循环；
制冷机组获得的高温水通过冷却装置放出冷凝热，水温降低后经由冷却水循环泵回到机组，如此循环。
6.如权利要求4所述的工作方法，其特征是，冬季运行模式时，关闭阀门V5，板式换热器的高温水经阀门V1进入分水器送至用户，与用户经过热交换，此时用户获得热量，高温水变为低温水，低温水通过集水器汇集，经由阀门V2进入供热循环泵获得循环动力，阀门V2、阀门V3及阀门V4开启，阀门V6、阀门V7及阀门V8关闭，低温水流回板式换热器，经由板式换热器换热，低温水变为高温水，再次经由阀门V1进行循环。
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