CN109798732A - 一种节能的制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种节能的制冷系统，属于制冷设备技术领域，该制冷系统包括：湿球温度传感器，用于采集室外湿球温度；控制系统，与湿球温度传感器信号相连，用于根据室外湿球温度确定冷水机组和板式换热器的工作模式；工作模式包括冷水机组工作的夏季制冷模式、冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和板式换热器工作的完全自由冷却模式；冷水机组和板式换热器，与控制系统信号相连，用于根据控制系统发送的控制信号进入对应的工作模式；可以解决现有的制冷系统的模式切换的节能效果不佳的问题；由于本申请中额外提供了冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式，减少冷水机组的工作时间，提高节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能的制冷系统，属于制冷设备技术领域。
背景技术
现有技术的制冷系统在冬季制冷主要通过两种方式，一种是以冷水机组提供冷源，另一种是以冷却塔循环水提供冷源。单以冰机供冷的模式虽然供冷稳定，但在室外气温低时会造成电能浪费，单以冷却塔供冷的模式虽能节省使用冰机的电能，但室外气温不稳定，在室外气温较高时存在供冷不足的现象。
现有的制冷系统虽然提供了根据室外气温自动调整冷水机组与冷却塔的工作状态的方案，但是该方案的节省效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能的制冷系统。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种节能的制冷系统，所述制冷系统包括：
湿球温度传感器，用于采集室外湿球温度；
控制系统，与所述湿球温度传感器信号相连，用于根据所述室外湿球温度确定冷水机组和板式换热器的工作模式；所述工作模式包括所述冷水机组工作的夏季制冷模式、所述冷水机组和所述板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和所述板式换热器工作的完全自由冷却模式；
冷水机组和板式换热器，与所述控制系统信号相连，用于根据所述控制系统发送的控制信号进入对应的工作模式。
可选地，所述冷水机组和所述板式换热器包括与冷冻水泵相连的多个冷冻阀门；以及与冷却水泵相连的多个冷却阀门；
所述冷冻阀门和所述冷却水泵与所述控制系统信号相连；所述控制系统用于控制所述冷冻阀门和所述冷却水泵的开关以控制所述冷水机组和所述板式换热器的工作模式。
可选地，所述冷冻水泵所在的第一冷冻管道在出水方向分流成第二冷冻管道和第三冷冻管道；
所述第二冷冻管道通过第一冷冻阀门与板式换热器的第一端相连；
所述第三冷冻管道通过第二冷冻阀门分流成第四冷冻管道和第五冷冻管道；
所述第四冷冻管道与所述板式换热器的第二端相连；
所述第五冷冻管道分流成第六冷冻管道和第七冷冻管道，所述第六冷冻管道通过第三冷冻阀门与所述冷水主机的第一端相连，所述第七冷冻管道通过第四冷冻阀门与所述冷水主机的第二端相连。
可选地，所述冷却水泵所在的第一冷却管道在出水方向分流成第二冷却管道和第三冷却管道；
所述第二冷却管道与所述板式换热器的第三端相连；
所述第三冷却管道通过第一冷却阀门分流为第四冷却管道和第五冷却管道；
所述第四冷却管道通过第二冷却阀门与所述冷水机组的第三端相连；
所述第五冷却管道分流为第六冷却管道和第七冷却管道，所述第六冷却管道通过第三冷却阀门与所述冷水机组的第四端相连；所述第七冷却管道通过第四冷却阀门与所述板式换热器的第四端相连。
可选地，在所述室外湿球温度大于第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为夏季制冷模式，并控制所述第一冷冻阀门和所述第四冷冻阀门关闭、所述第二冷冻阀门和所述第三冷冻阀门开启；
在所述室外湿球温度大于第二温度阈值且小于或等于所述第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为部分自由冷却模式，并控制第一冷冻阀门和所述第三冷冻阀门开启、所述第二冷冻阀门和所述第四冷冻阀门关闭；
在所述室外湿球温度小于或等于所述第二温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为完全自由冷却模式，并控制第一冷冻阀门和所述第四冷冻阀门开启、所述第二冷冻阀门和所述第三冷冻阀门关闭。
可选地，在所述室外湿球温度大于第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为夏季制冷模式，并控制所述第一冷却阀门和所述第三冷却阀门开启、所述第二冷却阀门和所述第四冷却阀门关闭；
在所述室外湿球温度大于第二温度阈值且小于或等于所述第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为部分自由冷却模式，并控制第一冷却阀门和所述第二冷却阀门关闭、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启；或者，控制第一冷却阀门、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启、所述第二冷却阀门关闭；或者，控制第一冷却阀门、所述第二冷却阀门、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启；
在所述室外湿球温度小于或等于所述第二温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为完全自由冷却模式，并控制第一冷却阀门和所述第三冷却阀门关闭、所述第二冷却阀门和所述第四冷却阀门开启。
可选地，所述制冷系统还包括：与所述控制系统相连的开式蓄冷罐；所述开式蓄冷罐用于提供备用冷源。
可选地，所述控制系统在所述冷水机组存在异常时开启所述开式蓄冷罐替代所述冷水机组作为备用冷源。
可选地，所述控制系统用于控制所述开式蓄冷罐在第一时间段内蓄冷，在第二时间段内替代所述冷水机组作为备用冷源。
可选地，所述第一时间段为夜间时间段。
本发明的有益效果在于：
通过根据湿球温度传感器控制冷水机组和板式换热器的工作模式，该工作模式包括冷水机组工作的夏季制冷模式、冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和板式换热器工作的完全自由冷却模式；可以解决现有的制冷系统的模式切换的节能效果不佳的问题；由于本申请中额外提供了冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式，减少冷水机组的工作时间，提高节能效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的节能的制冷系统的结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的冷水机组130和板式换热器140的模式切换的示意图；
图3是本申请一个实施例提供的包括开式蓄冷罐的制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本申请一个实施例提供的节能的制冷系统的结构示意图，如图1所示，该制冷系统至少包括：
湿球温度传感器110，用于采集室外湿球温度。
控制系统120，与湿球温度传感器110信号相连，用于根据室外湿球温度确定冷水机组和板式换热器的工作模式。控制系统120可以是可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)；或者，也可以是计算机等，本实施例对此不作限定。
其中，工作模式包括冷水机组工作的夏季制冷模式、冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和板式换热器工作的完全自由冷却模式。
可选地，在室外湿球温度大于第一温度阈值时，控制系统120确定冷水机组130和板式换热器140的工作模式为夏季制冷模式；在室外湿球温度大于第二温度阈值且小于或等于第一温度阈值时，控制系统120确定冷水机组130和板式换热器140的工作模式为部分自由冷却模式；在室外湿球温度小于或等于第二温度阈值时，控制系统120确定冷水机组130和板式换热器140的工作模式为完全自由冷却模式。
第一温度阈值可以为12℃、第二温度阈值可以是6℃，当然，第一温度阈值和第二温度阈值可以为其他温度值，本实施例不对第一温度阈值和第二温度阈值的取值作限定。
冷水机组130和板式换热器140，与控制系统120信号相连，用于根据控制系统120发送的控制信号进入对应的工作模式。
可选地，冷水机组130和板式换热器140包括与冷冻水泵相连的多个冷冻阀门；以及与冷却水泵相连的多个冷却阀门；冷冻阀门和冷却水泵与控制系统120信号相连；控制系统120用于控制冷冻阀门和冷却水泵的开关以控制冷水机组130和板式换热器140的工作模式。此时，控制系统120发送的控制信号为冷却阀门和冷冻阀门的开关信号。
示意性地，参考图2，冷冻水泵21所在的第一冷冻管道在出水方向分流成第二冷冻管道和第三冷冻管道；第二冷冻管道通过第一冷冻阀门V1与板式换热器140的第一端相连；第三冷冻管道通过第二冷冻阀门V2分流成第四冷冻管道和第五冷冻管道；第四冷冻管道与板式换热器140的第二端相连；第五冷冻管道分流成第六冷冻管道和第七冷冻管道，该第六冷冻管道通过第三冷冻阀门V3与冷水主机的第一端相连，第七冷冻管道通过第四冷冻阀门V4与冷水主机的第二端相连。
在一个示例中，在夏季制冷模式下，控制系统120并控制第一冷冻阀门V1和第四冷冻阀门V4关闭、第二冷冻阀门V2和第三冷冻阀门V3开启；此时，冷水机组130工作。
在部分自由冷却模式下，控制系统120控制第一冷冻阀门V1和第三冷冻阀门V3开启、第二冷冻阀门V2和第四冷冻阀门V4关闭；此时，冷水机组130和板式换热器140交替工作。
在完全自由冷却模式下，控制系统120控制第一冷冻阀门V1和第四冷冻阀门V4开启、第二冷冻阀门V2和第三冷冻阀门V3关闭；此时，板式换热器140工作。
参考图2，冷却水泵22所在的第一冷却管道在出水方向分流成第二冷却管道和第三冷却管道；第二冷却管道与板式换热器140的第三端相连；第三冷却管道通过第一冷却阀门V5分流为第四冷却管道和第五冷却管道；第四冷却管道通过第二冷却阀门V6与冷水机组130的第三端相连；第五冷却管道分流为第六冷却管道和第七冷却管道，第六冷却管道通过第三冷却阀门V7与冷水机组130的第四端相连；第七冷却管道通过第四冷却阀门V8与板式换热器140的第四端相连。
在一个示例中，在夏季制冷模式下，控制系统120控制第一冷却阀门V5和第三冷却阀门V7开启、第二冷却阀门V6和第四冷却阀门V8关闭，此时，冷水机组130工作。
在部分自由冷却模式下，控制系统120控制第一冷却阀门V5和第二冷却阀门V6关闭、第三冷却阀门V7和第四冷却阀门V8开启，此时，冷却水温度低于冷水机组130启动温度，经由板式换热器140预热。或者，控制第一冷却阀门V5、第三冷却阀门V7和第四冷却阀门V8开启、第二冷却阀门V6关闭，此时，冷却水部分预热，混合冷却水温度满足冷水机组130启动温度。或者，控制第一冷却阀门V5、第二冷却阀门V6、第三冷却阀门V7和第四冷却阀门V8开启，此时，冷却水部分预热，混合冷却水温度旁通调控。
在完全自由冷却模式下，控制系统120控制第一冷却阀门V5和第三冷却阀门V7关闭、第二冷却阀门V6和第四冷却阀门V8开启；此时，板式换热器140工作。
可选地，参考图3，制冷系统还包括：与控制系统120相连的开式蓄冷罐150；开式蓄冷罐150用于提供备用冷源。
在一个示例中，控制系统120在冷水机组130存在异常时开启开式蓄冷罐150替代冷水机组130作为备用冷源。
在另一个示例中，控制系统120用于控制开式蓄冷罐在第一时间段内蓄冷，在第二时间段内替代冷水机组130作为备用冷源。其中，第一时间段可以为夜间时间段，比如：凌晨0:00～5:00的时间段。第二时间段可以是除第一时间段之外的任一时间段。
可选地，图2中仅以一个板式换热器140和一个冷水机组130为例进行说明，在实际实现时，板式换热器140和冷水机组130的数量可以为多个，比如：4个、5个等，本实施例不对板式换热器140和冷水机组130的数量作限定。
综上所述，本实施例提供的节能的制冷系统，通过根据湿球温度传感器控制冷水机组和板式换热器的工作模式，该工作模式包括冷水机组工作的夏季制冷模式、冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和板式换热器工作的完全自由冷却模式；可以解决现有的制冷系统的模式切换的节能效果不佳的问题；由于本申请中额外提供了冷水机组和板式换热器交替工作的部分自由冷却模式，减少冷水机组的工作时间，提高节能效果。
另外，通过在制冷系统中设置开式蓄冷罐，在冷水机组异常或者特定时间段作为备用冷源，可以减少冷水机组的工作时间，进一步提高节能效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种节能的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括：
湿球温度传感器，用于采集室外湿球温度；
控制系统，与所述湿球温度传感器信号相连，用于根据所述室外湿球温度确定冷水机组和板式换热器的工作模式；所述工作模式包括所述冷水机组工作的夏季制冷模式、所述冷水机组和所述板式换热器交替工作的部分自由冷却模式和所述板式换热器工作的完全自由冷却模式；
冷水机组和板式换热器，与所述控制系统信号相连，用于根据所述控制系统发送的控制信号进入对应的工作模式。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述冷水机组和所述板式换热器包括与冷冻水泵相连的多个冷冻阀门；以及与冷却水泵相连的多个冷却阀门；
所述冷冻阀门和所述冷却水泵与所述控制系统信号相连；所述控制系统用于控制所述冷冻阀门和所述冷却水泵的开关以控制所述冷水机组和所述板式换热器的工作模式。
3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述冷冻水泵所在的第一冷冻管道在出水方向分流成第二冷冻管道和第三冷冻管道；
所述第二冷冻管道通过第一冷冻阀门与板式换热器的第一端相连；
所述第三冷冻管道通过第二冷冻阀门分流成第四冷冻管道和第五冷冻管道；
所述第四冷冻管道与所述板式换热器的第二端相连；
所述第五冷冻管道分流成第六冷冻管道和第七冷冻管道，所述第六冷冻管道通过第三冷冻阀门与所述冷水主机的第一端相连，所述第七冷冻管道通过第四冷冻阀门与所述冷水主机的第二端相连。
4.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述冷却水泵所在的第一冷却管道在出水方向分流成第二冷却管道和第三冷却管道；
所述第二冷却管道与所述板式换热器的第三端相连；
所述第三冷却管道通过第一冷却阀门分流为第四冷却管道和第五冷却管道；
所述第四冷却管道通过第二冷却阀门与所述冷水机组的第三端相连；
所述第五冷却管道分流为第六冷却管道和第七冷却管道，所述第六冷却管道通过第三冷却阀门与所述冷水机组的第四端相连；所述第七冷却管道通过第四冷却阀门与所述板式换热器的第四端相连。
5.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，
在所述室外湿球温度大于第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为夏季制冷模式，并控制所述第一冷冻阀门和所述第四冷冻阀门关闭、所述第二冷冻阀门和所述第三冷冻阀门开启；
在所述室外湿球温度大于第二温度阈值且小于或等于所述第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为部分自由冷却模式，并控制第一冷冻阀门和所述第三冷冻阀门开启、所述第二冷冻阀门和所述第四冷冻阀门关闭；
在所述室外湿球温度小于或等于所述第二温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为完全自由冷却模式，并控制第一冷冻阀门和所述第四冷冻阀门开启、所述第二冷冻阀门和所述第三冷冻阀门关闭。
6.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，
在所述室外湿球温度大于第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为夏季制冷模式，并控制所述第一冷却阀门和所述第三冷却阀门开启、所述第二冷却阀门和所述第四冷却阀门关闭；
在所述室外湿球温度大于第二温度阈值且小于或等于所述第一温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为部分自由冷却模式，并控制第一冷却阀门和所述第二冷却阀门关闭、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启；或者，控制第一冷却阀门、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启、所述第二冷却阀门关闭；或者，控制第一冷却阀门、所述第二冷却阀门、所述第三冷却阀门和所述第四冷却阀门开启；
在所述室外湿球温度小于或等于所述第二温度阈值时，所述控制系统确定所述冷水机组和板式换热器的工作模式为完全自由冷却模式，并控制第一冷却阀门和所述第三冷却阀门关闭、所述第二冷却阀门和所述第四冷却阀门开启。
7.根据权利要求1至6任一所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统还包括：与所述控制系统相连的开式蓄冷罐；所述开式蓄冷罐用于提供备用冷源。
8.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，所述控制系统在所述冷水机组存在异常时开启所述开式蓄冷罐替代所述冷水机组作为备用冷源。
9.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，所述控制系统用于控制所述开式蓄冷罐在第一时间段内蓄冷，在第二时间段内替代所述冷水机组作为备用冷源。
10.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，所述第一时间段为夜间时间段。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190524 |