CN111059658B - 冷水机组、冰蓄冷空调设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种冷水机组、冰蓄冷空调设备，包括设置在循环管路上的压缩机、第一换热器第二换热器，以及与第二换热器并联的第三换热器；第一换热器与第二换热器之间设置有第一管路，第二换热器与第三换热器之间设置有第二管路，冷水机组还包括用于监控制冷剂参数的监控部，通过监控部能够设置防冻阈值，冷水机组处于蓄冰工况，当第二换热器内的制冷剂参数低于防冻阈值时，第一换热器与第二换热器通过第一管路连通，当第二换热器内的制冷剂参数高于防冻阈值时，第二换热器与第三换热器通过第二管路连通。本申请的实施例中所提供的一种冷水机组，能够有效防止冻管现象的发生，保证了设备的正常运行。

Description

冷水机组、冰蓄冷空调设备
技术领域
本申请属于空气调节技术领域，具体涉及一种冷水机组、冰蓄冷空调设备。
背景技术
近年来，我国用电量以每年5％-7％的速度增长，电力基础设施投入不断加大，仍然满足不了经济高速增长的电力需求。城市空调用电是造成这种困境的主要因素之一，其特点为电网系统峰谷差大，高峰时段电力不足，低谷时段电力得不到有效利用，导致电网输配电能力不能适应。
冰蓄冷空调设备利用夜间电力负荷较低的时段运行空调主机制冰，将冷量以冰的方式储存，在电力负荷较高的白天停运制冷主机，通过融冰将夜间储存的冷量释放，满足用户的负荷需要，实现“削峰填谷”，缓解电力供应紧张，是解决电力需求问题的一个有效办法。
现有的冰蓄冷空调设备处于蓄冰工况时，制冷蒸发器与压缩机之间管路上的阀门经常出现关闭不完全的情况，此时蓄冰蒸发器温度低，低温制冷剂会进入到制冷蒸发器内，引起制冷蒸发器低温冻管问题，影响冰蓄冷空调设备正常使用。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种冷水机组、冰蓄冷空调设备，能够有效防止冻管现象的发生，保证了设备的正常运行。
为了解决上述问题，本申请提供一种冷水机组，包括设置在循环管路上的压缩机、第一换热器和第二换热器，以及与所述第二换热器并联的第三换热器；所述第一换热器与所述第二换热器之间设置有第一管路，所述第二换热器与所述第三换热器之间设置有第二管路，所述冷水机组还包括用于监控制冷剂参数的监控部，通过所述监控部能够设置防冻阈值，所述冷水机组处于蓄冰工况，当所述第二换热器内的制冷剂参数低于防冻阈值时，所述第一换热器与所述第二换热器通过所述第一管路连通，当所述第二换热器内的制冷剂参数高于防冻阈值时，所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通。
优选地，所述第一管路上设置有第一控制阀，所述第二管路上设置有第二控制阀。
优选地，所述监控部与所述第一控制阀和所述第二控制阀通信连接，所述监控部能够控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的启闭，当所述第一换热器与所述第二换热器通过所述第一管路连通时，所述第一控制阀开启，所述第二控制阀关闭；当所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通时，所述第一控制阀关闭，所述第二控制阀开启。
优选地，所述监控部能够控制所述第一控制阀的开度，制冷剂参数与防冻阈值的差值的大小与所述第一控制阀的开度正相关。
优选地，所述监控部包括温度测量装置和/或液位测量装置，所述温度测量装置和/或所述液位测量装置设置在第二换热器内，所述温度测量装置用于监测制冷剂的饱和温度，所述液位测量装置用于监测制冷剂的液位高度。
优选地，当所述监控部包括温度测量装置时，所述温度测量装置测得的制冷剂的饱和温度高于防冻阈值T摄氏度时，所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通。
优选地，所述冷水机组还包括设置在循环管路上的经济器，所述经济器的入口端与所述第一换热器的出口端相通，所述经济器包括第一出口端和第二出口端，所述第一出口端与所述压缩机相连通，所述第二出口端分别与所述第二换热器的入口端和所述第三换热器的入口端相连通。
优选地，所述压缩机上设置有补气口，所述第一出口端与所述补气口相通。
优选地，所述第二换热器与所述经济器之间的管路上设置有第三控制阀和第一节流元件，所述第三换热器与所述经济器之间的管路上设置有第四控制阀和第二节流元件，所述第二换热器与所述压缩机之间的管路上设置有第五控制阀，所述第三换热器与所述压缩机之间的管路上设置有第六控制阀。
优选地，所述第一换热器上设置有冷却水管路，所述第二换热器上设置有第一冷冻水管路，所述第三换热器上设置有第二冷冻水管路。
本发明的另一方面，提供了一种冰蓄冷空调设备，包括上述的冷水机组。
有益效果
本发明的实施例中所提供的一种冷水机组，能够有效防止冻管现象的发生，保证了设备的正常运行。
附图说明
图1为本申请实施例的系统原理图。
附图标记表示为：
K1、第一控制阀；K2、第二控制阀；K3、第三控制阀；K4、第四控制阀；K5、第五控制阀；K6、第六控制阀；D1、第一节流元件；D2、第二节流元件；L1、冷却水管路；L2、第一冷冻水管路；L3、第二冷冻水管路。
具体实施方式
结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种冷水机组，包括设置在循环管路上的压缩机、第一换热器第二换热器，以及与第二换热器并联的第三换热器；第一换热器与第二换热器之间设置有第一管路，第二换热器与第三换热器之间设置有第二管路，冷水机组还包括用于监控制冷剂参数的监控部，通过监控部能够设置防冻阈值，冷水机组处于蓄冰工况，当第二换热器内的制冷剂参数低于防冻阈值时，第一换热器与第二换热器通过第一管路连通，当第二换热器内的制冷剂参数高于防冻阈值时，第二换热器与第三换热器通过第二管路连通，能够有效防止冻管现象的发生，保证了设备的正常运行。
进一步的，第一换热器为冷凝器，第二换热器为制冷蒸发器，第三换热器为蓄冰蒸发器，制冷蒸发器用于电力负荷较高的时段运行制冷，蓄冰蒸发器用于电力负荷较低的夜间运行制冰。
进一步的，当处于蓄冰工况，且第二换热器内的制冷剂参数低于防冻阈值时，使第一换热器内的高压气态制冷剂填充至第二换热器内，进而提高第二换热器内温度，防止冻管现象的发生，同时也能将正从第二换热器与压缩机之间管路窜入第二换热器内的制冷剂推回，进一步防止冻管现象的发生。
进一步的，当处于蓄冰工况，且第二换热器内的制冷剂参数高于防冻阈值时，第二换热器与第三换热器通过第二管路连通，将第二换热器底部的液态制冷剂压至第三换热器继续循环。
第一管路上设置有第一控制阀K1，第二管路上设置有第二控制阀K2。监控部与第一控制阀K1和第二控制阀K2通信连接，监控部能够控制第一控制阀K1和第二控制阀K2的启闭，当第一换热器与第二换热器通过第一管路连通时，第一控制阀K1开启，第二控制阀K2关闭；当第二换热器与第三换热器通过第二管路连通时，第一控制阀K1关闭，第二控制阀K2开启。通过设置第一控制阀K1和第二控制阀K2，能够有效实现第一管路和第二管路的通断。
监控部能够控制第一控制阀K1的开度，制冷剂参数与防冻阈值的差值的大小与第一控制阀K1的开度正相关，当差值越大时，第一控制阀K1的开度越大，可保证防冻效果。
进一步的，制冷剂参数与防冻阈值的差值是指制冷剂参数的数值与防冻阈值之差的绝对值。
进一步的，第一控制阀K1的开度控制执行PID控制方法，即比例积分微分控制，以偏离目标值的程度执行不同开度控制，偏离目标值越大，第一控制阀K1的开度越大。
进一步的，第一控制阀K1为开度可控的蝶阀，第二控制阀K2为关断阀，第一控制阀K1和第二控制阀K2均为防冻控制阀门。
本实施例中，监控部包括温度测量装置，温度测量装置设置在第二换热器内，温度测量装置用于监测制冷剂的饱和温度，根据测得的饱和温度，能够更为准确的实现控制第一控制阀K1、第二控制阀K2的开关，进而防止冻管的发生。
当监控部包括温度测量装置时，温度测量装置测得的制冷剂的饱和温度高于防冻阈值T摄氏度时，第二换热器与第三换热器通过第二管路连通，高于防冻阈值T摄氏度时使第二换热器与第三换热器通过第二管路连通，保证了防冻的效果。
进一步的，本实施例中，防冻阈值为一个可设定的温度参数，防冻阈值3摄氏度，T为1摄氏度，即温度测量装置测得的制冷剂的饱和温度高于4摄氏度时，第二控制阀K2开启，第一控制阀K1关闭。
作为另一种实施方式，监控部包括液位测量装置，液位测量装置设置在第二换热器内，液位测量装置用于监测制冷剂的液位高度。通过监控第二换热器内制冷剂液位的高低，来实现对第二管路通断的控制。
进一步的，本本实施方式中，防冻阈值为一个可设定的高度参数，即设置一个最低液位和一个最高液位，液位测量装置伸入第二换热器内，以监控液位高度，当液位低于最低液位时，第一控制阀K1开启，此时第二控制阀K2处于关闭状态，当液位低于最高液位时，第二控制阀K2开启，第一控制阀K1关闭。
冷水机组还包括设置在循环管路上的经济器，经济器的入口端与第一换热器的出口端相通，经济器包括第一出口端和第二出口端，第一出口端与压缩机相连通，第二出口端分别与第二换热器的入口端和第三换热器的入口端相连通。通过设置经济器，将制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂，其中气态制冷剂从第一出口端回到压缩机内，液态制冷剂从第二出口端分别进入第二换热器和第三换热器内。
压缩机上设置有补气口，第一出口端与补气口相通，能够起到补气作用。
进一步的，补气口设置在压缩机二级叶轮吸气前。
第二换热器与经济器之间的管路上设置有第三控制阀K3和第一节流元件D1，第三换热器与经济器之间的管路上设置有第四控制阀K4和第二节流元件D2，第二换热器与压缩机之间的管路上设置有第五控制阀K5，第三换热器与压缩机之间的管路上设置有第六控制阀K6。通过设置第三控制阀K3、第四控制阀K4、第五控制阀K5和第六控制阀K6实现了制冷工况和蓄冰工况的切换。
具体的，当第三控制阀K3和第五控制阀K5开启时，第四控制阀K4和第六控制阀K6关闭，此时冷水机组处于制冷工况。当第四控制阀K4和第六控制阀K6起开时，第三控制阀K3和第五控制阀K5关闭，此时冷水机组处于蓄冰工况。第一节流元件D1和第二节流元件D2起到了节流的作用。
第一换热器上设置有冷却水管路L1，第二换热器上设置有第一冷冻水管路L2，第三换热器上设置有第二冷冻水管路L3。
进一步的，第一冷冻水管路L2与第二换热器内的铜管相连通，冷冻水在铜管内流通，第二换热器内的制冷剂位于铜管外侧。第二冷冻水管路L3与第三换热器内的铜管相连通，冷冻水在铜管内流通，第三换热器内的制冷剂位于铜管外侧
本实施例的另一方面，提供了一种冰蓄冷空调设备，包括上述的冷水机组。
本发明的实施例中所提供的一种冷水机组，能够有效防止冻管现象的发生，保证了设备的正常运行。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种冷水机组，其特征在于，包括设置在循环管路上的压缩机、第一换热器和第二换热器，以及与所述第二换热器并联的第三换热器；所述第一换热器与所述第二换热器之间设置有第一管路，所述第二换热器与所述第三换热器之间设置有第二管路，所述冷水机组还包括用于监控制冷剂参数的监控部，通过所述监控部能够设置防冻阈值，所述冷水机组处于蓄冰工况，当所述第二换热器内的制冷剂参数低于防冻阈值时，所述第一换热器与所述第二换热器通过所述第一管路连通，当所述第二换热器内的制冷剂参数高于防冻阈值时，所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通。
2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述第一管路上设置有第一控制阀(K1)，所述第二管路上设置有第二控制阀(K2)。
3.根据权利要求2所述的冷水机组，其特征在于，所述监控部与所述第一控制阀(K1)和所述第二控制阀(K2)通信连接，所述监控部能够控制所述第一控制阀(K1)和所述第二控制阀(K2)的启闭，当所述第一换热器与所述第二换热器通过所述第一管路连通时，所述第一控制阀(K1)开启，所述第二控制阀(K2)关闭；当所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通时，所述第一控制阀(K1)关闭，所述第二控制阀(K2)开启。
4.根据权利要求3所述的冷水机组，其特征在于，所述监控部能够控制所述第一控制阀(K1)的开度，制冷剂参数与防冻阈值的差值的大小与所述第一控制阀(K1)的开度正相关。
5.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述监控部包括温度测量装置和/或液位测量装置，所述温度测量装置和/或所述液位测量装置设置在第二换热器内，所述温度测量装置用于监测制冷剂的饱和温度，所述液位测量装置用于监测制冷剂的液位高度。
6.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，当所述监控部包括温度测量装置时，所述温度测量装置测得的制冷剂的饱和温度高于防冻阈值T摄氏度时，所述第二换热器与所述第三换热器通过所述第二管路连通。
7.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括设置在循环管路上的经济器，所述经济器的入口端与所述第一换热器的出口端相通，所述经济器包括第一出口端和第二出口端，所述第一出口端与所述压缩机相连通，所述第二出口端分别与所述第二换热器的入口端和所述第三换热器的入口端相连通。
8.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，所述压缩机上设置有补气口，所述第一出口端与所述补气口相通。
9.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，所述第二换热器与所述经济器之间的管路上设置有第三控制阀(K3)和第一节流元件(D1)，所述第三换热器与所述经济器之间的管路上设置有第四控制阀(K4)和第二节流元件(D2)，所述第二换热器与所述压缩机之间的管路上设置有第五控制阀(K5)，所述第三换热器与所述压缩机之间的管路上设置有第六控制阀(K6)。
10.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述第一换热器上设置有冷却水管路(L1)，所述第二换热器上设置有第一冷冻水管路(L2)，所述第三换热器上设置有第二冷冻水管路(L3)。
11.一种冰蓄冷空调设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述的冷水机组。
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