CN111664563A - 一种温湿分控集中式空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于暖通领域，公开了温湿分控集中式空调系统，包括第一冷热源主机和第二冷热源主机；水力模块，包括一次侧管路、换热器和二次侧管路，一次侧管路与第一冷热源主机管路连接，一次侧管路与二次侧管路中的水通过换热器进行热量交换；末端，与二次侧管路连通设置；新风机组，新风机组包括沿送风方向依次设置的第一热管段和冷热水盘管，冷热水盘管与第二冷热源主机管路连接。本发明通过独立配置新风冷热源与辐射冷热源，可根据新风系统及辐射系统的不同水温需求，独立调节出水温度，保证功能需求及能效的综合最优化。此外，新风机组中先通过热管冷却段对新风进行预冷，然后采用5℃冷冻水对新风进行冷却除湿，可保障高湿不利条件下的除湿效果。

Description

一种温湿分控集中式空调系统
技术领域
本发明涉及暖通领域，尤指一种温湿分控集中式空调系统。
背景技术
随着生活品质追求的提升，用户对于居住舒适性提出了更高的要求，以温湿分控为技术核心的“三恒”(恒温、恒湿、恒氧)系统逐渐成为了科技住宅的标准配置。
目前温湿分控的住宅空调系统，夏季一般采用集中冷热源产生冷冻水供给辐射末端及集中新风机组，由辐射机组承担室内主要的显热负荷、新风机组承担室内潜热负荷及小部分显热负荷。
然而辐射系统承担负荷能力较低，大负荷条件下，出力难以满足需求，同时对于瞬时负荷的响应速度慢。集中冷源制取7℃冷冻水，受管道温升、水力失衡、极端热湿室外条件等综合因素的影响，导致除湿能力不足，存在末端结露风险，严重影响整个系统运行效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种温湿分控集中式空调系统，保证系统除湿能力的同时，提高系统运行效率，降低能耗。
本发明提供的技术方案如下：
一种温湿分控集中式空调系统，包括：
集中冷热源主机，所述集中冷热源主机包括第一冷热源主机和第二冷热源主机；
设置于楼宇的水力模块，包括一次侧管路、换热器和二次侧管路，所述一次侧管路与所述第一冷热源主机管路连接，所述一次侧管路中的冷热源与所述二次侧管路中的水通过所述换热器进行热量交换；
设置于用户端的末端，与所述二次侧管路连通设置，用于处理用户端室内的显热负荷；
设置于用户端的新风机组，所述新风机组包括沿送风方向依次设置的第一热管段和冷热水盘管，所述第一热管段用于对新风预冷，所述冷热水盘管与所述第二冷热源主机管路连接，用于对新风进行冷却除湿。
本方案中，第一冷热源主机和第二冷热源主机设置于机房侧，第一冷热源主机制取的冷热水输送给楼宇水力模块，第二冷热源主机制取的冷热水输送给新风机组的冷热水盘管；新风机组与末端(辐射/风机盘管)冷热源相互独立，且统筹考虑新风机组与辐射/风机盘管系统不同需求采用分质供水策略，节约能耗，夏季新风系统采用5℃冷水，低于常规系统的7℃，提升了极端条件下系统的除湿保障性。辐射系统采用11℃供水，相对于7℃冷水提高了冷热源主机蒸发温度从而大幅度提升了主机能效。冬季工况下，新风系统区别于辐射系统，采用较低的35℃集中热水，相对于统一采用40℃的出水温度工况，提升了主机能效。
此外，采用楼宇水力模块实现辐射/风机盘管水系统一二次侧水系统的隔离，强化了系统水力平衡；楼宇式水力模块相对于户式水力模块，采用集中换热的配置实现设备成本及安装空间的节约，同时设备统一设置大幅度降低了维护难度，提升了换热效率。
进一步优选地，所述新风机组还包括第二热管段；
所述第一热管段、所述冷热水盘管与所述第二热管段沿送风方向依次设置，且所述第一热管段与所述第二热管段连通设置。
本方案中，新风机组采用两段式控温型热管再热新风机组，基于热源原理实现新风预冷及再热的零耗能，常规系统完全采用集中冷水冷却除湿，由于送风温度过低，需要采用电辅热系统再热，造成能源的大量浪费；本方案相对于常规系统单冷源新风机组大幅度降低了新风预冷能耗及新风再热电耗。
进一步优选地，所述新风机组还包括过滤器、辅助调温盘管、加湿器和送风机；
所述过滤器设置于所述第一热管段前端远离所述冷热水盘管的一侧；
所述辅助调温盘管、所述加湿器和所述送风机沿送风方向依次设置且位于所述第二热管段远离所述冷热水盘管的一侧；
所述辅助调温盘管与所述第二冷热源主机管路连接。
本方案中，新风机组具有制冷、除湿、通风、制热、加湿等功能，在制冷模式下，新风经过第二热管段再热后，同时在出风段通过辅助调温盘管调节送风温度，达到目标送风温度值16-18℃，辅助调温盘管采用集中冷源冷水。在制热模式在，第二冷热源机组制取35℃供暖热水，供给冷热水盘管加热新风，同时加湿器开启，根据送风含湿量实施加湿量的控制。在通风模式下，冷热源系统、辐射末端及干风盘均处于关闭状态，仅新风机组运行，通过两段过滤器，提供房间内部的通风换气。
进一步优选地，还包括：
一级计量装置，所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机的供回水总管上均设置有所述一级计量装置，分别用于计量所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机供给的总冷/热量；
二级计量装置，所述水力模块的一次侧管路上以及位于所述楼宇入口处的所述第二冷热源主机的供回水管路上均设置有所述二级计量装置，分别用于计量所述水力模块所在楼宇的末端冷/热耗量以及新风冷/热耗量；
三级计量装置，设置于用户端，用于计量对应用户端的末端的开启时间、开启面积以及新风机组的运行时间和对应的风量档位信息。
本方案中，采用三级计量系统，计量结果更为精准：通过在冷热源机房侧设置电磁热量表作为一级计量装置，相对于超声波热量表计量更为精确，且寿命更长，新风系统冷热源与辐射/干风盘系统冷热源分别设置，计量系统总供冷、供热量(含新风系统与辐射/干风盘系统)，作为计量收费分摊的基础。在各楼宇系统入口处(楼宇水力模块前端及新风冷热水总管分开)设置电磁热量表作为二级计量装置，计量该栋楼宇新风系统以及辐射/干风盘系统的集中冷、热用量，该数据作为楼宇之间分摊的基础。在用户端基于通断时间法，分别采用设备记录户端新风系统及辐射/干风盘系统运行的时间，结合功率/铺装面积加权数据，作为该栋楼内部用户之间分摊的基础。相对于仅在用户端采用热量表采集户端冷热用量的做法，该方法采用三级计量，保证了费用分摊与能源费用的平衡，同时不同级之间可以相互校正，提高了计量精度。户端仅记录加权时间，避免了户端热量计量仪表小流量条件下计量精度差、维护成本高的缺点。
进一步优选地，根据所述一级计量装置、所述二级计量装置以及所述三级计量装置的计量数据计算所述用户端费用的计量模型为：
LTk＝La·αk；
Figure BDA0002405947150000041
Figure BDA0002405947150000042
Figure BDA0002405947150000043
Figure BDA0002405947150000044
Figure BDA0002405947150000045
Figure BDA0002405947150000051
Figure BDA0002405947150000052
Figure BDA0002405947150000053
Figure BDA0002405947150000054
Figure BDA0002405947150000055
Figure BDA0002405947150000056
Lkijt＝LRkijt+LWkijt；
Figure BDA0002405947150000057
Figure BDA0002405947150000058
其中，L为分摊费用/万元；α为供能季分摊系数；Q为计量冷热流量/MWH；A为开启辐射面积/m2；t为运行时间；下标a为年度标识；下标k为供能季标识；下标T为新风及辐射总供能标识；下标R为辐射系统标识；下标W为新风系统标识；下标i为楼宇标识；下标j为用户标识；下标t为计时时段标识；m为新风档位标识；下标fc为干风盘标识；下标H为高档位标识；下标M为中档位标识；下标L为低档位标识。
进一步优选地，还包括变频水泵；
所述第一冷热源主机的回水管、所述第二冷热源主机的回水管以及所述水力模块的二次侧管路上均设置有所述变频水泵。
本方案中，在楼宇水力模块内部二次侧配置变频水泵，实现二次侧的输送能耗的下降。
进一步优选地，制冷模式下，所述第一冷热源主机的供水温度为11℃，回水温度为17℃；
制冷模式下，所述第二冷热源主机的供水温度为5℃，回水温度为12℃；
制热模式下，所述第一冷热源主机的供水温度为40℃，回水温度为34℃；
制热模式下，所述第二冷热源主机的供水温度为35℃，回水温度为30℃。
本方案中，采用更为高效的输送方案：a.夏季工况一次侧采用大温差输送方式，新风系统采用7℃供回水温差(5/12℃)、辐射/干风盘系统采用6℃供回水温差(11/17℃)，相对于常规系统的5℃供回水温差(7/12℃)工况节省了冷水输送能耗。b.冬季工况下辐射/干风盘系统一次侧采用6℃供回水温差(40/34℃)，相对于常规的5℃供回水温差(40/35℃、45/40℃)降低了输送能耗。c.冷、热水输配系统输送泵均采用变频水泵，包括辐射/干风盘系统一次泵、二次泵，新风系统冷热水泵等，保证水泵一直处于高效运行点，从而进一步降低输送能耗。
进一步优选地，所述末端包括辐射末端；
所述辐射末端与所述水力模块的二次侧管路连通；
和/或；
所述末端包括风机盘管；
所述风机盘管与所述水力模块的二次侧管路连通。
本方案中，显热末端的配置更为灵活，根据精确的负荷计算，明确高负荷及瞬时冷热量需求大的区域采用干式风机盘管+毛细管辐射管的灵活配置形式(如瞬时冷热量需求大的客厅及负荷较大的西、南侧房间等)，对于客厅空间同时开启两套末端系统，实现快速降温，达到设定温度，关闭风机盘管，只运行毛细管系统，维持设定温度。在负荷较大的西、南侧房间同时运行两套末端，保证充足的冷、热量供给。相对于常规的辐射末端+新风系统，运行更为灵活，舒适性保障性更强。
进一步优选地，还包括第一分水器、第二分水器、第一集水器和第二集水器；
所述水力模块的数量为多个，多个所述水力模块分别设置于不同楼宇；
所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机上均设有供水管和回水管；
所述第一冷热源主机上的供水管通过所述第一分水器与多个所述水力模块的一次侧管路的进水端连通设置；
所述第一冷热源主机上的回水管通过所述第一集水器与多个所述水力模块的一次侧管路的出水端连通设置；
所述第二冷热源主机上的供水管通过所述第二分水器与多个所述冷热水盘管的进水管连通设置；
所述第二冷热源主机上的回水管通过所述第二集水器与多个所述冷热水盘管的回水管连通设置。
本方案中，设置分集水器，可提高一次侧水力平衡及保障性。
进一步优选地，还包括控制器；
所述控制器设置于用户端且与所述集中冷热源主机通讯连接，并根据所述集中冷热源主机的运行状态控制所述末端和所述新风机组的运行。
本方案中，采用通讯方式实现设备控制及数据传输，减少硬件成本，实现数据的实时监测，相对于现有系统，增加后台数据的收集处理，优化控制系统；根据室内负荷状态自动运行设备，优化用户操作。
本发明的技术效果在于：通过独立配置新风冷热源与辐射冷热源，可根据新风系统及辐射系统的不同水温需求，独立调节出水温度，保证功能需求及能效的综合最优化。此外，新风机组中先通过热管冷却段对新风进行预冷，然后采用5℃冷冻水对新风进行冷却除湿，可保障高湿不利条件下的除湿效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的一种温湿分控集中式空调系统的结构示意图；
图2是本发明的一种温湿分控集中式空调系统的用户端内部示意图；
图3是本发明的一种温湿分控集中式空调系统的新风机组的结构示意图；
图4是本发明的一种温湿分控空调系统的三级计量的流程图；
图5是本发明的一种温湿分控空调系统的辐射末端的计量原理图；
图6是本发明的一种温湿分控空调系统的风机盘管末端的计量原理图；
图7是本发明的一种温湿分控空调系统的新风机组的计量原理图。
附图标号说明：
11、第一冷热源主机；12、第二冷热源主机；121、新风供水管；122、新风回水管；2、楼宇；20、水力模块；21、一次侧管路；22、换热器；23、二次侧管路；3、末端；31、辐射末端；32、风机盘管；4、用户端；5、新风机组；51、第一热管段；52、冷热水盘管；53、第二热管段；54、过滤器；55、辅助调温盘管；56、加湿器；57、送风机；58、新风送风口；61、第一分水器；62、第二分水器；63、第一集水器；64、第二集水器；7、变频水泵；8、一级计量装置；9、二级计量装置。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本发明提供一种温湿分控集中式空调系统，如图1至图3所示，包括集中冷热源主机、水力模块、末端和新风机组。集中冷热源主机包括第一冷热源主机11和第二冷热源主机12。水力模块20设置于楼宇内，其包括一次侧管路21、换热器22和二次侧管路23，一次侧管路21与第一冷热源主机11管路连接，一次侧管路21中的冷热源与二次侧管路23中的水通过换热器22进行热量交换；末端3设置于用户端4且与二次侧管路23连通设置，用于处理用户端4室内的显热负荷；新风机组5设置于用户端4，新风机组5包括沿送风方向依次设置的第一热管段51和冷热水盘管52，第一热管段51用于对新风预冷，冷热水盘管52与第二冷热源主机12管路连接，用于对新风进行冷却除湿。
具体地，集中冷热源主机根据安装要求可布置于室外或集中空调房内部。按照供给辐射末端及新风系统两种形式可分为辐射系统冷热源及新风系统冷热源，即分为第一冷热源主机11与第二冷热源主机12。
系统中的水力模块20设置在楼宇侧，可设置于住宅楼进口楼梯下或地下室机房换热间，水力模块20可做成箱体结构，同时在箱体内部应增加保温层，对整体换热系统部件进行保温隔热，防止夏季出现设备表面结露，同时减少冬夏季水力模块20的外部传热损失。第一冷热源主机11的供回水管路均接入水力模块20的一次侧，通过换热器22产生二次冷、热水供给设置在用户端4的末端3，以通过末端3处理用户端4室内的显热负荷。
如图2所示，末端3可包括辐射末端31或风机盘管32等；辐射末端31和风机盘管32均与水力模块20的二次侧管路23连通设置。辐射末端31和风机盘管32用于处理室内的显热负荷，根据建筑负荷及功能、投资成本要求可灵活布置，风机盘管32布置在客厅等需要快速升降温的空间及西、南侧主要功能房间辐射系统冷、热出力不足的情况，安装位置可采用顶部安装或地面安装(需要做局部降板处理)。具体位置应布置于主要功能区，同时避免对人体的直吹。
如图3所示，新风机组5设置于用户端4，新风机组5的冷热水由于夏季除湿的要求，不经过水力模块20，直接由第二冷热源主机12产生冷热水经过分集水器及输配管网直接送入新风机组5内，作为新风处理的冷热源，新风机组5的冷热水盘管52与第二冷热源主机12的新风供回水管(即新风供水管121和新风回水管122)连接，新风供水管。新风机组5采用了两段式控温技术，第一段采用热管技术进行控温，第二段采用第二冷热源主机12提供的集中冷热水进行控温。
第二冷热源主机12的冷热源仅供给新风机组5，在制冷模式下，第二冷热源主机12(新风冷热源主机)可制取5℃低温冷水通过分集水器分配至各用户端的冷热水盘管52。新风进入新风机组5后，先通过热管冷却段(第一热管段51)进行新风的一级预冷，预冷后新风经过冷热水盘管52(5℃冷冻水)，进一步对新风进行冷却除湿达到送风含湿量。先通过热管冷却段对新风进行预冷，降低新风的温度，然后通过5℃冷冻水对新风进行冷却除湿，相比于现有的直接使用7℃冷冻水对新风进行冷却除湿，除湿能力更好，对于高湿不利条件下的除湿更具保障性。
第一冷热源主机11提供的冷热源仅用于处理室内的显热负荷，不用考虑新风负荷，且辐射系统夏季冷水需求温度较高，因此，在制冷模式下，第一冷热源主机11可采用11℃中温冷水出水供给水力模块，相比于常规7℃出水，提高了主机蒸发温度，从而显著提高了系统能效。
本发明中，通过独立配置新风冷热源与辐射冷热源，可根据新风系统及辐射系统的不同水温需求，独立调节出水温度，保证功能需求及能效的综合最优化。此外，新风机组5中先通过热管冷却段对新风进行预冷，然后采用5℃冷冻水对新风进行冷却除湿，可保障高湿不利条件下的除湿效果。
本发明中，末端3和新风机组5的运行通过户内控制器控制，集中冷热源主机机房通过RS485通讯或TCP通讯的方式，将集中冷热源主机(第一冷热源主机11和第二冷热源主机12)运行模式及运行状态发送至户内控制器，控制器根据第一冷热源主机11和第二冷热源主机12运行状态确定户内系统是否允许开启制冷、制热模式或只能运行通风模式。
户内控制器通过监测户内辐射末端31回路阀门开启状态，计量对应辐射末端31回路运行时间；通过监测风机盘管32阀门开启时对应高、中、低档运行状态，计量对应风机盘管32在阀门开启时，高、中、低档相应的运行时间；并通过集中冷热源主机的机房管理系统或后台管理系统，用通讯的方式实时读取对应用户的设备使用时长，根据单价计算相应费用数据。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，温湿分控集中式空调系统还包括第一分水器61、第二分水器62、第一集水器63和第二集水器64；水力模块20的数量为多个，多个水力模块20分别设置于不同楼宇2；第一冷热源主机11和第二冷热源主机12上均设有供水管和回水管；第一冷热源主机11上的供水管通过第一分水器61与多个水力模块20的一次侧管路21的进水端连通设置；第一冷热源主机11上的回水管通过第一集水器63与多个水力模块20的一次侧管路21的出水端连通设置；第二冷热源主机12上的供水管通过第二分水器62与多个冷热水盘管52的进水管连通设置；第二冷热源主机12上的回水管通过第二集水器64与多个冷热水盘管52的回水管连通设置。
具体地，机房侧设置两套独立的冷热源主机系统，即第一冷热源主机11与第二冷热源主机12。第一冷热源主机11制取集中冷热水，通过水泵作为动力驱动源，并通过第一分水器61输送给设置于每个楼宇2的水力模块20的一次侧管路21的进水管，通过第一集水器63收集每个水力模块20的一次侧管路21的回水管的回水。第二分水器62和第二集水器64用于第二冷热源主机12在不同楼宇2之间的供水。第一分水器61、第二分水器62、第一集水器63和第二集水器64作为不同楼宇2之间供水的分、集水设备，可设置于集中冷热源机房内部。
优选地，如图1所示，还包括变频水泵7；第一冷热源主机11的回水管、第二冷热源主机12的回水管以及水力模块20的二次侧管路23上均设置有变频水泵7。第一冷热源主机11和第二冷热源主机12的冷冻水输送采用变频水泵7降低了水泵能耗，进一步提高了系统能效。水力模块20的二次侧也采用变频水泵7，可根据二次侧供回水温差调整二次侧流量，保证冷热水的高效输送，降低了二次侧水泵能耗。
优选地，制冷模式下，第一冷热源主机11的供水温度为11℃，回水温度为17℃，第二冷热源主机12的供水温度为5℃，回水温度为12℃；制热模式下，第一冷热源主机11的供水温度为40℃，回水温度为34℃，第二冷热源主机12的供水温度为35℃，回水温度为30℃。第一冷热源主机11制取11℃冷水，相对于常规7℃冷冻水出水工况而言，显著提升了第一冷热源主机11的能效。
在制冷模式下，第一冷热源主机11采用6℃大温差变流量输送方式，第二冷热源主机12采用7℃大温差变流量输送方式，相对于常规7/12℃的5℃供回水温差，提高了供回水温差，更加贴合负荷需求，大幅度降低了冷冻水流量，进而降低了输送能耗。同时采用变频水泵7，降低了水泵能耗，进一步提高了系统能效。在制热模式下，采用35℃热水，相对于常规40℃或45℃热水工况，降低了冷凝温度，提高了主机的能效。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，新风机组5还包括第二热管段53；第一热管段51、冷热水盘管52与第二热管段53沿送风方向依次设置，且第一热管段51与第二热管段53连通设置。
在制冷模式下，新风机组5通过第一热管段51对新风进行一级预冷，预冷后的新风经过集中冷源冷水盘管(也即冷热水盘管52)采用5℃冷冻水进行深度除湿，达到送风含湿量，确保除湿效果，对于除湿后的新风，温度显著低于送风目标温度，再通过第二热管段53进行新风的再热。热管中装有工质，在第一热管段51中的工质吸热发生相变由液态变为气态，第一热管段51与第二热管段53是导通的，新风经过第二热管段53时，热管中的工质放热发生相变由气态转变为液态，利用热管装置实现新风预冷-再热过程的热平衡。由于采用了热管技术，预冷及再热可自动达到热力平衡，从而实现新风“预冷、再热”两个过程的零耗能；相对于常规新风处理系统，大幅度降低了新风预冷能耗以及再热电耗。
进一步地，如图3所示，新风机组还包括过滤器54、辅助调温盘管55、加湿器56和送风机57；过滤器54设置于第一热管段51前端远离冷热水盘管52的一侧；辅助调温盘管55、加湿器56和送风机57沿送风方向依次设置且位于第二热管段53远离冷热水盘管52的一侧，辅助调温盘管55与第二冷热源主机12管路连接。
在制冷除湿工况下，温湿分控集中式空调系统的工作过程为：
首先新风进入新风机组5，通过过滤器54(含初效及高效两级过滤)进行过滤除尘；进一步经过热管预冷-再热装置，先进行新风预冷，第一热管段51预冷时，热管中工质吸热发生相变由液态变为气态，进一步通过冷热水盘管52进行新风的冷却除湿，该冷热水盘管52采用第二冷热源主机12供给的5℃冷冻水作为除湿冷源，相对于常规的7℃冷冻水冷源，可以达到更为深度的除湿，对于高温高湿地区具有更佳的除湿保障性，同时第二冷热源主机12能效不会产生显著下降；经过冷却除湿后，新风温度显著低于送风目标温度，进一步通过第二热管段53进行新风的再热，再热时热管中工质放热发生相变由气态转变为液态。同时第二冷热源主机12提供的冷冻水少部分通过旁通管进入到辅助调温盘管55，通过辅助调温盘管55进行调温，使得最终送风温度处于目标范围之内。制冷除湿工况下，加湿器(一般采用湿膜加湿模块)不工作，最终处理后的新风由送风机送至新风管道到新风送风口58，新风机可根据用户需求进行不同档位调节，实现不同送风量的设置。
同时，第一冷热源主机11制取11℃中温冷水通过分集水器分配至各个楼宇式水力模块20作为一次冷源，水力模块20中的换热器22制取16℃二次冷水供给辐射/风机盘管末端。水力模块20二次侧采用变频水泵7作为循环泵，采用16/19℃即3℃温差的变流量输送方式，节省二次侧冷水输送能耗。经过辐射/干风盘供水立管供给至各用户的毛细辐射末端31及风机盘管32，用于处理室内显热负荷(不含新风负荷)。
在制热模式下，温湿分控集中式空调系统的工作过程为：
第二冷热源主机12制取35℃热水，供回水温度为35/30℃，通过变频水泵7作为循环泵进行变流量输送，节省输送能耗，并通过第二分水器62和第二集水器64输送至各楼宇2。35℃热水通过建筑内新风供回水立管分配各户新风机组5。
室外新风，首先经过过滤器54进行两级过滤除尘，再经过第一热管段51进行新风预热，再通过冷热水盘管52加热新风，该盘管制冷除湿工况下通冷水冷却除湿、供热工况下通热水加热新风。再通过第二热管段53，通过第二热管段53后，新风温度有所下降，通过辅助调温盘管55调节新风温度。通过加湿器56加湿模块实现新风加湿，最终通过新风送风机57实现新风送风，送风机57可按用户需求，实现多档风量调节，匹配用户个性化需求。新风送风方式可根据安装条件及空间功能、负荷特点，采用地面送风、踢脚线送风、顶部散流器送风等多种送风方式，按照气流组织的优劣性，一般优先采用地面送风机踢脚线送风，以实现置换通风的气流组织效果。
对于辐射/风及盘管系统，由第一冷热源主机11制取40℃热水采用40/34℃供回水温度运行，经分集水器供给楼宇水力模块20，通过6℃供回水温差并结合变频水泵7实现大温差变流量输送，以降低输送能耗。通过第一分水器61和第二集水器64输配至各个楼宇水力模块20，楼宇水力模块20通过板式换热器隔离一、二次侧水系统，同时由一次侧40℃供水，制取35℃二次热水，二次侧采用35/32℃即3℃供回水温差通过变频泵作为循环泵输送至供水立管，现变流量输送，节省了输送能耗。辐射/干风盘通过供回水立管输送35℃热水至毛细管辐射末端/风机盘管末端。
在通风模式下，建筑内部基本无冷、热负荷，所有的冷热源及水系统输送设备均处于关闭状态，包括第一冷热源主机11、第二冷热源主机12、变频水泵7、加湿器56、风机盘管32、辐射末端31。仅开启新风机组5，并设置为通风模式。该模式下，新风通过过滤器54除尘过滤后直接送至新风末端，新风送风机可根据用户需求，实现多档位不同新风量的调节。该模式下，辐射/干风盘整个系统处于关闭状态；新风系统新风机组5开启通风模式，无热过程的处理，仅作除尘过滤处理。
本发明的温湿分控集中式空调系统的用户端部分分室可调，辐射末端31通过安装于各房间的温控面板调节开关调节，具体运行方式为：
A、系统开启，制冷模式下，露点温度低于辐射供水温度，并相差露点保护安全值内，当前区域温度T-设定目标温度Ts>预设值△T时，开启该区域辐射阀门；设定目标温度Ts-当前区域温度T>预设值△T时，关闭该区域辐射阀门；
B、系统开启，制热模式下，设定目标温度Ts-当前区域温度T>预设值△T时，开启该区域辐射阀门；当前区域温度T-设定目标温度Ts>预设值△T时，关闭该区域辐射阀门；
C、系统关闭，或制冷模式下处于露点保护状态，或通风模式下，关闭辐射阀门；
末端为风机盘管32设备时，根据风机盘管32控制面板控制对应风机盘管32运行。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，温湿分控集中式空调系统还包括一级计量装置8、二级计量装置9和三级计量装置；第一冷热源主机11和第二冷热源主机12的供回水总管上均设置有一级计量装置8，分别用于计量第一冷热源主机11和第二冷热源主机12供给的总冷/热量；水力模块20的一次侧管路上以及位于楼宇入口处的第二冷热源主机12的供回水管路上均设置有二级计量装置9，分别用于计量水力模块20所在楼宇2的末端冷/热耗量以及新风冷/热耗量；三级计量装置设置于用户端4，用于计量对应用户端4的末端3的开启时间、开启面积以及新风机组5的运行时间和对应的风量档位信息。
具体地，本方案采用三级供冷供热计量系统，是基于通断时间面积法设置的计量系统。该计量系统，共分为三级。一级计量装置8在集中冷热源机房内，用于计量整套冷热源系统的供能包括新风冷热源(第二冷热源主机12)及辐射系统冷热源(第一冷热源主机11)，计量仪表采用电磁式能量表，相对于超声波式仪表，精度更高，使用寿命更长。二级计量装置9位于各个楼宇水力模块20前端，用于通过楼宇水力模块20的冷、热量，该部分冷热量用于辐射/风机盘管末端系统，供给新风系统的冷热水由于未经过楼宇水力模块20，在楼宇入口处增设能量表用于计量用于该楼宇新风系统的集中冷、热量。三级计量仪表位于用户端4系统内部，用于计量该户辐射系统及新风系统运行时间，即辐射末端31、风机盘管32和新风机组5的运行时间及风量档位信息。各级计量仪表的安装应符合相应安装要求。综合而言，一级计量仪表用于计量机房总供给冷、热量，作为分摊总费用，二级计量用于计量整栋楼的冷、热耗量，同时作为楼宇间的分摊基数，三级计量用于将楼宇冷、热耗量分摊至各个用户。该种计量方法相对于在户端采用能量表计量每户冷热用量，避免了户端热量表安装条件受限、小流量等因素造成的计量精度差、冷热收、支难以平衡的问题，同时大幅度的降低了计量仪表的投资及维护成本。具体计量原理如图4所示。
第三级计量装置核心功能是依据通断时间面积法，通过设置计量新风机组制冷、制热模式下运行时间及对应的风量档位等信息以及辐射系统开启时间，统计用户端不同类型系统运行的时间及条件(新风机组5的风量)，并按照面积进行加权，作为一栋楼宇2内部各户之间费用分摊的量化依据，通过智能控制系统实现设备的运行控制及数据采集、加权计算等功能。该套计量技术体系，相对于常规仅在用户端安装能量表进行冷热量直接计量而言，增加了多级校正，保证了更高的计量精度，同时实现的各级能量的平衡。在户端仅计量时间参数，设备的运行维护成本大幅度降低。
辐射末端31计量逻辑如图5所示，同时根据系统录入各辐射区域对应面积系数S，与辐射运行时间加权后，计入系统能耗计量。风机盘管32计量逻辑如图6所示。新风机组5计量逻辑如图7所示，考虑新风机除湿工况在系统制冷工况下运行，故除湿工况计入制冷工况，通风模式不需要冷热源，不计入计量中。
根据一级计量装置8、二级计量装置9以及三级计量装置的计量数据计算所述用户端费用的计量模型为：
LTk＝La·αk；
Figure BDA0002405947150000181
Figure BDA0002405947150000182
Figure BDA0002405947150000183
Figure BDA0002405947150000184
Figure BDA0002405947150000185
Figure BDA0002405947150000186
Figure BDA0002405947150000187
Figure BDA0002405947150000191
Figure BDA0002405947150000192
Figure BDA0002405947150000193
Figure BDA0002405947150000194
Lkijt＝LRkijt+LWkijt；
Figure BDA0002405947150000195
Figure BDA0002405947150000196
其中，L为分摊费用/万元；α为供能季分摊系数；Q为计量冷热流量/MWH；A为开启辐射面积/m2；t为运行时间；下标a为年度标识；下标k为供能季标识；下标T为(新风及辐射)总供能标识；下标R为辐射系统标识；下标W为新风系统标识；下标i为楼宇标识；下标j为用户标识；下标t为计时时段标识；m为新风档位标识；下标fc为干风盘标识；下标H为高档位标识；下标M为中档位标识；下标L为低档位标识。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，包括：
集中冷热源主机，所述集中冷热源主机包括第一冷热源主机和第二冷热源主机；
设置于楼宇的水力模块，包括一次侧管路、换热器和二次侧管路，所述一次侧管路与所述第一冷热源主机管路连接，所述一次侧管路中的冷热源与所述二次侧管路中的水通过所述换热器进行热量交换；
设置于用户端的末端，与所述二次侧管路连通设置，用于处理用户端室内的显热负荷；
设置于用户端的新风机组，所述新风机组包括沿送风方向依次设置的第一热管段和冷热水盘管，所述第一热管段用于对新风预冷，所述冷热水盘管与所述第二冷热源主机管路连接，用于对新风进行冷却除湿。
2.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
所述新风机组还包括第二热管段；
所述第一热管段、所述冷热水盘管与所述第二热管段沿送风方向依次设置，且所述第一热管段与所述第二热管段连通设置。
3.根据权利要求2所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
所述新风机组还包括过滤器、辅助调温盘管、加湿器和送风机；
所述过滤器设置于所述第一热管段前端远离所述冷热水盘管的一侧；
所述辅助调温盘管、所述加湿器和所述送风机沿送风方向依次设置且位于所述第二热管段远离所述冷热水盘管的一侧；
所述辅助调温盘管与所述第二冷热源主机管路连接。
4.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
还包括：
一级计量装置，所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机的供回水总管上均设置有所述一级计量装置，分别用于计量所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机供给的总冷/热量；
二级计量装置，所述水力模块的一次侧管路上以及位于所述楼宇入口处的所述第二冷热源主机的供回水管路上均设置有所述二级计量装置，分别用于计量所述水力模块所在楼宇的末端冷/热耗量以及新风冷/热耗量；
三级计量装置，设置于用户端，用于计量对应用户端的末端的开启时间、开启面积以及新风机组的运行时间和对应的风量档位信息。
5.根据权利要求4所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
根据所述一级计量装置、所述二级计量装置以及所述三级计量装置的计量数据计算用户端费用的计量模型为：
LTk＝La·αk；
Figure FDA0002405947140000021
Figure FDA0002405947140000022
Figure FDA0002405947140000023
Figure FDA0002405947140000024
Figure FDA0002405947140000025
Figure FDA0002405947140000026
Figure FDA0002405947140000031
Figure FDA0002405947140000032
Figure FDA0002405947140000033
Figure FDA0002405947140000034
Figure FDA0002405947140000035
Lkijt＝LRkijt+LWkijt；
Figure FDA0002405947140000036
Figure FDA0002405947140000037
其中，L为分摊费用/万元；α为供能季分摊系数；Q为计量冷热流量/MWH；A为开启辐射面积/m2；t为运行时间；下标a为年度标识；下标k为供能季标识；下标T为新风及辐射总供能标识；下标R为辐射系统标识；下标W为新风系统标识；下标i为楼宇标识；下标j为用户标识；下标t为计时时段标识；m为新风档位标识；下标fc为干风盘标识；下标H为高档位标识；下标M为中档位标识；下标L为低档位标识。
6.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
还包括变频水泵；
所述第一冷热源主机的回水管、所述第二冷热源主机的回水管以及所述水力模块的二次侧管路上均设置有所述变频水泵。
7.根据权利要求6所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
制冷模式下，所述第一冷热源主机的供水温度为11℃，回水温度为17℃；
制冷模式下，所述第二冷热源主机的供水温度为5℃，回水温度为12℃；
制热模式下，所述第一冷热源主机的供水温度为40℃，回水温度为34℃；
制热模式下，所述第二冷热源主机的供水温度为35℃，回水温度为30℃。
8.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
所述末端包括辐射末端；
所述辐射末端与所述水力模块的二次侧管路连通；
和/或；
所述末端包括风机盘管；
所述风机盘管与所述水力模块的二次侧管路连通。
9.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
还包括第一分水器、第二分水器、第一集水器和第二集水器；
所述水力模块的数量为多个，多个所述水力模块分别设置于不同楼宇；
所述第一冷热源主机和所述第二冷热源主机上均设有供水管和回水管；
所述第一冷热源主机上的供水管通过所述第一分水器与多个所述水力模块的一次侧管路的进水端连通设置；
所述第一冷热源主机上的回水管通过所述第一集水器与多个所述水力模块的一次侧管路的出水端连通设置；
所述第二冷热源主机上的供水管通过所述第二分水器与多个所述冷热水盘管的进水管连通设置；
所述第二冷热源主机上的回水管通过所述第二集水器与多个所述冷热水盘管的回水管连通设置。
10.根据权利要求1所述的一种温湿分控集中式空调系统，其特征在于，
还包括控制器；
所述控制器设置于用户端且与所述集中冷热源主机通讯连接，并根据所述集中冷热源主机的运行状态控制所述末端和所述新风机组的运行。
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