CN112303771A - 一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法，所述中央空调系统包括供能机构、负荷侧、一级泵以及循环泵，所述供能机构与所述负荷侧相连接以形成循环回路；所述一级泵位于所述负荷侧和所述供能机构之间，所述循环泵的一端连接于所述供能机构与负荷侧之间，另一端连接于所述负荷侧与所述第一级泵之间。本发明通过在供能机构与负荷侧之间设置循环泵，利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷，减少低负荷情况下空调水系统的旁通流量，减少主机停止运行后主机的水阻力损失，提高了供能机构的运行安全性。

Description

一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法。
背景技术
冷源设备制取的冷量通过管道系统输送至空气处理设备，输送冷水的系统就是空调水系统，其中，空调水系统可以分为一级泵系统、二级泵系统和多级泵系统。目前普遍使用的一级泵系统在低负荷情况下容易出现“喘振”现象，而“喘振”会给冷源设备带来损害，而影响冷源设备的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于一级泵的中央空调系统，所述中央空调系统包括供能机构、负荷侧、一级泵以及循环泵，所述供能机构与所述负荷侧相连接以形成循环回路；所述一级泵位于所述负荷侧和所述供能机构之间，所述循环泵的一端连接于所述供能机构与负荷侧之间，另一端连接于所述负荷侧与所述第一级泵之间。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述中央空调水系统包括分水器和集水器；所述分水器位于所述供能机构与所述负荷侧的进水口之间，所述集水器位于所述负荷侧的出水口与所述一级泵之间。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述循环泵一端与所述分水器相连接，另一端与所述集水器相连接。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述中央空调水系统包括旁通阀，所述旁通阀连接于所述分水器和所述集水器之间。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述供能机构包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器与所述蒸发器相连接以形成换热回路；所述蒸发器的出水口与负荷侧相连接，所述蒸发器的进水口与所述一级泵相连接。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述中央空调水系统包括供水机构，所述供水机构与所述一级泵相连接。
所述基于一级泵的中央空调系统，其中，所述制冷机构，所述制冷机构与所述冷凝器相连接，以为所述冷凝器提供冷源。
一种基于一级泵的中央空调系统的控制方法，所述方法应用于如上所述的基于一级泵的中央空调系统，所述方法包括：
检测负荷侧的出水口的回流水温度；
当负荷侧的出水口的回流水温度小于回水温度时，关闭所述一级泵以及所述供能机构；启动循环泵，以使得流经负荷侧出水口的回流水通过循环泵流入负荷侧。
所述基于二级泵的中央空调水系统及控制方法，其中，所述方法还包括：
当一级泵以及所述供能机构停止后，检测所述负荷侧的出水口温度；
当所述负荷侧的出水口满足预设条件时，启动所述一级泵以及所述供能机构，并关闭循环泵以通过所述供能机构为负荷侧提供能力。
所述基于二级泵的中央空调水系统及控制方法，其中，所述预设条件为：所述负荷侧的出水口温度大于预设温度阈值，其中，预设温度阈值大于或者等于回水温度。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法，所述中央空调系统包括供能机构、负荷侧、一级泵以及循环泵，所述供能机构与所述负荷侧相连接以形成循环回路；所述一级泵位于所述负荷侧和所述供能机构之间，所述循环泵的一端连接于所述供能机构与负荷侧之间，另一端连接于所述负荷侧与所述第一级泵之间。本发明通过在供能机构与负荷侧之间设置循环泵，利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷，减少低负荷情况下空调水系统的旁通流量，减少主机停止运行后主机的水阻力损失，提高了供能机构的运行安全性。
附图说明
图1为本发明提供的基于一级泵的中央空调水系统的一个示例图。
图2为本发明提供的基于一级泵的中央空调水系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于一级泵的中央空调系统以及控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。
本实施例提供了一种基于一级泵的中央空调水系统，如图1所示，所述中央空调水系统包括供能机构1、负荷侧2、一级泵3和循环泵4，所述供能机构1的出水口与所述负荷侧2的进水口相连接，所述负荷侧2的出水口与所述供能机构1的进水口相连接以形成供水回路。所述负荷侧2的出水口与所述供能机构1的进水口之间布置所述一级泵3，所述循环泵4一端连接于所述供能机构1与负荷侧2之间，另一端连接于所述负荷侧2与所述一级泵3之间。本发明通过在供能机构与负荷侧2之间设置循环泵，利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷，减少低负荷情况下空调水系统的旁通流量，减少主机停止运行后主机的水阻力损失，提高了供能机构的运行安全性。同时，通过循环泵4利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷，可以避免制冷主机在低效率下运行，节省主机运行能耗，以及避免一级泵在低负荷情况下运行时的流量冗余和扬程冗余，节省输送能耗。
进一步，所述循环泵4与所述供能机构1形成供冷回路，所述循环泵4可以将供能机构1的出水口流出的回流水传输至供能机构1的进水口，利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷为负荷侧2供冷，避免一级泵在低负荷情况下运行时的流量冗余和扬程冗余，节省输送能耗。所述循环泵4通过第一连接管连接于所述供能机构1与负荷侧2之间，所述所述循环泵4通过第二连接管连接于所述供能机构1与负荷侧2之间，所述第一连接管上可以设置有控制阀和压力表等，所述第一连接管上可以设置有控制阀和压力表等，这样在循环泵关闭时，可以避免流向负荷侧2的水源和负荷侧2的出水口流出的回流水进入循环泵4，提高了循环泵4的安全性。
进一步，所述循环泵4在空调水系统中存在蓄冷量并供能机构停止工作时，循环泵启动以在循环泵和负荷侧2之间形成供水回路，通过循环泵将负荷侧2的回流水传输至负荷侧2的进水口，以通过空调水系统中存在蓄冷量为负荷侧2提供冷源。由此，所述负荷侧2的出水口设置有温度检测装置，通过温度检测装置检测出水口的温度，在供能机构停止工作下，若温度检测装置检测到的温度小于回水温度，则启动所述循环泵4。这是由于，空调水系统的水容量在供水温度(例如，7℃等)和回水温度(例如，12℃等)存在供回水温差(例如，5℃等)下循环运行，当回水温度低于系统供能机构1设定温度时，供能机构停止运行；此时若干空调水系统中的水温度低于回水温度(例如，12℃等)，则判定空调水系统中的水有一定的蓄冷量。
在本实施例的一个实现方式中，所述循环泵4的工作过程可以为：当中央空调水系统处于低负荷运行时，即负荷侧2的出水口的回流水温度小于回水温度时，关闭所述一级泵3以及所述供能机构1，并启动循环泵4，以使得流经负荷侧2出水口的回流水通过循环泵4流入负荷侧2，通过回流水为负荷侧2提供能量。此外，当一级泵3以及所述供能机构1停止后，检测所述负荷侧2的出水口温度，当所述负荷侧2的出水口满足预设条件时，启动所述一级泵3以及所述供能机构1，并关闭循环泵4，以通过所述供能机构1为负荷侧2提供能力。其中，所述预设条件为所述负荷侧2的出水口温度大于预设温度阈值，其中，预设温度阈值大于或者等于回收温度，例如，回水温度为12℃，预设温度阈值为16℃。
进一步，在本实施例的一个实现方式中，所述供能机构1包括蒸发器11和冷凝器12，所述冷凝器12与所述蒸发器11相连接以形成换热回路；所述蒸发器11的出水口与负荷侧2相连接，所述蒸发器11的进水口与所述一级泵3相连接。此外，所述供冷机构还可以包括冷源端，所述冷源端与所述冷凝器12之间形成循环回来，以为冷凝器12提供冷源。
此外，在实际应用中，为了避免中央空调水系统中的水源因蒸发的原因而减少，所述中央空调水系统还包括供水机构8，所述供水机构8与所述一级泵3相连接，通过一级泵3将供水机构8中的补充水以及负荷侧2的回流水传输至供能机构1，以保证流入供能机构1的回流水量不变。
在本实施例的一个实现方式中，所述中央空调水系统包括分水器5和集水器6；所述分水器5位于所述供能机构1与所述负荷侧2的进水口之间，也就是说，所述供能机构1的出水口与所述分水器5相连接，所述负荷侧2的进水口与所述分水器5相连接，供能机构1流出的介质水通过分水器5传输至负荷侧2。所述集水器6位于所述一级泵3与所述负荷侧2的出水口之间，也就是说，所述负荷侧2的出水口与集水器6相连接，所述集水器6与一级泵3相连接。
在本实施例的一个实现方式中，所述中央空调水系统包括旁通阀7，所述旁通阀7连接于所述分水器5和所述集水器6之间。可以理解的是，所述旁通阀7一端与分水器5相连接，另一端与集水器6相连接，这样旁通阀7可以调节负荷侧2用户供水量的变化。这是由于从末端空调设备使用需求来看，负荷侧2要求空调水系统变流量运行；而从供能机构1(例如，供冷机组等)的特性来看，要求通过供能机构1(如，蒸发器等)的水流量为定值。基于此，在分水器5和所述集水器6之间设置旁通阀7。此外，所述旁通阀7的工作原理可以为：在供能机构1满负荷运行，无旁通水量，旁通阀7开度为零，分水器5和集水器6之间的压力差为控制设定值；当负荷侧2负荷变小时，负荷侧2的两通调节阀关小，分水器5和集水器6之间的压力差会提高并超过设定值，此外开启旁通阀7，部分水通过旁通阀7进入集水器6，使分水器5和集水器6之间的压力差为控制设定值减小至设定值才停止继续开大。此外，旁通水与负荷侧2回水混合后进入供能机构1，保持了进入供能机构1的水量不变。
综上所述，本实施例提供了一种基于一级泵的中央空调系统，所述中央空调系统包括供能机构、负荷侧、一级泵以及循环泵，所述供能机构与所述负荷侧相连接以形成循环回路；所述一级泵位于所述负荷侧和所述供能机构之间，所述循环泵的一端连接于所述供能机构与负荷侧之间，另一端连接于所述负荷侧与所述第一级泵之间。本发明通过在供能机构与负荷侧之间设置循环泵，利用空调水系统中一定容量的水中存在的冷量供冷，减少低负荷情况下空调水系统的旁通流量，减少主机停止运行后主机的水阻力损失，提高了供能机构的运行安全性。
基于上述基于一级泵的中央空调系统，本实施例还提供了一种基于一级泵的中央空调系统的控制方法，所述方法应用于如上所述的基于一级泵的中央空调系统，如图2所示，所述方法包括：
检测负荷侧的出水口的回流水温度；
当负荷侧的出水口的回流水温度小于回水温度时，关闭所述一级泵以及所述供能机构；启动循环泵，以使得流经负荷侧出水口的回流水通过循环泵流入负荷侧。
具体地，中央空调的水系统中有一定的水容量，并且中央空调的水系统中的供水温度低于回水温度，例如，供水温度7℃，回水温度12℃，那么供水温度和回水温度之间具有5℃温差。而当回水温度低于系统制冷主机设定温度时，制冷主机停止运行，中央空调水系统中的水温度低于12℃，说明中央空调水系统中的水具有蓄冷量，由此，可以采用中央空调水系统中的水具有蓄冷量为负荷侧供冷。由此，当负荷侧的出水口的回流水温度小于回水温度时，可以关闭所述一级泵以及所述供能机构；启动循环泵，以使得流经负荷侧出水口的回流水通过循环泵流入负荷侧，以利用中央空调水系统中的水具有蓄冷量为负荷侧供冷。
进一步，所述基于二级泵的中央空调水系统及控制方法，其中，所述方法还包括：
当一级泵以及所述供能机构停止后，检测所述负荷侧的出水口温度；
当所述负荷侧的出水口满足预设条件时，启动所述一级泵以及所述供能机构，并关闭循环泵以通过所述供能机构为负荷侧提供能力。
具体地，所述预设条件为所述负荷侧的出水口温度大于预设温度阈值，其中，预设温度阈值大于或者等于回水温度。例如，回水温度为12℃，预设温度阈值为16℃；那么在循环泵运行情况下，当回水温度超过16℃时，循环泵停止运行，启动一级泵并开启制冷主机，通过制冷主机供冷且系统蓄冷工况；当回水温度低于12℃，且主机运行容量低于可调节容量的下限时，关闭制冷主机及一级泵，启动循环泵运行，通过空调水系统放冷工况。
此外，值得说明的是，基于一级泵的中央空调系统的控制方法的具体工作过程可以参照上述基于一级泵的中央空调系统的工作过程的说明这里就不在一一赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述中央空调系统包括供能机构、负荷侧、一级泵以及循环泵，所述供能机构与所述负荷侧相连接以形成循环回路；所述一级泵位于所述负荷侧和所述供能机构之间，所述循环泵的一端连接于所述供能机构与负荷侧之间，另一端连接于所述负荷侧与所述第一级泵之间。
2.根据权利要求1所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述中央空调水系统包括分水器和集水器；所述分水器位于所述供能机构与所述负荷侧的进水口之间，所述集水器位于所述负荷侧的出水口与所述一级泵之间。
3.根据权利要求2所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述循环泵一端与所述分水器相连接，另一端与所述集水器相连接。
4.根据权利要求2所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述中央空调水系统包括旁通阀，所述旁通阀连接于所述分水器和所述集水器之间。
5.根据权利要求1所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述供能机构包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器与所述蒸发器相连接以形成换热回路；所述蒸发器的出水口与负荷侧相连接，所述蒸发器的进水口与所述一级泵相连接。
6.根据权利要求5所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述制冷机构，所述制冷机构与所述冷凝器相连接，以为所述冷凝器提供冷源。
7.根据权利要求1所述基于一级泵的中央空调系统，其特征在于，所述中央空调水系统包括供水机构，所述供水机构与所述一级泵相连接。
8.一种基于一级泵的中央空调系统的控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-7任一所述的基于一级泵的中央空调系统，所述方法包括：
检测负荷侧的出水口的回流水温度；
当负荷侧的出水口的回流水温度小于回水温度时，关闭所述一级泵以及所述供能机构；启动循环泵，以使得流经负荷侧出水口的回流水通过循环泵流入负荷侧。
9.根据权利要求8所述基于二级泵的中央空调水系统及控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当一级泵以及所述供能机构停止后，检测所述负荷侧的出水口温度；
当所述负荷侧的出水口满足预设条件时，启动所述一级泵以及所述供能机构，并关闭循环泵以通过所述供能机构为负荷侧提供能力。
10.根据权利要求9所述基于二级泵的中央空调水系统及控制方法，其特征在于，所述预设条件为：所述负荷侧的出水口温度大于预设温度阈值，其中，预设温度阈值大于或者等于回水温度。
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