CN112628901B - 一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，主要用于建筑群的区域供冷，当建筑群中的各建筑用能单元均设置了本发明的分区式能源站，能够满足建筑群的夏季区域供冷需求。建筑群中的某个或多个分区式能源站可以通过集中供冷管道向其余的某个或多个分区式能源站提供冷冻水，也能够通过集中供冷管道从其余的某个或多个分区式能源站获取冷冻水，进而以多个分区式能源站实现建筑群的区域供冷。建筑群采用集中控制方法，以基于分区式能源站的区域供冷系统的总能耗最小为原则，综合调控各建筑用能单元的分区式能源站生产和输配冷冻水。

Description

一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法
技术领域
本发明属于能源供给系统，具体涉及一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法。
背景技术
常规的建筑空调系统，是针对一个建筑单体设置制冷站，制备空调冷冻水，再通过循环水管道系统，向该建筑单体的空调末端系统提供冷冻水；对于一个建筑群而言，即需要各建筑单体自身配置制冷站，从而满足各建筑单体的空调需求。而区域供冷，是针对一个较大面积范围的建筑群设置集中的中央能源站，制备空调冷冻水，再通过循环水管道系统，向各建筑单体空调末端系统提供冷冻水。其中，建筑群中包含了多个单体建筑，一个单体建筑可能是一个建筑用能单元，也可能由于功能不同，分成多个建筑用能单元，而当几个单体建筑的功能相同且相邻时，也可能为一个建筑用能单元，总之，一定区域的建筑群中包含了多个建筑用能单元。
由于各建筑用能单元的空调负荷一般不会同时出现峰值，所以冷水机组的装机容量一般小于各建筑用能单元的空调负荷总和。根据《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》（2009），（1）关于常规空调系统的冷源设备选择，第6.1.5条：确定冷水机组的装机容量时，应充分考虑不同朝向和不同用途房间空调峰值负荷同时出现的机率，以及各建筑空调工况的差异，对空调负荷乘以小于1的修正系数，该修正系数一般可取0.70~0.90；建筑规模大时宜取下限，规模小时宜取上限；（2）关于区域供冷，第6.3.4条：进行容量计算时，应根据各分区的功能与用冷特点，确定同时使用系数及不保证率。一般情况下，同时使用系数宜取0.5~0.8。
可知常规空调系统的冷源设备选型修正系数一般可取0.70~0.90，而区域供冷的冷源设备选型修正系数（同时使用系数）宜取0.5~0.8，总体而言，用于区域供冷的冷源装机容量会小于各建筑单体分散设置冷源时的总装机容量，从而减少了冷水机组及其配套设施的初投资，也能够保持冷水机组在较高负荷率下工作，保持较高能效。
对于建筑群供冷的方案选择，从理论上来说，上述的区域供冷模式相比于各建筑单体分散设置冷水机组，具有较为明显的投资和运行优势，但在实践中仍存在较多问题，主要有：（1）中央能源站向各建筑单体输送空调冷冻水，需要新建输配空调冷冻水的供回水管，增加了系统投资；（2）较大面积范围的建筑群往往不是同时建成并投入使用，一般要经过数年的发展才能具备相应的规模，但区域供冷模式初期就需要规划相应的建设规模和设备投资，导致在区域建设初期的运行经济性较差，不利于投资回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，主要用于建筑群的区域供冷，当建筑群中的各建筑用能单元均设置了本发明的分区式能源站，能够利用建筑群的集中供冷管道实现各分区式能源站的冷冻水互相联通，进而实现建筑群的区域供冷，降低建筑群冷水机组及其配套设施的初投资，提高区域供冷模式下的能源站建设的灵活性，提高设备利用率及能效。并采用集中控制方法，区域供冷系统以最小能耗运行。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：该方法采用基于分区式能源站的区域供冷系统向建筑群进行区域供冷，该建筑群包括多个建筑用能单元，每个建筑用能单元设置一个分区式能源站，每个建筑用能单元采用一个或者多个空调末端系统，分区式能源站与所在的建筑用能单元的空调末端系统均相互连接，形成闭合的冷冻水循环管路；
所述的基于分区式能源站的区域供冷系统包括集中供冷给水管、集中供冷回水管和分区式能源站，集中供冷给水管和集中供冷回水管之间并联了建筑群中所有建筑用能单元的分区式能源站；
所述的分区式能源站包括集水器、分水器、第一循环水泵、冷水机组和第二循环水泵；各分区式能源站的分水器连接着集中供冷给水管，集水器连接着集中供冷回水管；
夏季供冷时，在第一循环水泵驱动下，冷水机组向分水器输送冷冻水，分水器再将冷冻水分流到空调末端系统中向建筑用能单元供冷，吸热升温后的冷冻水汇流到集水器中，再返回到冷水机组中再次被冷却降温；
所述的建筑群中所有建筑用能单元的分区式能源站采用集中控制，逐时调整集中控制方法，各分区式能源站共同提供建筑群中所有建筑用能单元的空调末端系统所需要的冷量，每个分区式能源站除了将冷冻水分流到所在的建筑用能单元的空调末端系统中供冷，还能向集中供冷给水管上提供冷冻水，同时从集中供冷回水管上获取等量的吸热升温后的冷冻水，也能从集中供冷给水管上获取冷冻水，同时向集中供冷回水管上提供等量的吸热升温后的冷冻水；
各分区式能源站具备5种工作模式。
所述的各分区式能源站具备5种工作模式具体如下；
第一种，冷水机组不运行，所在的建筑用能单元的空调末端系统不运行；
第二种，冷水机组不运行，所在的建筑用能单元的空调末端系统运行，该分区式能源站从集中供冷给水管上获取冷冻水到其分水器中，再输送至所在的建筑用能单元的空调末端系统中，再将吸热升温以后的冷冻水汇集到集水器后输送到集中供冷回水管上；
第三种，冷水机组运行，冷水机组提供的冷量等于所在的建筑用能单元的空调末端系统所需要的冷量，冷水机组提供的冷冻水全部输送至所在的建筑用能单元的空调末端系统中，不向集中供冷给水管提供冷冻水，也不从集中供冷给水管获取冷冻水；
第四种，冷水机组运行，但冷水机组提供的冷量大于所在的建筑用能单元的空调末端系统所需要的冷量，在第二循环水泵的驱动下，该分区式能源站能够通过分水器将多余的冷冻水量分流到集中供冷给水管，再从集中供冷回水管上获取同等流量的吸热升温后的冷冻水到集水器中；
第五种，冷水机组运行，但冷水机组提供的冷量小于所在的建筑用能单元的空调末端系统所需要的冷量，该分区式能源站能够从集中供冷给水管上获取所缺的冷冻水量到其分水器中，再输送至所在的建筑用能单元的空调末端系统中，集水器再将同等流量的吸热升温后的冷冻水输送到集中供冷回水管上。
所述的分区式能源站还包括空调末端系统回水管接口、第一截止阀、第二截止阀、集中供冷回水管接口、集中供冷给水管接口、空调末端系统给水管接口、第三截止阀、第四截止阀、逆止阀、第五截止阀；
冷水机组的冷冻水出水口连接着第一循环水泵，第一循环水泵连接着分水器进水口，分水器出水口连接着第三截止阀，第三截止阀连接着空调末端系统给水管接口，分水器还连接着第五截止阀，第五截止阀连接着第四截止阀、第二循环水泵进水口，第二循环水泵出水口连接着逆止阀进水口，第四截止阀、逆止阀出水口又连接着集中供冷给水管接口；
空调末端系统回水管接口连接着第二截止阀，第二截止阀连接着集水器进水口，集水器出水口连接着冷水机组的冷冻水回水口，集水器还连接着第一截止阀，第一截止阀连接着集中供冷回水管接口；
空调末端系统回水管接口、空调末端系统给水管接口用于连接建筑用能单元的空调末端系统，空调末端系统与冷水机组之间能够形成闭合的冷冻水循环管路；
集中供冷回水管接口、集中供冷给水管接口分别用于连接集中供冷回水管、集中供冷给水管。
所述的建筑群中所有建筑用能单元的分区式能源站采用的集中控制方法的步骤如下；
第一，计算建筑群中所有建筑用能单元的实时冷负荷；
第二，将建筑群中所有建筑用能单元的实时冷负荷相加，获得建筑群的实时冷负荷；
第三，根据建筑群的实时冷负荷，确定建筑群所需要的实时冷冻水流量；
第四，需要将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元的分区式能源站去生产和输配，将形成多个可选的集中控制方法；
第五，计算每个可选的集中控制方法下，建筑群中所有建筑用能单元的总能耗M，M=（M1+M2+……+M(n-1)+Mn），其中，Mn=Mn1+Mn2+Mn3；
第六，当M=min（M1+M2+……+M(n-1)+Mn）时，则选用该集中控制方法，并按照该集中控制方法，将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元的分区式能源站去生产和输配；
按照上述步骤逐时调节；
式中，M为建筑群中所有建筑用能单元的总能耗；
n为建筑群中建筑用能单元的个数；
Mn为建筑群中第n个建筑用能单元的能耗；
Mn1为建筑群中第n个建筑用能单元的冷水机组能耗；
Mn2为建筑群中第n个建筑用能单元的第一循环水泵能耗；
Mn3为建筑群中第n个建筑用能单元的第二循环水泵能耗。
各建筑用能单元的冷水机组的总装机容量Vn设置方法如下；
TZZ-TZW≤120个供冷日时，认为各分区式能源站投入使用的时间相对统一，则第n个建筑用能单元的分区式能源站的冷水机组的总装机容量Vn=Qmn×K；
其中，K=Q/（Qm1+Qm2……+Qm（n-1）+Qmn），或者根据建筑群中所有的建筑用能单元所服务的建筑业态的分散程度，K在0.5至0.8之间取值；
TZZ-TZW＞120个供冷日时，认为各分区式能源站投入使用的时间相对分散，则第n个建筑用能单元的分区式能源站的冷水机组的总装机容量Vn=Qmn×Kn；
其中，Kn=Qn/Qmn，或者根据该建筑用能单元所服务的建筑业态的分散程度，Kn在0.7至0.9之间取值；
TZZ为建筑群中的建筑用能单元最早投入使用时间；
TZW为建筑群中的建筑用能单元最晚投入使用时间；
n为建筑群中建筑用能单元的个数；
Q为建筑群中所有的建筑用能单元的空调末端系统在建筑群的供冷高峰时段，单位时间内所消耗的冷量；
Qn为第n个建筑用能单元的空调末端系统在该建筑用能单元的供冷高峰时段，单位时间内所消耗的冷量；
Vn为第n个建筑用能单元的分区式能源站的冷水机组的总装机容量；
Qmn为第n个建筑用能单元的最大冷负荷；
K为建筑群的同时使用系数；
Kn为第n个建筑用能单元的同时使用系数。
冷水机组可以是螺杆式冷水机组、离心式冷水机组或者吸收式冷水机组，冷水机组数量可以是单台，也可以是多台共同使用。
对于还有冬季集中供热需求的建筑群，所述的集中供冷给水管和和集中供冷回水管还可以在冬季输送热水，各分区式能源站内再设置板式换热器，板式换热器从集中供冷给水管获取热量，再将热量输送到分区式能源站所在的建筑用能单元的空调末端系统中散热。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一种基于分区式能源站的区域供冷系统，主要用于建筑群的区域供冷，利用建筑群的集中供冷管道实现各分区式能源站的冷冻水互相联通，即建筑群中的某个或者多个分区式能源站，可以通过集中供冷管道向其他的某个或者多个分区式能源站提供多余的冷冻水；各个分区式能源站之间的角色可以转变，既可以将自身多余的冷冻水输送到集中供冷管道上，又可以在自身冷冻水不足时从集中供冷管道上获取冷冻水，进而通过多个分区式能源站并联实现建筑群的区域供冷。
进一步的，常规的区域供冷采用集中能源站的模式，集中能源站配置了建筑群的总冷水机组装机容量及其配套设备，占地规模较大，冷水机组及其配套设备一次性投资高，但在实际生活中，某个区域的建筑群可能是逐步建成的，建筑群中各建筑用能单元具有不同的建设时序，即投入运营、需要空调供冷的时序并不一致，而分区式能源站可以根据建筑群中各建筑用能单元的建设时序，与各建筑用能单元实现同步建设，不需要在建筑群开发初期，就按照建筑群的冷水机组总装机容量大规模建设。
进一步的，本发明的区域供冷系统中各建筑用能单元均设置了分区式能源站，当建筑群中的某个分区式能源站的冷水机组出现运行故障时，其他分区式能源站可共同承担该分区式能源站的冷冻水需求，对整体的运行产生的影响较小；而常规的空调系统模式，虽然各建筑用能单元均设置了分区式能源站，可以满足自身的供冷需求，但是建筑群中的各分区式能源站没有进行互联，因此，一旦建筑群中某个分区式能源站中冷水机组出现运行故障，该建筑用能单元的空调末端系统将不能进行供冷，而其他分区式能源站的冷水机组往往都处于部分负荷下工作，仍然有制冷余量可以输出。
进一步的，空调系统进行冷水机组选型时，冷水机组装机容量等于冷负荷乘以同时使用系数，建筑用能单元的同时使用系数一般可取0.70~0.90，而本发明的分区式能源站不仅仅为所在的建筑用能单元服务，而是多个分区式能源站通过集中供冷管道互联，为建筑群供冷，整体上属于区域供冷，而建筑群区域供冷的同时使用系数一般可取0.5~0.8，可知，区域供冷系统的同时使用系数一般小于建筑用能单元的同时使用系数。因此，当区域内的建筑群统一建设并配置分区式能源站时，各分区式能源站的冷水机组选型可采用建筑群区域供冷的同时使用系数，降低了冷水机组的装机容量。
附图说明
图1为本发明采用的一种基于分区式能源站的区域供冷系统的示意图；
图2为本发明采用的分区式能源站的示意图；
图3为采用了本发明的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法的具体使用示意图；
图4为本发明采用的集中控制方法步骤。
1为建筑用能单元，2为空调末端系统，3为空调末端系统回水管接口，4为第一截止阀，5为第二截止阀，6为集水器，7为分水器，8为第一循环水泵，9为冷水机组，10为集中供冷回水管接口，11为集中供冷给水管接口，12为空调末端系统给水管接口，13为第三截止阀，14为第四截止阀，15为逆止阀，16为第二循环水泵，17为第五截止阀，18为集中供冷给水管，19为集中供冷回水管，20为分区式能源站。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明总的构思是：提供一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，主要用于建筑群的区域供冷，当建筑群中的各建筑用能单元均设置了本发明的分区式能源站，能够利用建筑群的集中供冷管道实现各分区式能源站的冷冻水互相联通，进而实现建筑群的区域供冷，降低建筑群冷水机组及其配套设施的初投资，提高区域供冷模式下的能源站建设的灵活性，提高设备利用率及能效，并采用集中控制方法，区域供冷系统以最小能耗运行。
为了详细说明本发明的技术内容以及构造和目的，下面结合附图进行具体介绍。
由图1可知，一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：该方法采用基于分区式能源站的区域供冷系统向建筑群进行区域供冷，该建筑群包括多个建筑用能单元1，每个建筑用能单元1设置一个分区式能源站20，每个建筑用能单元1采用一个或者多个空调末端系统2，分区式能源站20与所在的建筑用能单元1的空调末端系统2均相互连接，形成闭合的冷冻水循环管路；
基于分区式能源站的区域供冷系统包括集中供冷给水管18、集中供冷回水管19和分区式能源站20，集中供冷给水管18和集中供冷回水管19之间并联了建筑群中所有建筑用能单元1的分区式能源站20；
分区式能源站20包括集水器6、分水器7、第一循环水泵8、冷水机组9和第二循环水泵16；各分区式能源站20的分水器7连接着集中供冷给水管18，集水器6连接着集中供冷回水管19；
夏季供冷时，在第一循环水泵8驱动下，冷水机组9向分水器7输送冷冻水，分水器7再将冷冻水分流到空调末端系统2中向建筑用能单元1供冷，吸热升温后的冷冻水汇流到集水器6中，再返回到冷水机组9中再次被冷却降温；
建筑群中所有建筑用能单元1的分区式能源站20采用集中控制，逐时调整集中控制方法，各分区式能源站20共同提供建筑群中所有建筑用能单元1的空调末端系统2所需要的冷量，每个分区式能源站20除了将冷冻水分流到所在的建筑用能单元1的空调末端系统2中供冷，还能向集中供冷给水管18上提供冷冻水，同时从集中供冷回水管19上获取等量的吸热升温后的冷冻水，也能从集中供冷给水管18上获取冷冻水，同时向集中供冷回水管19上提供等量的吸热升温后的冷冻水；
各分区式能源站20具备5种工作模式。
所述的各分区式能源站20具备5种工作模式具体如下；
第一种，冷水机组9不运行，所在的建筑用能单元1的空调末端系统2不运行；
第二种，冷水机组9不运行，所在的建筑用能单元1的空调末端系统2运行，该分区式能源站20从集中供冷给水管18上获取冷冻水到其分水器7中，再输送至所在的建筑用能单元1的空调末端系统2中，再将吸热升温以后的冷冻水汇集到集水器6后输送到集中供冷回水管19上；
第三种，冷水机组9运行，冷水机组9提供的冷量等于所在的建筑用能单元1的空调末端系统2所需要的冷量，冷水机组9提供的冷冻水全部输送至所在的建筑用能单元1的空调末端系统2中，不向集中供冷给水管18提供冷冻水，也不从集中供冷给水管18获取冷冻水；
第四种，冷水机组9运行，但冷水机组9提供的冷量大于所在的建筑用能单元1的空调末端系统2所需要的冷量，在第二循环水泵16的驱动下，该分区式能源站20能够通过分水器7将多余的冷冻水量分流到集中供冷给水管18，再从集中供冷回水管19上获取同等流量的吸热升温后的冷冻水到集水器6中；
第五种，冷水机组9运行，但冷水机组9提供的冷量小于所在的建筑用能单元1的空调末端系统2所需要的冷量，该分区式能源站20能够从集中供冷给水管18上获取所缺的冷冻水量到其分水器7中，再输送至所在的建筑用能单元1的空调末端系统2中，集水器6再将同等流量的吸热升温后的冷冻水输送到集中供冷回水管19上。
如图2所示，分区式能源站20还包括空调末端系统回水管接口3、第一截止阀4、第二截止阀5、集中供冷回水管接口10、集中供冷给水管接口11、空调末端系统给水管接口12、第三截止阀13、第四截止阀14、逆止阀15、第五截止阀17；
冷水机组9的冷冻水出水口连接着第一循环水泵8，第一循环水泵8连接着分水器7进水口，分水器7出水口连接着第三截止阀13，第三截止阀13连接着空调末端系统给水管接口12，分水器7还连接着第五截止阀17，第五截止阀17连接着第四截止阀14、第二循环水泵16进水口，第二循环水泵16出水口连接着逆止阀15进水口，第四截止阀14、逆止阀15出水口又连接着集中供冷给水管接口11；
空调末端系统回水管接口3连接着第二截止阀5，第二截止阀5连接着集水器6进水口，集水器6出水口连接着冷水机组9的冷冻水回水口，集水器6还连接着第一截止阀4，第一截止阀4连接着集中供冷回水管接口10；
空调末端系统回水管接口3、空调末端系统给水管接口12用于连接建筑用能单元1的空调末端系统2，空调末端系统2与冷水机组9之间能够形成闭合的冷冻水循环管路；
集中供冷回水管接口10、集中供冷给水管接口11分别用于连接集中供冷回水管19、集中供冷给水管18。
冷水机组18可以是螺杆式冷水机组、离心式冷水机组或者吸收式冷水机组，冷水机组18数量可以是单台，也可以是多台共同使用。
对于还有冬季集中供热需求的建筑群，所述的集中供冷给水管18和和集中供冷回水管19还可以在冬季输送热水，各分区式能源站20内再设置板式换热器，板式换热器从集中供冷给水管18获取热量，再将热量输送到分区式能源站20所在的建筑用能单元1的空调末端系统2中散热。
本发明的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法的使用方法如下：
图1为本发明采用的一种基于分区式能源站的区域供冷系统，由图1可知，对于一个区域的建筑群，存在A、B、C、D、E、F、G、H等两个以上建筑用能单元1，建筑群配备了集中供冷给水管18和集中供冷回水管19，在集中供冷给水管18和集中供冷回水管19上并联了多个分区式能源站20，各分区式能源站20又连接着对应的建筑用能单元1。某个或多个分区式能源站20能够与其余的某个或多个分区式能源站20通过集中供冷给水管18和集中供冷回水管19形成闭合的冷冻水循环回路。
夏季供冷时，各分区式能源站20的工作流程可能不一致，主要存在两种供冷工况：第一种，分区式能源站20能够提供的冷冻水量大于该分区式能源站20所在的建筑用能单元1的实时冷负荷，可以将多余的冷冻水量输送到集中供冷给水管18；第二种，分区式能源站20能够提供的冷冻水量小于该分区式能源站20所在的建筑用能单元1的实时冷负荷，可以从集中供冷给水管18上获取所缺的冷冻水量，即第一种供冷工况下的分区式能源站20可以向第二种供冷工况下的分区式能源站20提供冷冻水。
如图3所示，本发明采用分区式能源站A向分区式能源站B提供冷冻水，为典型示例具体分析，此时其余分区式能源站20只向所对应的建筑用能单元1供冷，不参与分区式能源站20之间的冷冻水互联。而实际运行中，也可以是“分区式能源站A、B向分区式能源站C提供冷冻水”、“分区式能源站A向分区式能源站B、C提供冷冻水”等情况，即某个或多个分区式能源站20能够向其余的某个或多个分区式能源站20提供冷冻水，运行过程与典型示例类似。或者在各建筑用能单元1的冷负荷均不高时，各分区式能源站20仅需要向所对应的空调末端系统2供冷，不从集中供冷给水管18上获取冷冻水，也不向集中供冷给水管18上输送冷冻水。
分区式能源站A的供冷工况：
关闭第四截止阀14，开启第一截止阀4、第二截止阀5、第三截止阀13、第五截止阀17，再开启第一循环水泵8、冷水机组9、第二循环水泵16。
在第一循环水泵8的驱动下，冷水机组9制取的冷冻水经第一循环水泵8进入分水器7中，分水器7中的冷冻水分成两部分，一部分冷冻水经第三截止阀13、空调末端系统给水管接口12分流到各空调末端系统2中吸热，即向建筑用能单元1供冷，吸热后的冷冻水经空调末端系统回水管接口3、第二截止阀5汇集到集水器6中；在第二循环水泵16的驱动下，另一部分冷冻水经第五截止阀17、第二循环水泵16、逆止阀15、集中供冷给水管接口11流入集中供冷给水管18，同时，同流量的吸热升温后的冷冻水经集中供冷回水管19流入分区式能源站A，经集中供冷回水管接口10、第一截止阀4进入集水器6中；集水器6中的冷冻水再次回流到冷水机组9被冷却降温。
分区式能源站B的供冷工况：
关闭第二循环水泵16，开启第一截止阀4、第二截止阀5、第三截止阀13、第四截止阀14、第五截止阀17，再开启第一循环水泵8、冷水机组9。
在第一循环水泵8的驱动下，冷水机组9制取的冷冻水经第一循环水泵8进入分水器7中，同时，集中供冷给水管18的冷冻水经集中供冷给水管接口11、第四截止阀14、第五截止阀17后进入分水器7中，分水器7中的冷冻水经第三截止阀13、空调末端系统给水管接口12分流到各空调末端系统2中吸热，即向建筑用能单元1供冷，吸热后的冷冻水经空调末端系统回水管接口3、第二截止阀5汇集到集水器6中，集水器6中的冷冻水分成两部分，一部分冷冻水再次回流到冷水机组9被冷却降温，另一部分冷冻水经第一截止阀4、集中供冷回水管接口10流入集中供冷回水管19，通过集中供冷回水管19再次返回到分区式能源站A中。
其中，逆止阀15确保流动方向，当反方向流过来的水不能通过逆止阀15。
如图4所示，建筑群中所有建筑用能单元1的分区式能源站20采用的集中控制方法的步骤如下：
第一，计算建筑群中所有建筑用能单元1的实时冷负荷；
第二，将建筑群中所有建筑用能单元1的实时冷负荷相加，获得建筑群的实时冷负荷；
第三，根据建筑群的实时冷负荷，确定建筑群所需要的实时冷冻水流量；
第四，需要将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元1的分区式能源站20去生产和输配，将形成多个可选的集中控制方法；
第五，计算每个可选的集中控制方法下，建筑群中所有建筑用能单元1的总能耗M，M=（M1+M2+……+M(n-1)+Mn），其中，Mn=Mn1+Mn2+Mn3；
第六，当M=min（M1+M2+……+M(n-1)+Mn）时，则选用该集中控制方法，并按照该集中控制方法，将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元1的分区式能源站20去生产和输配；
按照上述步骤逐时调节；
采用该集中控制方法，将确保区域供冷系统始终以建筑群的最小能耗运行。
式中，M为建筑群中所有建筑用能单元1的总能耗；
n为建筑群中建筑用能单元1的个数；
Mn为建筑群中第n个建筑用能单元1的能耗；
Mn1为建筑群中第n个建筑用能单元1的冷水机组9能耗；
Mn2为建筑群中第n个建筑用能单元1的第一循环水泵8能耗；
Mn3为建筑群中第n个建筑用能单元1的第二循环水泵16能耗。
其中，当TZZ-TZW≤120个供冷日时，认为各分区式能源站20投入使用的时间相对统一，则第n个建筑用能单元1的分区式能源站20的冷水机组9的总装机容量Vn=Qmn×K；K=Q/（Qm1+Qm2+……+Qm（n-1）+Qmn），或者根据建筑群中所有的建筑用能单元1所服务的建筑业态的分散程度，K在0.5至0.8之间取值；
因为，建筑群的分区式能源站20最早投入使用时间与最晚投入使用时间不超过120个供冷日时，这说明该建筑群中各分区式能源站20投入使用时间相对统一，可以在短期内形成有效的区域供冷模式，各分区式能源站20的冷水机组9可以按照建筑群的同时使用系数进行选型，因为不同建筑业态的建筑用能单元1的逐时冷负荷变化规律并不一致，冷负荷峰值时刻也不相同，建筑群的冷负荷峰值一定小于各建筑用能单元1的冷负荷峰值之和，即建筑群的同时使用系数更小，当采用区域供冷时，建筑群中所有的建筑用能单元1的冷负荷可以同时考虑，因此相比于各个建筑用能单元1按照自己的最大冷负荷进行冷水机组9选型，区域供冷所需的总的冷水机组9装机容量更小。这时，通过各分区式能源站20协同工作，自用冷冻水或者再分配冷冻水，能够满足各建筑用能单元1的冷负荷需求。
TZZ-TZW＞120个供冷日时，认为各分区式能源站20投入使用的时间相对分散，则第n个建筑用能单元1的分区式能源站20的冷水机组9的总装机容量Vn=Qmn×Kn；Kn=Qn/Qmn，或者根据该建筑用能单元1所服务的建筑业态的分散程度，Kn在0.7至0.9之间取值；
因为，分区式能源站20最早投入使用时间与最晚投入使用时间超过120个供冷日时，这说明该建筑群中各分区式能源站20投入使用时间相对分散，短时间内还不能形成有效的区域供冷模式，各分区式能源站20得先满足所对应的建筑用能单元1的冷负荷需求，所以各分区式能源站20的冷水机组9的装机容量应按照所在的建筑用能单元1的同时使用系数选型。

Claims (6)

1.一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：该方法采用基于分区式能源站的区域供冷系统向建筑群进行区域供冷，该建筑群包括多个建筑用能单元(1)，每个建筑用能单元(1)设置一个分区式能源站(20)，每个建筑用能单元(1)采用一个或者多个空调末端系统(2)，分区式能源站(20)与所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)均相互连接，形成闭合的冷冻水循环管路；
所述的基于分区式能源站的区域供冷系统包括集中供冷给水管(18)、集中供冷回水管(19)和分区式能源站(20)，集中供冷给水管(18)和集中供冷回水管(19)之间并联了建筑群中所有建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)；
所述的分区式能源站(20)包括集水器(6)、分水器(7)、第一循环水泵(8)、冷水机组(9)和第二循环水泵(16)；各分区式能源站(20)的分水器(7)连接着集中供冷给水管(18)，集水器(6)连接着集中供冷回水管(19)；
夏季供冷时，在第一循环水泵(8)驱动下，冷水机组(9)向分水器(7)输送冷冻水，分水器(7)再将冷冻水分流到空调末端系统(2)中向建筑用能单元(1)供冷，吸热升温后的冷冻水汇流到集水器(6)中，再返回到冷水机组(9)中再次被冷却降温；
所述的建筑群中所有建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)采用集中控制，逐时调整集中控制方法，各分区式能源站(20)共同提供建筑群中所有建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)所需要的冷量，每个分区式能源站(20)除了将冷冻水分流到所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)中供冷，还能向集中供冷给水管(18)上提供冷冻水，同时从集中供冷回水管(19)上获取等量的吸热升温后的冷冻水，也能从集中供冷给水管(18)上获取冷冻水，同时向集中供冷回水管(19)上提供等量的吸热升温后的冷冻水；
夏季供冷时，各分区式能源站(20)的工作流程存在两种供冷工况：第一种，分区式能源站(20)能够提供的冷冻水量大于该分区式能源站(20)所在的建筑用能单元(1)的实时冷负荷时，分区式能源站(20)将多余的冷冻水量输送到集中供冷给水管(18)；第二种，分区式能源站(20)能够提供的冷冻水量小于该分区式能源站(20)所在的建筑用能单元(1)的实时冷负荷时，分区式能源站(20)从集中供冷给水管(18)上获取所缺的冷冻水量，即第一种供冷工况下的分区式能源站(20)能够向第二种供冷工况下的分区式能源站(20)提供冷冻水；
其中，各建筑用能单元(1)的冷水机组(9)的总装机容量Vn设置方法如下；
TZZ-TZW≤120个供冷日时，认为各分区式能源站(20)投入使用的时间相对统一，则第n个建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)的冷水机组(9)的总装机容量Vn＝Qmn×K；
其中，K＝Q/(Qm1+Qm2+……+Qm(n-1)+Qmn)，或者根据建筑群中所有的建筑用能单元(1)所服务的建筑业态的分散程度，K在0.5至0.8之间取值；
TZZ-TZW＞120个供冷日时，认为各分区式能源站(20)投入使用的时间相对分散，则第n个建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)的冷水机组(9)的总装机容量Vn＝Qmn×Kn；
其中，Kn＝Qn/Qmn，或者根据该建筑用能单元(1)所服务的建筑业态的分散程度，Kn在0.7至0.9之间取值；
TZZ为建筑群中的建筑用能单元(1)最早投入使用时间；
TZW为建筑群中的建筑用能单元(1)最晚投入使用时间；
n为建筑群中建筑用能单元(1)的个数；
Q为建筑群中所有的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)在建筑群的供冷高峰时段，单位时间内所消耗的冷量；
Qn为第n个建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)在该建筑用能单元(1)的供冷高峰时段，单位时间内所消耗的冷量；
Vn为第n个建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)的冷水机组(9)的总装机容量；
Qmn为第n个建筑用能单元(1)的最大冷负荷；
K为建筑群的同时使用系数；
Kn为第n个建筑用能单元(1)的同时使用系数；
各分区式能源站(20)具备5种工作模式。
2.根据权利要求1所述的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：所述的各分区式能源站(20)具备5种工作模式具体如下；
第一种，冷水机组(9)不运行，所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)不运行；
第二种，冷水机组(9)不运行，所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)运行，该分区式能源站(20)从集中供冷给水管(18)上获取冷冻水到其分水器(7)中，再输送至所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)中，再将吸热升温以后的冷冻水汇集到集水器(6)后输送到集中供冷回水管(19)上；
第三种，冷水机组(9)运行，冷水机组(9)提供的冷量等于所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)所需要的冷量，冷水机组(9)提供的冷冻水全部输送至所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)中，不向集中供冷给水管(18)提供冷冻水，也不从集中供冷给水管(18)获取冷冻水；
第四种，冷水机组(9)运行，但冷水机组(9)提供的冷量大于所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)所需要的冷量，在第二循环水泵(16)的驱动下，该分区式能源站(20)能够通过分水器(7)将多余的冷冻水量分流到集中供冷给水管(18)，再从集中供冷回水管(19)上获取同等流量的吸热升温后的冷冻水到集水器(6)中；
第五种，冷水机组(9)运行，但冷水机组(9)提供的冷量小于所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)所需要的冷量，该分区式能源站(20)能够从集中供冷给水管(18)上获取所缺的冷冻水量到其分水器(7)中，再输送至所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)中，集水器(6)再将同等流量的吸热升温后的冷冻水输送到集中供冷回水管(19)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：所述的分区式能源站(20)还包括空调末端系统回水管接口(3)、第一截止阀(4)、第二截止阀(5)、集中供冷回水管接口(10)、集中供冷给水管接口(11)、空调末端系统给水管接口(12)、第三截止阀(13)、第四截止阀(14)、逆止阀(15)、第五截止阀(17)；
冷水机组(9)的冷冻水出水口连接着第一循环水泵(8)，第一循环水泵(8)连接着分水器(7)进水口，分水器(7)出水口连接着第三截止阀(13)，第三截止阀(13)连接着空调末端系统给水管接口(12)，分水器(7)还连接着第五截止阀(17)，第五截止阀(17)连接着第四截止阀(14)、第二循环水泵(16)进水口，第二循环水泵(16)出水口连接着逆止阀(15)进水口，第四截止阀(14)、逆止阀(15)出水口又连接着集中供冷给水管接口(11)；
空调末端系统回水管接口(3)连接着第二截止阀(5)，第二截止阀(5)连接着集水器(6)进水口，集水器(6)出水口连接着冷水机组(9)的冷冻水回水口，集水器(6)还连接着第一截止阀(4)，第一截止阀(4)连接着集中供冷回水管接口(10)；
空调末端系统回水管接口(3)、空调末端系统给水管接口(12)用于连接建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)，空调末端系统(2)与冷水机组(9)之间能够形成闭合的冷冻水循环管路；
集中供冷回水管接口(10)、集中供冷给水管接口(11)分别用于连接集中供冷回水管(19)、集中供冷给水管(18)。
4.根据权利要求1所述的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：所述的建筑群中所有建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)采用的集中控制方法的步骤如下；
第一，计算建筑群中所有建筑用能单元(1)的实时冷负荷；
第二，将建筑群中所有建筑用能单元(1)的实时冷负荷相加，获得建筑群的实时冷负荷；
第三，根据建筑群的实时冷负荷，确定建筑群所需要的实时冷冻水流量；
第四，需要将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)去生产和输配，将形成多个可选的集中控制方法；
第五，计算每个可选的集中控制方法下，建筑群中所有建筑用能单元(1)的总能耗M，M＝(M1+M2+……+M(n-1)+Mn)，其中，Mn＝Mn1+Mn2+Mn3；
第六，当M＝min(M1+M2+……+M(n-1)+Mn)时，则选用该集中控制方法，并按照该集中控制方法，将建筑群所需要的实时冷冻水流量分配给建筑群中不同建筑用能单元(1)的分区式能源站(20)去生产和输配；
按照上述步骤逐时调节；
式中，M为建筑群中所有建筑用能单元(1)的总能耗；
n为建筑群中建筑用能单元(1)的个数；
Mn为建筑群中第n个建筑用能单元(1)的能耗；
Mn1为建筑群中第n个建筑用能单元(1)的冷水机组(9)能耗；
Mn2为建筑群中第n个建筑用能单元(1)的第一循环水泵(8)能耗；
Mn3为建筑群中第n个建筑用能单元(1)的第二循环水泵(16)能耗。
5.根据权利要求1所述的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：冷水机组(18)采用螺杆式冷水机组或者离心式冷水机组或者吸收式冷水机组，冷水机组(18)数量为单台或者多台共同使用。
6.根据权利要求1所述的一种基于分区式能源站的区域供冷实现方法，其特征在于：对于还有冬季集中供热需求的建筑群，所述的集中供冷给水管(18)和和集中供冷回水管(19)还可以在冬季输送热水，各分区式能源站(20)内再设置板式换热器，板式换热器从集中供冷给水管(18)获取热量，再将热量输送到分区式能源站(20)所在的建筑用能单元(1)的空调末端系统(2)中散热。
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