CN112944521A - 一种冷/热源系统的多级蓄能组件及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄能领域，具体公开了一种冷/热源系统的多级蓄能组件及方法，包括第一母管、第二母管、第三母管和第四母管；冷/热源机、蓄能槽的出入口处均设有三个控制阀，入口处均分别通过控制阀与第一母管、第二母管、第四母管相连；出口处均分别通过控制阀与第二母管、第三母管、第四母管相连；第二母管与第二分水器相连，第三母管与第一分水器相连；蓄能槽的入口处还设有蓄能阀；第一母管与水泵组出水母管相连。本发明供冷/热的流程切换灵活方便，有利于通过各种运行策略改变供冷/热的流程，提高冷/热源机组的运行效率及机房能效；通过调节各母管之间的旁通阀，可以实现冷/热源机组和蓄能槽之间的负荷分配调节。

Description

一种冷/热源系统的多级蓄能组件及方法
技术领域
本发明涉及蓄能领域，尤其涉及一种冷/热源系统的多级蓄能组件及方法。
背景技术
热能的运用与我们的生活息息相关，不管是空调、冰箱、暖气等热循环系统都成为了现代生活必不可少的组成部分，系统的能耗也成为了日常生活中耗能比重较大的一极。在常规的制冷系统或制热系统的节能技术中，加入蓄能组件是较为容易实现且效果较显著的一种节能方案。随着材料学的发展，从-180度到1000度的变相蓄温材料均得以得到运用，使在各种环境与性能要求下的温控系统蓄能器得以实现。
现有的蓄能组件应用最多的场景是在空调冷冻水系统中。当前为了平衡白天和夜间的用电负荷，达到电力负荷“移峰填谷”的目的，并为了提高制冷设备在部分负荷工况下的效率，蓄冷技术在空调系统中广泛地应用起来。根据蓄冷材料的不同，主要分为冰蓄冷技术、水蓄冷技术、共晶盐等无机相变蓄冷技术、有机相变蓄冷技术及复合材料蓄冷技术等。根据蓄冷过程物态的变化特点，分非相变蓄冷(或称显热蓄冷)和相变蓄冷(或称潜热蓄冷)两大类。根据相变温度的高低不同，又分为高温相变蓄冷与低温相变蓄冷。共晶盐等无机相变蓄冷技术、有机相变蓄冷技术及复合材料蓄冷技术等，其相变温度较高(一般为5℃以上)，属于高温相变蓄冷；冰蓄冷相变温度在0℃左右，其相变温度较低，属于低温相变蓄冷。
在传统的空调系统中，由末端设备对冷冻水供回水温度和温差的要求，冷冻水的供回水温度大都为7/12℃左右，供回水温差约为5℃左右。空调制冷系统通常为采用制冷机组并联供冷，直接提供7℃左右冷冻水；冰蓄冷空调系统有二级串联的形式，即蓄冰槽与双工况制冷机串联，通过设置中间换热器的方式进行间接连接，将12℃左右空调系统回水的温度降低到7℃左右，极个别的空调制冷系统也有二级制冷机组串联的形式，将14℃左右的空调系统回水逐级降温到7℃左右，或者两台制冷机并联，其中有一台为高温制冷机，两台制冷机分别提供不同温度的冷冻水，然后通过两套输送系统，供给不同的末端设备。然而，制冷系统仍存在部分负荷运行工况的时间较长，小负荷运行调节非常困难，导致制冷系统能效偏低的问题。
参见中国公开发明专利(申请号：CN201810969653.9)，公开了一种多级制冷及末端能量梯级利用的空调冷冻水系统。该方案通过调节末端混水加压泵的混水比(进入混水泵的二次网回水流量和一次网供水流量之比)调节供水温度，最大限度的提高了空调系统的总回水温度。而三级串联制冷系统则最大限度的降低了供水温度，两系统联合作用，尽可能的增大了供回水温差，最大限度的减小了空调冷冻水的供水量。系统初投资较小，运行能耗和费用低，具有简单，运行、调节、管理简便，稳定性强的优点，然而该方案在蓄冷槽的运用上仍有很大的改进空间。
由于温湿度独立控制空调系统负荷小、系统初投资低、节能、舒适、室内空气品质高等优点，温湿度独立控制空调系统的理念被广泛的接受并进行了大范围的应用。在温湿度独立控制空调系统中，可能同时存在多种形式的末端设备，比如对应同一栋楼里有商场、酒店客房、办公写字楼、大厅、公寓等多种场景时，所要求的冷冻水供水温度也不同，如7℃、10℃、12℃或者其他的温度。传统的空调蓄冷系统结构难以应对多种不同温度的冷冻水供水，或者不同蓄能温度的蓄冷槽独立运行，多个蓄冷槽之间也没有可以灵活调控的方案。
现有蓄冷空调系统的制冷机房装置，其冷冻水流程变化方式比较固定，不能灵活改变冷冻水的流程形式；或者只能实现冷水机组与蓄能槽串联的“两级串联供冷”形式，而无法实现“三级串联供冷”的形式(所谓“三级串联供冷”形式的机房是指：从空调系统末端来的冷冻水回水---高温冷水机组(蒸发温度较高)---蓄能槽(温度中等)---低温冷水机组(蒸发温度较高)的串联供冷形式；或者从空调系统末端来的冷冻水回水---高温冷水机组(蒸发温度较高)---中温冷水机组(蒸发温度中等)---蓄能槽(温度较低)的串联供冷形式)。以上这些情况难以根据负荷及工况的变化，灵活组织不同容量的冷水机组及蓄能槽实现所需的各种流程形式，不利于通过各种运行策略提高冷水机组的运行效率及机房能效。
当采用冷水机组与蓄能槽串联的“两级串联供冷”或“三级串联供冷”的形式时候，存在冷水机组和蓄能槽负荷分配难以调节的困难。
同样的，在其他冷/热源系统，如热泵供暖、热泵供应生活热水等系统中，蓄能器均能发挥巨大的节能作用。它能根据热负荷的变化，灵活地蓄热或者放热。从而机组在制热运行期间，随外界负荷变化，机组始终保持在高效区运行，保证机组制热运行的高效率。然而，运行方式单一的蓄能系统难以灵活应对复杂的工况变化，同样存在上述的工况适应性不强的问题，仍有很大的改进空间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，适应未来蓄能空调系统高效机房以及其他冷/热源系统的发展趋势，本发明提供一种冷/热源系统的多级蓄能组件及方法。
本发明采用的技术方案是：一种冷/热源系统的多级蓄能组件，包括至少两台冷/热源机、至少一组蓄能槽、集水器、第一分水器、第二分水器、水泵组、水泵组进水母管、水泵组出水母管，所述第一分水器与所述第二分水器之间设有供水管路切换阀；还包括第一母管、第二母管、第三母管和第四母管；所述冷/热源机的入口处、出口处和所述蓄能槽的入口处、出口处均分别各设有三个控制阀，且所述冷/热源机的入口处和所述蓄能槽的入口处均分别通过所述控制阀与所述第一母管、所述第二母管、所述第四母管相连；所述冷/热源机的出口处和所述蓄能槽的出口处均分别通过所述控制阀与所述第二母管、所述第三母管、所述第四母管相连；所述第二母管与所述第二分水器相连，所述第三母管与所述第一分水器相连；所述蓄能槽的入口处还设有蓄能阀，所述蓄能槽与所述水泵组进水母管通过蓄能阀相连；所述第一母管与所述水泵组出水母管相连。
作为优选的，所述第一母管与第二母管之间设有第一旁通控制阀；第二母管与第三母管之间设有第二旁通控制阀；第三母管与第四母管之间设有第三旁通控制阀。
优选的，所述蓄能槽设有至少两组，且所述至少两组蓄能槽的入口均通过控制阀分别与所述第一母管、所述第二母管、所述第四母管相连，所述至少两组蓄能槽的出口均通过控制阀分别与所述第二母管、所述第三母管、所述第四母管相连，所述至少两组蓄能槽的入口处均设有蓄能阀，所述水泵组进水母管分别通过所述至少两个蓄能阀与所述至少两组蓄能槽相连。
优选的，还包括控制电路，所述控制阀和所述蓄能阀分别是自力式阀门、电磁阀、电动阀中的一种或几种的组合，所述控制阀和所述蓄能阀均通过控制线与所述控制电路相连。
一种冷/热源系统的多级蓄能方法，通过应用上述一种冷/热源系统的多级蓄能组件，其实现的步骤如下：
S1、所述至少两台冷/热源机，分为第一冷/热源机组和第二冷/热源机组进行控制阀的控制管理，每一台所述冷/热源机均可在所述第一冷/热源机组与所述第二冷/热源机组中切换；
S2、当蓄能槽不放能也不充能时，蓄能槽的控制阀与蓄能阀全部关闭，此时根据供冷/热端所需水温的需求，第一冷/热源机组和第二冷/热源机组的控制阀控制方法如下：
S21、当仅有第一分水器需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作、通过第二母管或第四母管使第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管进水，通过第三母管输出冷/热水；
S22、当仅有第二分水器需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作、通过第二母管或第四母管使第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管进水，通过第三母管输出冷/热水，并通过供水管路切换阀将冷/热水从第一分水器导入第二分水器；
S23、当第一分水器与第二分水器均需要供冷/热水，且所需冷/热水温度不同时，通过调节控制阀，第一冷/热源机组通过第一母管进水，通过第二母管输出冷/热水，第二冷/热源机组通过第一母管或第二母管进水，通过第三母管输出另一温度的冷/热水；
S3、当蓄能槽放能时，蓄能阀关闭，此时蓄能槽的控制阀控制方法如下：
S31、当第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作时，如果供冷/热端所需水温与冷/热源机输出的水温相同时，通过调节控制阀，使蓄能槽与冷/热源机并联输出冷/热水；
S32、当第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作时，如果冷/热源机输出的水温不满足供冷/热端所需水温需求时，通过调节控制阀，使蓄能槽与冷/热源机的输出端串联输出冷/热水；
S33、当第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作，且第一分水器与第二分水器所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组和第二冷/热源机组输出的冷/热水温度相同时，根据蓄能槽放能的温差，通过调节控制阀，将蓄能槽与第一冷/热源机组并联、与第二冷/热源机组并联、与串联的第一冷/热源机组和第二冷/热源机的两段并联；
S34、当第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作，且第一分水器与第二分水器所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组和第二冷/热源机组输出的水温不相同时，通过调节控制阀，通过第四母管将蓄能槽、第一冷/热源机组并联、第二冷/热源机组串联，通过第一母管进水，通过第二母管输出冷/热水，通过第三母管输出另一温度的冷/热水；
S4、当蓄能槽充能时，蓄能槽入口处的蓄能阀开启，蓄能槽入口处的三个控制阀关闭，蓄能槽出口处的三个控制阀，根据需要蓄能的输入温度与第二母管、第三母管、第四母管内的冷/热水水温相比较，选择开启对应的控制阀将需要蓄能的冷/热水导入蓄能槽。
作为优选的，所述蓄能槽设有至少两组，所述步骤S1还包括分步骤如下：
A1、所述至少两组蓄能槽分别独立进行控制阀和蓄能阀的控制管理。
本发明的有益效果是：
(1)通过四根母管以及多个控制阀，使供冷/热系统的工况适应能力更强，可以根据需要随时切换冷/热源机组以及蓄能槽，供冷/热的流程切换灵活方便，当需要高、低温冷/热源机组组成串联流程时，通过控制冷/热源机组进出口控制阀的开关切换，可以实现冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，而另外几台作为低温冷/热源机组，并不固定某台冷/热源机组只能做高温冷/热源机组或者只能做低温冷/热源机组。这样，就可根据负荷工况的变化，灵活组织不同容量的冷/热源机组组成“两级串联”、“三级串联”等串联流程形式。当需要多台冷/热源机组或蓄能槽并联运行时或者部分冷/热源机组串联后再与其它冷/热源机组或蓄能槽并联运行时，也能通过阀门与管路的变换实现。这就能实现根据负荷及工况的变化，灵活组织不同容量的冷/热源机组实现所需的各种流程形式，制冷的时候，可以提供不同温度的冷冻水；制热的时候，提供不同温度的热水。有利于通过各种运行策略改变供冷/热的流程，提高冷/热源机组的运行效率及机房能效。
(2)可以适应不同的冷热源机组形式，如运用在水冷式冷水机组、风冷式热泵机组、地源热泵机组等系统中，同样可以用于蓄冷系统，也可以用于蓄热系统。
(3)由于相邻两个母管之间设有旁通阀；使得当采用冷/热源机组与蓄能槽串联的“两级串联供冷”或“三级串联供冷”的形式时候，可以通过调节控制阀，实现冷/热源机组和蓄能槽之间的负荷分配调节。
(4)实现容易，可以直接在现有空调机房的基础上直接改造，不必重新假设机房、增加机组或者改造供冷/热端管路，工程量少，改造成本低，且，节能效果明显。
附图说明
图1为本发明的其中一个实施例的蓄冷组件示意图。
图中：1、第一冷/热源机组；2、第二冷/热源机组；3、蓄能槽；4、水泵组；7、膨胀水箱；8、集水器；9、第一分水器；10、第二分水器；11、水泵组进水母管；12、水泵组出水母管；13、第一母管；14、第二母管；15、第三母管；16、第四母管；18、加药系统；101、第一旁通控制阀；102、第二旁通控制阀；103、第三旁通控制阀。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本方案包含一种冷/热源系统的多级蓄能组件，包括至少两台冷/热源机、至少一组蓄能槽3、集水器8、第一分水器9、第二分水器10、水泵组4、水泵组进水母管11、水泵组出水母管12，其中蓄能槽3包括至少一个蓄能器，还包括第一母管13、第二母管14、第三母管15和第四母管16。
冷/热源机的入口处、出口处和蓄能槽3的入口处、出口处均分别各设有三个控制阀，且入口处均分别通过控制阀与第一母管13、第二母管14、第四母管16相连；出口处均分别通过控制阀与第二母管14、第三母管15、第四母管16相连；第二母管14与第二分水器10相连，第三母管15与第一分水器9相连；蓄能槽3的入口处还设有蓄能阀，蓄能槽3与水泵组进水母管11通过蓄能阀相连；第一母管13与水泵组出水母管12相连。
作为优选的，第一母管13与第二母管14之间设有第一旁通控制阀101；第二母管14与第三母管15之间设有第二旁通控制阀102；第三母管15与第四母管16之间设有第三旁通控制阀103。
优选的，当冷/热源系统的末端供应至少2种不同温度的水时，蓄能槽3设有至少两组用于对应不同温度的蓄能，且至少两组蓄能槽3的入口均通过控制阀分别与第一母管13、第二母管14、第四母管16相连，至少两组蓄能槽3的出口均通过控制阀分别与第二母管14、第三母管15、第四母管16相连，至少两组蓄能槽3的入口处均设有蓄能阀，水泵组进水母管11分别通过至少两个蓄能阀与至少两组蓄能槽3相连。
优选的，还包括控制电路，控制阀和蓄能阀分别是自力式阀门、电磁阀、电动阀中的一种或几种的组合，控制阀和蓄能阀均通过控制线与控制电路相连。
本方案还包含一种冷/热源系统的多级蓄能方法，通过应用上述冷/热源系统的多级蓄能组件，其实现的步骤如下：
S1、至少两台冷/热源机，分为第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2进行控制阀的控制管理，每一台冷/热源机均可在第一冷/热源机组1与第二冷/热源机组2中切换；
S2、当蓄能槽3不放能也不充能时，蓄能槽3的控制阀与蓄能阀全部关闭，此时根据供冷/热端所需水温的需求，第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2的控制阀控制方法如下：
S21、当仅有第一分水器9需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作、通过第二母管14或第四母管16使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管13进水，通过第三母管15输出冷/热水；
S22、当仅有第二分水器10需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作、通过第二母管14或第四母管16使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管13进水，通过第三母管15输出冷/热水，并通过供水管路切换阀将冷/热水从第一分水器9导入第二分水器10；
S23、当第一分水器9与第二分水器10均需要供冷/热水，且所需冷/热水温度不同时，通过调节控制阀，第一冷/热源机组1通过第一母管13进水，通过第二母管14输出冷/热水，第二冷/热源机组2通过第一母管13或第二母管14进水，通过第三母管15输出另一温度的冷/热水；
S3、当蓄能槽3放能时，蓄能阀关闭，此时蓄能槽3的控制阀控制方法如下：
S31、当第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作时，如果供冷/热端所需水温与冷/热源机输出的水温相同时，通过调节控制阀，使蓄能槽3与冷/热源机并联输出冷/热水；
S32、当第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作时，如果冷/热源机输出的水温不满足供冷/热端所需水温需求时，通过调节控制阀，使蓄能槽3与冷/热源机的输出端串联输出冷/热水；
S33、当第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作，且第一分水器9与第二分水器10所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2输出的冷/热水温度相同时，根据蓄能槽3放能的温差，通过调节控制阀，将蓄能槽3与第一冷/热源机组1并联、与第二冷/热源机组2并联、与串联的第一冷/热源机组1和第二冷/热源机的两段并联；
S34、当第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作，且第一分水器9与第二分水器10所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2输出的水温不相同时，通过调节控制阀，通过第四母管16将蓄能槽3、第一冷/热源机组1并联、第二冷/热源机组2串联，通过第一母管13进水，通过第二母管14输出冷/热水，通过第三母管15输出另一温度的冷/热水；
S4、当蓄能槽3充能时，蓄能槽3入口处的蓄能阀开启，蓄能槽3入口处的三个控制阀关闭，蓄能槽3出口处的三个控制阀，根据需要蓄能的输入温度与第二母管14、第三母管15、第四母管16内的冷/热水水温相比较，选择开启对应的控制阀将需要蓄能的冷/热水导入蓄能槽3。
优选的，步骤S1还包括分步骤如下：
A1、至少两组蓄能槽3分别独立进行控制阀和蓄能阀的控制管理。
下为本方案的其中一个实施例(针对制冷应用场景说明)，本方案运用在蓄冷空调制冷机房装置中的实际方案。
参见图1，本实施例具体包括：第一冷/热源机组1、第二冷/热源机组2、蓄能槽3、水泵组4、膨胀水箱7、集水器8、第一分水器9、第二分水器10、水泵组进水母管11、水泵组出水母管12、第一母管13、第二母管14、第三母管15、第四母管16、加药系统18(用于水处理)、供水管路切换阀；第一母管13与第二母管14之间的第一旁通控制阀101；第二母管14与第三母管15之间的第二旁通控制阀102；第三母管15与第四母管16之间的第三旁通控制阀103；集水器8与第一分水器9之间设有压差旁通管路。
其中的冷/热源机、蓄能槽3、水泵组4，均可以是多台，且可以是多种型号。
冷/热源机组与蓄能槽3进出口管路上的控制阀依次命名为：A1、B1、C1、D1、E1、F1、A2、B2、C2、D2、E2、F2、A3、B3、C3、D3，E3、F3，其中数字1、2、3分别对应第一冷/热源机组1、第二冷/热源机组2、蓄能槽3，A对应第三母管15与冷/热源机组或蓄能槽3的出口相连处的控制阀，B对应第二母管14与冷/热源机组或蓄能槽3的出口相连处的控制阀，E对应第四母管16与冷/热源机组或蓄能槽3的出口相连处的控制阀，C对应第一母管13与冷/热源机组或蓄能槽3的入口相连处的控制阀，D对应第二母管14与冷/热源机组或蓄能槽3的入口相连处的控制阀，F对应第四母管16与冷/热源机组或蓄能槽3的入口相连处的控制阀，蓄能阀命名为XF。
连接各设备的管路，以及其它管道上的阀门、温度计、压力表等常规的管道附件在此不再说明。
本方案的空调制冷机房装置具有以下几个特点：
一、具有很强的工况适应能力。
根据气象数据和末端负荷需求等特征，本方案既可以只向末端供应低温冷冻水(温度较低)，又可以只向末端供应高温冷冻水(温度较高)，还可以同时向末端供应高、低温冷冻水。
下面说明不同工况下的控制方法：
(1)当全部末端需要的供水温度要求比较低时，可以通过如下方案实现：
A.一种方案是采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度较高)或蓄能槽3(出水温度较高)与低温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为低温冷/热源机组，其蒸发温度较低，出水温度较低)“两级串联供冷”的方案。此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)或蓄能槽3(控制阀C3与B3开启，A3、D3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---第一分水器9---冷冻水供水管---空调末端。此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应低温冷冻水。此时，第二分水器10的进出口阀关闭。
B.第二种方案是采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度较高)、蓄能槽3(出水温度中等)与低温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为低温冷/热源机组，其蒸发温度较低，出水温度较低)“三级串联供冷”的方案。此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)---第二母管14---蓄能槽3(控制阀D3与E3开启，A3、B3、C3、F3与蓄能阀XF关闭)---第四母管16---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀F2与A2开启，B2、C2、D2与E2关闭)---第三母管15---第一分水器9---冷冻水供水管---空调末端。此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应低温冷冻水，第二分水器10的进出口阀关闭。
C.第三种方案采用常规方案，即低温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为低温冷/热源机组，其蒸发温度较低，出水温度较低)并联的供冷方案。例如，两台冷/热源机组并联向末端供应低温冷冻水时，阀门C1、C2、B1、B2开启，阀门A1、A2、D1、D2、E1、E2、F1、F2关闭。此时，冷冻水流程为：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---低温冷/热源机组---第二母管14---第二分水器10(此时走低温水)---冷冻水供水管---空调末端。蓄能槽3进出口阀门全关；此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应低温冷冻水。此时，第一分水器9的进出口阀关闭。
(2)当全部末端需要的供水温度均要求比较高时：
A.一种方案是采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度较高)或蓄能槽3(出水温度较高)并联供冷方案。此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、E1、F1与D1关闭)或部分蓄能槽3(控制阀C3与B3开启，A3、D3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第二母管14---第二分水器10----冷冻水供水管(走高温冷冻水)---空调高温末端。此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应高温冷冻水。此时，第一分水器9的进出口阀关闭。
B.另外一种方案是采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度高)与蓄能槽3(出水温度较高)串联供冷方案。此时，系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、E1、F1与D1关闭)---第二母管14---蓄能槽3(控制阀D3与A3开启，B3、C3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第三母管15---第一分水器9(走高温冷冻水)----冷冻水供水管---空调高温末端。此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应高温冷冻水。此时，第二分水器10的进出口阀关闭。
C.第3种方案是高、较高温冷/热源机组串联，再与蓄能槽3并联的供冷方式。此时，系统回水的一部分：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(出水温度高，假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、E1、F1与D1关闭)---第二母管14---较高温冷/热源机组(出水温度较高，假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---第一分水器9(走高温冷冻水)---冷冻水供水管---空调末端；系统回水的另一部分：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---蓄能槽3(出水温度较高，控制阀C3、A3开启，B3、D3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第三母管15---第一分水器9(走高温冷冻水)---冷冻水供水管---空调末端。此时，通过的供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应高温冷冻水。此时，第一分水器9的进出口阀关闭。
D.第4种方案是采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度最高，出水温度最高)、较高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为较高温冷/热源机组，其蒸发温度高，出水温度高)与蓄能槽3(出水温度较高)“三级串联供冷”的方案。此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、E1、F1与D1关闭)---第二母管14---较高温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与E2开启、B2、C2、A2与F2关闭)---第四母管16---蓄能槽3(控制阀F3与A3开启，D3、B3、C3、E3与蓄能阀XF关闭)---第三母管15---第一分水器9(此时，走较高温冷冻水)---冷冻水供水管---空调末端。此时，通过供水管路切换阀实现部分或全部冷冻水供水管向末端供应高温冷冻水。此时，第二分水器10的进出口阀关闭。
(3)当部分末端供水温度要求比较低、而部分末端供水温度要求比较高时：
A.末端供水温度要求比较低的部分采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度较高)或蓄能槽3(出水温度较高)与低温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为低温冷/热源机组，其蒸发温度较低，出水温度较低)“两级串联供冷”的方案。此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)或蓄能槽3(控制阀C3与B3开启，A3、D3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)----第三母管15—第一分水器9---冷冻水供水管---空调末端。
当然，也可以根据工况变化，采取(1)当全部末端需要的供水温度要求比较低时的B方案，即“三级串联供冷”方案。
B.末端供水温度要求比较高的部分采用高温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，其蒸发温度较高，出水温度较高)或蓄能槽3(出水温度较高)并联供冷方案。此时，部分系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、E1、F1与D1关闭)或部分蓄能槽3(控制阀C3与B3开启，A3、D3、E3、F3与蓄能阀XF关闭)---第二母管14---第二分水器10----冷冻水供水管(走高温水)---空调高温末端。
当部分末端供水温度要求比较低、而部分末端供水温度要求比较高时，供水管路切换阀全部关闭或部分开启、部分关闭，与第二分水器10及第一分水器9的出口阀门联动配合，实现部分冷冻水供水管走低温水，部分冷冻水供水管走高温水；并可根据末端需求变化，灵活改变高、低温冷冻水供水管路的变化。
二、蓄冷方式多样。
当外界负荷需求小于冷/热源机组的制冷量或不需要向空调末端供冷或处于蓄冷模式时，部分处于待蓄冷状态的蓄能槽3的蓄能阀开启，蓄能槽3进入蓄冷状态。向蓄能槽3的充冷流程可以有两种方案：
(1)由高、低温冷/热源机组组成串联冷源向蓄能槽3充冷的方案。此时，冷冻水蓄冷循环为：低温冷/热源机组(若假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---处于待蓄冷状态的蓄能槽3(控制阀A3与蓄能阀XF开启，控制阀B3、C3、D3、E3与F3关闭)---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12----第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，控制阀A1、E1、F1与D1关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)，完成充冷循环。
(2)只由低温冷/热源机组(可以是冷/热源机组中的任意几台作为低温冷/热源机组，其蒸发温度较低)向蓄能槽3充冷。此时，冷冻水蓄冷循环为：低温冷/热源机组(若假设为第二冷/热源机组2，则控制阀C2与A2开启，B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---处于待蓄冷状态的蓄能槽3(控制阀A3与蓄能阀XF开启，控制阀B3、C3、D3、E3与F3关闭)---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀C2与A2开启，B2、C2、E2与F2关闭)，完成充冷循环。
由上可见，由于每台冷/热源机组及蓄能槽3的进出口均分别有三个控制阀，并分别对应连接第一母管13、第二母管14、第三母管15或第四母管16，这就使得冷冻水流程的切换变得非常灵活方便。当需要高、低温冷/热源机组组成串联流程时，通过控制冷/热源机组进出口控制阀的开关切换，可以实现冷/热源机组中的任意几台作为高温冷/热源机组，而另外几台作为低温冷/热源机组。并不固定某台冷/热源机组只能做高温冷/热源机组或者只能做低温冷/热源机组。这样，就可根据负荷工况的变化，灵活组织不同容量的冷/热源机组组成“两级串联供冷”、“三级串联供冷”等串联流程形式。当需要多台冷/热源机组或蓄能槽3并联供冷运行时或者部分冷/热源机组串联后再与其它冷/热源机组或蓄能槽3并联供冷运行时，也能通过阀门与管路的变换实现。这就能实现根据负荷及工况的变化，灵活组织不同容量的冷/热源机组实现所需的各种流程形式，有利于通过各种运行策略提高冷/热源机组的运行效率及机房能效。
三、负荷分配调节方便。
由于第一母管13与第二母管14之间的第一旁通控制阀101；第二母管14与第三母管15之间的第二旁通控制阀102；第三母管15与第四母管16之间的第三旁通控制阀103，这使得当采用冷/热源机组与蓄能槽3串联的“两级串联供冷”或“三级串联供冷”的形式时候，可以通过调节第一旁通控制阀101或第二旁通控制阀102，实现冷/热源机组和蓄能槽3之间的负荷分配调节。
四、蓄能、放能方便。
在水泵组进水母管11与蓄能槽3之间安装了蓄能阀XF，在本制冷机房工艺流程发明可以实现边蓄冷、边向末端用户供应空调冷冻水，亦可在制热机房中，实现边蓄热、边向末端用户供应暖气热水。这样，就能有利于保证冷/热源机组始终维持高效运行。
仍以图1为例，做为本方案的另一个实施例，本方案运用在蓄热热泵供暖机房装置中的实际方案，本实施例有两组蓄能槽3。
通过控制电路控制全部的控制阀，其中控制电路内运行有自动控制程序，其程序实现控制的方法如下：
(1)在供热系统正常进行供热，冷/热源机的供热能效正好满足末端供热的需要时或者蓄能槽3积蓄的热量已经释放完后，此时蓄能槽3不放能也不充能时，蓄能槽3的控制阀与蓄能阀全部关闭。根据供冷/热端所需水温的需求，第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2的控制阀控制方法如下：
A、当仅有第一分水器9供热水时，根据冷/热源机的制热能效，可采用第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作、通过第二母管14或第四母管16使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管13进水，通过第三母管15输出低温热水；以通过第二母管14使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作为例，此时，全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---第一分水器9---热水供水管---暖气末端。
B.当仅有第二分水器10供热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作、通过第二母管14或第四母管16使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管13进水，通过第三母管15输出高温热水；还是以通过第二母管14使第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作为例，此时，全部系统回水先后经：全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---第一分水器9---供水管路切换阀---第二分水器10---热水供水管---暖气末端。
C.当第一分水器9与第二分水器10均需要供热水，且所需热水温度不同时，通过调节控制阀，低温冷/热源机组通过第一母管13进水，通过第三母管15输出低温热水，高温冷/热源机组通过第一母管13或第二母管14进水，通过第二母管14输出高温热水。
(2)在供热系统供热成本偏高(峰值电费)或蓄能槽3积蓄的热能需要放出(在需要充能的时间前腾出蓄能空间)时，此时蓄能阀关闭，蓄能槽3的控制阀控制方法如下：
A.当第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作时，如果供冷/热端所需水温与冷/热源机输出的水温相同时，通过调节控制阀，使蓄能槽3与冷/热源机并联输出热水；
B.当第一冷/热源机组1独立工作、第二冷/热源机组2独立工作、第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2并联工作时，如果冷/热源机输出的水温不满足暖气末端所需水温需求时，通过调节控制阀，使蓄能槽3与冷/热源机的输出端串联输出热水。
C.当第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作，且第一分水器9与第二分水器10所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2输出的水温相同时，根据蓄能槽3放能的温差，通过调节控制阀，将蓄能槽3与第一冷/热源机组1并联、与第二冷/热源机组2并联、与串联的第一冷/热源机组1和第二冷/热源机的两段并联。
D.当第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2串联工作，且第一分水器9与第二分水器10所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组1和第二冷/热源机组2输出的水温不相同时，通过调节控制阀，通过第四母管16将蓄能槽3、第一冷/热源机组1并联、第二冷/热源机组2串联，通过第一母管13进水，通过第二母管14输出高温水，通过第三母管15输出低温水，以全部系统回水先后经：集水器8---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12---第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，A1、D1、E1与F1关闭)---第二母管14---蓄能槽3(控制阀D3与E3开启，A3、B3、C3、F3与蓄能阀XF关闭)---第四母管16---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀F2与A2开启，B2、C2、D2与E2关闭)---第三母管15---第一分水器9---热水供水管---暖气末端。
(3)当蓄能槽3充能时，蓄能槽3入口处的蓄能阀开启，蓄能槽3入口处的三个控制阀关闭，蓄能槽3出口处的三个控制阀，根据蓄能需要的输入温度与第二母管14、第三母管15、第四母管16内的水温相比较，选择开启对应的控制阀将需要蓄能的水导入蓄能槽3。
以高、低温冷/热源机组组成串联热源向蓄能槽3充能的方案为例。此时，热蓄冷循环为：低温冷/热源机组(若假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)---第三母管15---处于待蓄能状态的蓄能槽3(蓄/放冷阀A3与蓄能阀XF开启，控制阀B3、C3、D3、E3与F3关闭)---水泵组进水母管11---水泵组4---水泵组出水母管12----第一母管13---高温冷/热源机组(假设为第一冷/热源机组1，则控制阀C1与B1开启，控制阀A1、E1、F1与D1关闭)---第二母管14---低温冷/热源机组(假设为第二冷/热源机组2，则控制阀D2与A2开启、B2、C2、E2与F2关闭)，完成充冷循环，且此时第二母管14与第三母管15即可以对外供热，在不需要供热的时间段，也可以关闭第二分水器10、第一分水器9的供水端，仅进行蓄能器的充能循环。
由于在现有制冷或供热系统中，通常只采用两级冷/热源机组进行供冷或供热，即可满足绝大多数供冷或供热场景的需要，而超过两级，由于串联的级数增加，设备更加复杂，反而可能会降低整个机房的能效，因此本方案仅优选说明两组冷/热源机组、四条母管的实现方案，在部分特殊场景中，也有可能采用超过两组的冷/热源机组、超过两组蓄能槽3共同工作的情况，此时采用超过四条母管以及更多控制阀来实现本方案的控制方法，仅是数量上的叠加，其实现原理与控制思路仍属于本方案的保护范围。
本方案中的工业流程以及附图只是表示了各设备的连接关系及工艺流程原理，图中各设备的台数及型号是根据实际情况确定的，各设备可以是多台不同型号或相同型号的组成。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种冷/热源系统的多级蓄能组件，包括至少两台冷/热源机、至少一组蓄能槽、集水器、第一分水器、第二分水器、水泵组、水泵组进水母管、水泵组出水母管，所述第一分水器与所述第二分水器之间设有供水管路切换阀；
其特征是：还包括第一母管、第二母管、第三母管和第四母管；
所述冷/热源机的入口处、出口处和所述蓄能槽的入口处、出口处均分别各设有三个控制阀，且所述冷/热源机的入口处和所述蓄能槽的入口处均分别通过所述控制阀与所述第一母管、所述第二母管、所述第四母管相连；所述冷/热源机的出口处和所述蓄能槽的出口处均分别通过所述控制阀与所述第二母管、所述第三母管、所述第四母管相连；
所述第二母管与所述第二分水器相连，所述第三母管与所述第一分水器相连；
所述蓄能槽的入口处还设有蓄能阀，所述蓄能槽与所述水泵组进水母管通过蓄能阀相连；
所述第一母管与所述水泵组出水母管相连。
2.根据权利要求1所述的一种冷/热源系统的多级蓄能组件，其特征是：所述第一母管与第二母管之间设有第一旁通控制阀；第二母管与第三母管之间设有第二旁通控制阀；第三母管与第四母管之间设有第三旁通控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种冷/热源系统的多级蓄能组件，其特征是：所述蓄能槽设有至少两组，且所述至少两组蓄能槽的入口均通过控制阀分别与所述第一母管、所述第二母管、所述第四母管相连，所述至少两组蓄能槽的出口均通过控制阀分别与所述第二母管、所述第三母管、所述第四母管相连，所述至少两组蓄能槽的入口处均设有蓄能阀，所述水泵组进水母管分别通过所述至少两个蓄能阀与所述至少两组蓄能槽相连。
4.根据权利要求1所述的一种冷/热源系统的多级蓄能组件，其特征是：还包括控制电路，所述控制阀和所述蓄能阀分别是自力式阀门、电磁阀、电动阀中的一种或几种的组合，所述控制阀和所述蓄能阀均通过控制线与所述控制电路相连。
5.一种冷/热源系统的多级蓄能方法，通过应用上述权利要求1至4任意一项所述的一种冷/热源系统的多级蓄能组件，其特征在于：实现方法的步骤如下：
S1、所述至少两台冷/热源机，分为第一冷/热源机组和第二冷/热源机组进行控制阀的控制管理，每一台所述冷/热源机均可在所述第一冷/热源机组与所述第二冷/热源机组中切换；
S2、当蓄能槽不放能也不充能时，蓄能槽的控制阀与蓄能阀全部关闭，此时根据供冷/热端所需水温的需求，第一冷/热源机组和第二冷/热源机组的控制阀控制方法如下：
S21、当仅有第一分水器需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作、通过第二母管或第四母管使第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管进水，通过第三母管输出冷/热水；
S22、当仅有第二分水器需要供冷/热水时，通过调节控制阀，采用第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作、通过第二母管或第四母管使第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作的其中一种工作方式，通过第一母管进水，通过第三母管输出冷/热水，并通过供水管路切换阀将冷/热水从第一分水器导入第二分水器；
S23、当第一分水器与第二分水器均需要供冷/热水，且所需冷/热水温度不同时，通过调节控制阀，第一冷/热源机组通过第一母管进水，通过第二母管输出冷/热水，第二冷/热源机组通过第一母管或第二母管进水，通过第三母管输出另一温度的冷/热水；
S3、当蓄能槽放能时，蓄能阀关闭，此时蓄能槽的控制阀控制方法如下：
S31、当第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作时，如果供冷/热端所需水温与冷/热源机输出的水温相同时，通过调节控制阀，使蓄能槽与冷/热源机并联输出冷/热水；
S32、当第一冷/热源机组独立工作、第二冷/热源机组独立工作、第一冷/热源机组和第二冷/热源机组并联工作时，如果冷/热源机输出的水温不满足供冷/热端所需水温需求时，通过调节控制阀，使蓄能槽与冷/热源机的输出端串联输出冷/热水；
S33、当第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作，且第一分水器与第二分水器所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组和第二冷/热源机组输出的冷/热水温度相同时，根据蓄能槽放能的温差，通过调节控制阀，将蓄能槽与第一冷/热源机组并联、与第二冷/热源机组并联、与串联的第一冷/热源机组和第二冷/热源机的两段并联；
S34、当第一冷/热源机组和第二冷/热源机组串联工作，且第一分水器与第二分水器所需输出的冷/热水温度与第一冷/热源机组和第二冷/热源机组输出的水温不相同时，通过调节控制阀，通过第四母管将蓄能槽、第一冷/热源机组并联、第二冷/热源机组串联，通过第一母管进水，通过第二母管输出冷/热水，通过第三母管输出另一温度的冷/热水；
S4、当蓄能槽充能时，蓄能槽入口处的蓄能阀开启，蓄能槽入口处的三个控制阀关闭，蓄能槽出口处的三个控制阀，根据需要蓄能的输入温度与第二母管、第三母管、第四母管内的冷/热水水温相比较，选择开启对应的控制阀将需要蓄能的冷/热水导入蓄能槽。
6.根据权利要求5所述的一种冷/热源系统的多级蓄能方法，其特征是：所述蓄能槽设有至少两组，所述步骤S1还包括分步骤如下：
A1、所述至少两组蓄能槽分别独立进行控制阀和蓄能阀的控制管理。
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