CN113899037B - 热回收系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热回收系统及其控制方法。所述的热回收系统包括冷水机组和热水箱，所述冷水机组包括两个并联的冷凝器，一个冷凝器与冷水机组的冷却塔构成循环回路，另一个冷凝器与热水箱构成循环回路，所述冷却塔的冷却水进出管道之间设有旁通，所述旁通通过设置在冷却塔的进水管道上的电动三通阀控制，所述热回收系统的控制器根据冷却回水温度、热水箱内的热水温度与冷却回水温度之差，以及热水箱内的热水温度与热水温度设置值之差控制热回收系统的输出。本发明解决了运行模式切换造成的室内温湿度波动大，以及冬季室外温度较低时，主机无法启动的问题。

Description

热回收系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种热回收系统及其控制方法。
背景技术
医院洁净空调系统常年有制冷需求，且医院常年有生活热水需求，因此，全热回收螺杆式冷水机组非常适合应用于医院,既能满足洁净空调的要求，又可提供生活热水，而且可简化冷热源系统，实现能源利用的最大化。但是，现有全热回收螺杆式冷水机组在应用上存在两个问题：一是热水用量小的情况下，机组易在热回收模式与单制冷模式之间频繁切换运行模式，模式切换时机组需停机至少15分钟，此时会造成冷水水温波动，影响空调末端换热效果，造成室内温湿度波动较大；二是在冬季室外温度较低时，主机无法启动，影响机组的热水供应。
发明内容
本发明提出一种热回收系统及其控制方法，以解决现有技术中由于运行模式切换造成室内温湿度波动大，以及冬季室外温度较低时，主机无法启动的问题。
本发明提出一种热回收系统，包括冷水机组和热水箱，所述冷水机组包括两个并联的冷凝器，一个冷凝器与冷却塔构成循环回路，另一个冷凝器与热水箱构成循环回路，所述冷却塔的冷却水进出管道之间设有旁通，所述旁通通过设置在冷却塔的进水管道上的电动三通阀控制，所述热回收系统的控制器根据冷却回水温度、热水箱内的热水温度与冷却回水温度之差，以及热水箱内的热水温度与热水温度设置值之差控制热回收系统的输出。
优选地，所述冷水机组采用螺杆式冷水机组。
进一步地，所述冷却塔的回水管道上，所述旁通连接点后端设有电加热器。
进一步地，所述冷却水的供回水管道上设有第一电动水阀，所述热水箱的供回水管道上设有第二电动水阀。
本发明还提出一种上述热回收系统的控制方法，所述热回收系统的控制器根据冷却回水温度、热水箱内的热水温度与冷却回水温度之差，以及热水箱内的热水温度与热水温度设置值之差控制热回收系统的输出。
启用热回收模式时，当热水温度T1与冷却回水温度T2的差值小于第一设定值T1设时包括以下运行模式：
a.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值大于第二设定值T2设时，则设置冷水机组按单独热回收模式运行；
b.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值小于第三设定值T3设时，则设置冷水机组按空调制冷模式运行；
c.如果上述a和b中的条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。
启用热回收模式时，当热水温度T1与冷却回水温度T2的差值大于等于第一设定值T1设时包括以下运行模式：
e.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值大于第二设置值T2设时，则关闭一台冷水机组，并设置冷水机组按热回收模式运行；
f.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值小于第三设置值T3设时，则关闭一台冷水机组，并设置冷水机组按空调制冷模式运行；
g.如果上述e和f中条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。
启用屏蔽热回收模式时，首先对热回收系统进行启动前水温检测，具体包括：
h.如果冷却回水温度T2大于等于第四设置值T4设时，则开启冷水机组、冷却水泵、冷却塔及电动三通阀；
i如果冷却回水温度T2小于第四设置值T4设时，则开启电动三通阀为全旁通，开启冷却水泵和电加热器，待冷却回水温度T2上升至T4设时,开启冷水机组。
当冷水机组运行时，所述电动三通阀的控制包括：
j.如果冷却回水温度T2小于等于第五设置值T5设时，则通过电动三通阀开大旁通的流量；
k.如果冷却回水温度T2大于第六设置值T6设时，则通过电动三通阀关小旁通的流量；
m.如果上述j和k中的条件均不满足，则维持电动三通阀的状态保持不变。
当冷水机组运行时，所述冷却塔风机的控制包括：
n 如果冷却回水温度T2小于等于第七设置值T7设时，则关闭冷却塔风机；
p.如果冷却回水温度T2大于第八设置值T8设时，则开启冷却塔风机；
q.如果上述n和p中的条件均不满足，则保持冷却塔风机的状态不变。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.通过在冷却塔的供回水管道上设置旁通和在回水管道上旁通的后端设置加热器，有效地解决了冬季低温下主机无法启动的问题，可实现全年制冷；
2.根据冷却回水温度、热水箱内的热水温度、热水温度设置值，以及一些设置参数控制热回收系统的输出，实现主机不停机切换模式，以减小冷量供应，使空调房间的温湿度更稳定。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1为本发明热回收系统及控制原理的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
图1是本发明热回收系统及控制原理的示意图。该热回收系统包括冷水机组1、冷却塔2和热水水箱3。冷水机组中包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，这些是制冷设备的常用部件，图中没有显示。该实施例中压缩机采用螺杆式压缩机，冷凝器包括两个并联的冷凝器，一个冷凝器与冷却塔2构成冷却水循环回路，另一个冷凝器与热水箱3构成水加热循环回路。冷却塔的冷却水进出管道之间设有一旁通4，该旁通通过设置在冷却塔的进水管道上的电动三通阀5控制。冷却塔的回水管道上，旁通4连接点后端设有电加热器6和冷却水泵LQE和温度传感器。冷却水的供回水管道上设有第一电动水阀7。热水箱3的回水管道上设有温度传感器和热水泵RSB，热水箱的供回水管道上也设有第二电动水阀8。与冷水机组1中的蒸发器换热后的冷冻水通过管道与空调末端装置连通，冷冻水回水管道上设有冷水泵LSB。
热回收系统的控制器9与冷水机组1、冷却塔2、电动三通阀5、加热器6、温度传感器和第一电动水阀、第二电动水阀电连接，根据冷却冷却回水温度T2、热水箱内的热水温度T1与冷却回水温度之差，以及热水箱内的热水温度T1与热水温度设置值T热设之差控制热回收系统的输出。
在冬季，冷却水旁通4的控制方案为根据冷却回水温度T2控制电动三通阀5和冷却塔风机，具体控制逻辑如下：
1、如果主机运行模式设置值为允许启用热回收模式时，分两种情况考虑：
（1）如果热水温度T1-冷却回水温度T2＜第一设定值T1设时（默认5℃）：分三种情况控制：
a.如果热水温度设置值T热设（默认40℃）-热水温度T1＞第二设定值T2设时（默认5℃），则启动热水泵RSB，延时一段时间间隔后（默认10s），设置冷水机组按单独热回收模式运行；此时冷却水泵LQB、冷却塔风机、电加热器6和电动三通阀5关闭；
b.如果热水温度设置值T热设（默认40℃）-热水温度T1＜第三设定值T3设时（默认3℃），则依次开启电动三通阀5、冷却水泵LQE和冷却塔风机，延时一段时间间隔后（默认10s），设置冷水机组按空调制冷模式运行；此时关闭热水泵，不回收冷凝散热加热热水；
c.如果上述a和b中的条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。此时，热水泵RSB、冷水泵LQB、冷却塔2、风机、电动三通阀5和第一电动水阀7和第二电动水阀8同时开启。
（2）如果热水温度T1-冷却回水温度T2 ≥第一设置温度T1设时（默认5℃），包括以下运行模式：
e.如果热水温度设置值T热设（默认40℃）-热水温度T1＞第二设置值T2设时（默认5℃），则关闭一台冷水机组，冷水机组关闭后，设置冷水机组为热回收模，此时，立即依次关闭冷却水泵LQB、冷却塔2、风机和电动三通阀5，启动热水泵RSB，延时一段时间间隔后（默认5s），开启冷水机组（冷水机组再启动时间间隔设置值改为3min）；如果关闭一台机组后仍然满足条件e,则关闭第二台机组执行同样的切机操作；
f.如果热水温度设置值T热设（默认40℃）-热水温度T1＜第三设置值T3设时（默认3℃），则关闭一台冷水机组，设置冷水机运行模式为空调制冷模式运行；此时，立即关闭热水泵RSB，依次开启电动三通阀5、冷却塔2和风机，热水泵RSB关闭后，启动冷却水泵LQB，延时一段时间间隔后（默认5s），开启冷水机组（冷水机组再启动时间间隔设置值改为3min）；如果开启一台机组后仍然满足条件f,则开启第二台机组执行同样的切机操作；
g.如果上述e和f中条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。此时，冷水机组1、热水泵RSB、冷却泵LQB、冷却塔2、风机和电动三通阀5均保持开启状态。
2、如果主机运行模式设置值为屏蔽热回收模式，首先对热回收系统进行启动前水温检测，具体包括：
（1）机组启动前水温检测
h.如果冷却回水温度T2≥第四设置值T4设时（默认12℃），则开启冷水机组1、冷却水泵LQB、冷却塔2及电动三通阀5；
i如果冷却回水温度T2＜第四设置值T4设时（默认12℃），则将电动三通阀5设置为全旁通，开启冷却水泵LQB和电加热器6，待冷却回水温度T2上升至T4设时,开启冷水机组。
当冷水机组运行时，旁通电动三通阀的控制如下：
j.如果冷却回水温度T2≤第五设置值T5设时（默认16℃），则通过电动三通阀开大旁通的流量；
k.如果冷却回水温度T2＞第六设置值T6设时（默认20℃），则通过电动三通阀关小旁通的流量；
m.如果上述j和k中的条件均不满足，则维持电动三通阀的状态保持不变。
当冷水机组运行时，冷却塔风机的控制如下：
n 如果冷却回水温度T2≤第七设置值T7设时（默认20℃），则关闭冷却塔风机；
p.如果冷却回水温度T2＞第八设置值T8设时（默认24℃），则开启冷却塔风机；
q.如果上述n和p中的条件均不满足，则保持冷却塔风机的状态不变。
本发明提出的技术方案在热水用量小时，在一定时间内开启冷却水泵、冷却风机，而不是等热水温度T1高于设定值才开启，避免了主机模式切换而影响冷源输出的问题。
上述涉及的参数优选如下：所述热水温度设置值T热设为40℃，所述T1设为5℃，所述T2设为5℃，所述T3设为3℃，所述T4设为12℃，所述T5设为16℃，所述T6设为20℃，所述T7设为20℃，所述T8设为24℃。
本发明在一定条件下，通过参数设定和判断及时调整阀门开关和水泵、风机的起停，实现了主机不停机的在线切换运行，避免切机对水温造成波动影响室内温湿度，使空调房间的温度、湿度更稳定。
本发明在冬季通过机组启动前水温检测，当检测到水温满足要求时，开启主机和冷却水泵、冷却塔风机，当水温不满足要求时，电动三通阀为全旁通，冷却水不流经冷却塔，开启冷却水泵和管理电加热，待水温回升至设定值再开启主机，有效地解决了冬季低温时主机无法启动问题，实现全年制冷。
本发明提出的技术方案为一种全年稳定运行的热回收系统及控制方法，不限于应用在医院洁净空调系统，其它有全年制冷需求、同时有冷、热水需求且冷热量需求差异大的场所均适用。
以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热回收系统的控制方法，所述热回收系统包括冷水机组、冷却塔和热水箱，所述冷水机组包括两个并联的冷凝器，一个冷凝器与冷却塔构成循环回路，另一个冷凝器与热水箱构成循环回路，所述冷却塔的冷却水进出管道之间设有旁通，所述旁通通过设置在冷却塔的进水管道上的电动三通阀控制，所述冷却塔的回水管道上，所述旁通连接点后端设有电加热器,其特征在于，所述热回收系统的控制器根据冷却回水温度、热水箱内的热水温度与冷却回水温度之差，以及热水箱内的热水温度与热水温度设置值之差控制热回收系统的输出，包括:启用热回收模式时，当热水温度T1与冷却回水温度T2差值小于第一设置值T1设时，分三种情况控制：
a.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值大于第二设置值T2设时，则设置冷水机组按单独热回收模式运行；
b.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值小于第三设置值T3设时，则设置冷水机组按空调制冷模式运行；
c.如果上述a和b中的条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，启用热回收模式时，当热水温度T1与冷却回水温度T2的差值大于等于第一设置值T1设时，分三种情况控制：
e.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值大于第二设置值T2设时，则关闭一台冷水机组，并设置冷水机组按热回收模式运行；
f.如果热水温度设置值T热设与热水温度T1的差值小于第三设置值T3设时，则关闭一台冷水机组，并设置冷水机组按空调制冷模式运行；
g.如果上述e和f中条件均不满足，则设置冷水机组按热回收和空调制冷同时运行模式运行。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，启用屏蔽热回收模式时，首先对热回收系统进行启动前水温检测，具体包括：
h.如果冷却回水温度T2大于等于第四设置值T4设时，则开启冷水机组、冷却水泵、冷却塔及电动三通阀；
i如果冷却回水温度T2小于第四设置值T4设时，则开启电动三通阀为全旁通，开启冷却水泵和电加热器，待冷却回水温度T2上升至T4设时,开启冷水机组。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当冷水机组运行时，所述电动三通阀的控制包括：
j.如果冷却回水温度T2小于等于第五设置值T5设时，则通过电动三通阀开大旁通的流量；
k.如果冷却回水温度T2大于第六设置值T6设时，则通过电动三通阀关小旁通的流量；
m.如果上述j和k中的条件均不满足，则维持电动三通阀的状态保持不变。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当冷水机组运行时，所述冷却塔风机的控制包括：
n 如果冷却回水温度T2小于等于第七设置值T7设时，则关闭冷却塔风机；
p.如果冷却回水温度T2大于第八设置值T8设时，则开启冷却塔风机；
q.如果上述n和p中的条件均不满足，则保持冷却塔风机的状态不变。
6.一种热回收系统，其特征在于，所述热回收系统的控制器根据权利要求1-5任一项所述的控制方法控制热回收系统的输出。
7.如权利要求6所述的热回收系统，其特征在于，所述冷水机组采用螺杆式冷水机组。
8.如权利要求6所述的热回收系统，其特征在于，所述冷却水的供回水管道上设有第一电动水阀，所述热水箱的供回水管道上设有第二电动水阀。
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