CN117870040A - 一体式蒸发冷却冷水机组耦合vrf空调系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统及使用方法，安装于建筑体，用于控制建筑体内房间的温度和新风；包括一体式蒸发冷却冷水机组、空调水泵、变频新风处理机组、VRF空调室内机、VRF空调室外机、风道以及终端处理器；其使用方法分为高温模式和非高温模式；本发明通过区分处理室内冷负荷和新风冷负荷的冷源媒介温度需求，以传统VRF空调室内机处理室内冷负荷，释放处理新风所需媒介温度的限制，以一体式蒸发冷却冷水机组以高温冷冻水工况为新风系统提供冷源，结合红外线传感技术、二氧化碳监测、变风量技术，实现节能降耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调领域，特别是一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统及使用方法。它集合了一体式蒸发冷却冷水机组和VRF空调系统的优点。
背景技术
传统风冷VRF空调系统因其安装方便、使用便捷等优点，已广泛应用于福建省各类公共建筑十余年，其新风系统普遍采用冷媒专用新风机或全热交换新风机；存在能耗高、新回风交叉感染风险等问题。
而采用一体式蒸发冷却冷水机组作为唯一冷源时，夏季供回水温度一般需维持在7~12℃，即使是少数人加班，仍需开启一体式蒸发冷却冷水机组供冷，存在大马拉小车的现象，造成冷量消耗较大、管理不便，从而导致能耗高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统及使用方法，它集合了一体式蒸发冷却冷水机组和VRF空调系统的所有优点，并且组合后，能够有效减低能耗。
一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统,安装于建筑体，用于控制建筑体内房间的温度和新风；包括一体式蒸发冷却冷水机组、空调水泵、变频新风处理机组、VRF空调室内机、VRF空调室外机、风道以及终端处理器；
所述风道安装于建筑体内且延伸至各个房间；通过连接新风支管形成通向各个房间的新风口；每个新风支管上设有电动调节阀以用于调节新风支管的新风量；终端处理器布设于各个房间；
任意房间中设置红外线感应器和二氧化碳浓度检测装置，红外线感应器和二氧化碳浓度检测装置与对应房间的终端处理器连接，同时终端处理器连接并控制对应房间的电动调节阀；
任意房间中均设置至少一台VRF空调室内机，多台VRF空调室内机均配套连接一台VRF空调室外机；
变频新风处理机组安装于风道上且靠近风道的进风口，变频新风处理机组后方的风道上安装有静压传感器；所述静压传感器与变频新风处理机组连接，根据静压传感器检测值和设定值的偏差，调节变频新风处理机组内风机的频率；所述变频新风处理机组通过管道与一体式蒸发冷却冷水机组连接形成空调水循环管路，空调水泵安装于空调水循环管路的管道上；
一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统的使用方法，它分为高温模式和非高温模式；
高温模式：
在高温模式下，变频新风处理机组按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组上设有的室外湿球温度传感器检测到的湿球温度高于设定值时，开启一体式蒸发冷却冷水机组；同时开启空调水泵以实现变频新风处理机组的热交换；
VRF空调室内机根据需求开启实现室内降温；
红外线感应器和二氧化碳浓度检测装置分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器未检测到人员，则关闭电动调节阀或调小电动调节阀；当红外线感应器有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀的开度；
非高温模式：
在非高温模式下，变频新风处理机组按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组上设有的室外湿球温度传感器检测到的湿球温度低于设定值时，一体式蒸发冷却冷水机组及空调水泵处于关闭状态；
VRF空调室内机根据需求开启实现室内降温或升温；
红外线感应器和二氧化碳浓度检测装置分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器未检测到人员，则关闭电动调节阀或调小电动调节阀；当红外线感应器有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀的开度。
本发明的优点如下：
1本发明通过区分处理室内冷负荷和新风冷负荷的冷源媒介温度需求，以传统VRF空调室内机处理室内冷负荷，释放处理新风所需媒介温度的限制，以一体式蒸发冷却冷水机组以高温冷冻水工况为新风系统提供冷源，结合红外线传感技术、二氧化碳监测、变风量技术，实现节能降耗。
2.利用空调房间的红外线感应器控制对应房间的VRF空调室内机启停及新风支管上电动调节阀的开闭，并通过二氧化碳浓度检测装置自动调节房间新风量，保证室内空气品质。
3.由于一体式蒸发冷却冷水机组集传统水冷冷水机组、冷却塔、冷却风机、冷却水泵、冷冻水泵、定压补水装置等设备于一体，大幅度减小管道换热长度、降低冷却水泵扬程及能耗，以高温冷冻水工况运行、提高制冷循环的蒸发温度，实现高效、节能运行。一体式蒸发冷却冷水机组通过室外湿球温度传感器的状态联锁启停。
4.室内负荷由VRF空调室内机承担，可灵活应对分层分区域各空调区域的温、湿度需求，促进行为节能。
5.变频新风处理机组通过主管上的静压传感器状态实现变频调节，按需供给新风。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为一体式蒸发冷却冷水机组SCOP性能曲线示意图。
标号说明
1-一体式蒸发冷却冷水机组、11-室外湿球温度传感器、2-空调水泵、3-变频新风处理机组、4-VRF空调室内机、5-VRF空调室外机、7-风道、71-新风支管、72-电动调节阀、73-红外线感应器、74-二氧化碳浓度检测装置、75-静压传感器、76-新风百叶。
具体实施方式
如图1所示：一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统，安装于建筑体，用于控制建筑体内房间的温度和新风；包括一体式蒸发冷却冷水机组1、空调水泵2、变频新风处理机组3、VRF空调室内机4、VRF空调室外机5、风道7以及终端处理器；
所述风道7安装于建筑体内且延伸至各个房间；通过连接新风支管71形成通向各个房间的新风口；每个新风支管71上设有电动调节阀72以用于调节新风支管71的新风量；终端处理器布设于各个房间；
任意房间中设置红外线感应器73和二氧化碳浓度检测装置74，红外线感应器73和二氧化碳浓度检测装置74与对应房间的终端处理器连接，同时终端处理器连接并控制对应房间的电动调节阀72；
任意房间中均设置至少一台VRF空调室内机4，多台VRF空调室内机4均配套连接一台VRF空调室外机5；
变频新风处理机组3安装于风道7上且靠近风道7的进风口，变频新风处理机组3后方的风道7上安装有静压传感器75；所述静压传感器75与变频新风处理机组3连接，根据静压传感器75检测值和设定值的偏差，调节变频新风处理机组3内风机的频率；所述变频新风处理机组3通过管道与一体式蒸发冷却冷水机组1连接形成空调水循环管路，空调水泵2安装于空调水循环管路的管道上；
一体式蒸发冷却冷水机组1上设有室外湿球温度传感器11。
本发明中提到的VRF英文全称为Variable refrigerant Flow，即变制冷剂流量。
VRF空调室外机5通过空调冷媒循环管路连接VRF空调室内机4。
风道7的进风口处设有新风百叶。
一般来说，如果风道设有多条，那么变频新风处理机组3可以设置多台，所述一体式蒸发冷却冷水机组1连接多台变频新风处理机组3，空调水完成循环流动动力源自空调水泵2，变频新风处理机组3通过风道，从室外引入新风并经过热湿处理后，送至各空调房间。
所述VRF空调室外机5通过空调冷媒循环连接多台VRF空调室内机4，VRF空调室内机4从各空调房间引入回风并经过热湿处理后，送回空调房间。
所述一体式蒸发冷却冷水机组1包括冷水机组、冷却水泵、冷却风机、室外湿球温度传感器、冷却水温度传感器；当室外湿球温度传感器检测到的湿球温度高于设定值时，开启一体式蒸发冷却冷水机组，根据其内部冷却水温度传感器检测到的冷却水供水温度与湿球温度的差值与设定值的偏差，变频调节冷却风机；
一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统的使用方法，它分为高温模式和非高温模式；
高温模式：
在高温模式下，变频新风处理机组3按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组1上设有的室外湿球温度传感器检测到的湿球温度高于设定值时，开启一体式蒸发冷却冷水机组1；同时开启空调水泵2以实现变频新风处理机组3的热交换；
VRF空调室内机4根据需求开启实现室内降温；
红外线感应器73和二氧化碳浓度检测装置74分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器73未检测到人员，则关闭电动调节阀72或调小电动调节阀72；当红外线感应器73有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀72的开度；
非高温模式：
在非高温模式下，变频新风处理机组3按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组1上设有的室外湿球温度传感器检测到的湿球温度低于设定值时候，体式蒸发冷却冷水机组1及空调水泵2处于关闭状态；
VRF空调室内机4根据需求开启实现室内降温或升温；
红外线感应器73和二氧化碳浓度检测装置74分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器73未检测到人员，则关闭电动调节阀72或调小电动调节阀72；当红外线感应器73有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀72的开度。
具体的说，当空调房间红外传感器未感应到人体活动且持续超过设定时间时，终端处理器联动关闭房间新风支管上的电动调节阀，当红外传感器重新检测到人体活动后，联动开启对应房间新风支管上的电动调节阀；根据空调房间二氧化碳浓度检测装置检测到的室内二氧化碳浓度与设定值的偏差，自动调节室内新风支管上的电动调节阀开启；变频新风处理机组根据风道上的静压传感器检测到的静压与设定值的偏差，变频调节新风处理机组的内置风机；
需要说明的是，一体式蒸发冷却冷水机组1的冷冻水温度高于常规空调水温度。如图2所示，随着供水温度的提高，一体式蒸发冷却冷水机组1的性能SCOP持续提高。这里的SCOP英文全称为system coefficient of refrigeration performance，即冷源综合制冷性能系数。
以下为本发明所述的一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统的具体应用：
该应用为坐落于福州的福建省某设计院总部大楼，总建筑面积20357m²,地上12层。空调计算参数按福州地区选取。其中，夏季空调室外计算干球温度35.9℃,湿球温度28.0℃;冬季空调计算温度4.4℃,相对湿度74%。夏季空调冷负荷为3300kW,冬季空调热负荷为855kW。
空调系统采用本发明记载的一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统，VRF空调系统分层分区域设置，实现分区域独立计费。新风系统冷源采用高效一体式蒸发冷却冷水机组，设置于裙房通风良好的屋面；室内负荷由VRF空调系统承担，VRF空调室外机设置于避难层设备区。夏季新风处理机组及VRF空调系统均处于制冷运行工况；冬季空调热负荷均由VRF空调系统承担，新风系统不进行热湿处理直接送入室内。
该空调系统接入楼宇自控系统BAS系统，控制逻辑采用上述一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统的使用方法。
Claims (4)
1.一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统，其特征在于，安装于建筑体，用于控制建筑体内房间的温度和新风；包括一体式蒸发冷却冷水机组（1）、空调水泵（2）、变频新风处理机组（3）、VRF空调室内机（4）、VRF空调室外机（5）、风道（7）以及终端处理器；
所述风道（7）安装于建筑体内且延伸至各个房间；通过连接新风支管（71）形成通向各个房间的新风口；每个新风支管（71）上设有电动调节阀（72）以用于调节新风支管（71）的新风量；终端处理器布设于各个房间；
任意房间中设置红外线感应器（73）和二氧化碳浓度检测装置（74），红外线感应器（73）和二氧化碳浓度检测装置（74）与对应房间的终端处理器连接，同时终端处理器连接并控制对应房间的电动调节阀（72）；
任意房间中均设置至少一台VRF空调室内机（4），多台VRF空调室内机（4）均配套连接一台VRF空调室外机（5）；
变频新风处理机组（3）安装于风道（7）上且靠近风道（7）的进风口，变频新风处理机组（3）后方的风道（7）上安装有静压传感器（75）；所述静压传感器（75）与变频新风处理机组（3）连接，根据静压传感器（75）检测值和设定值的偏差，调节变频新风处理机组（3）内风机的频率；所述变频新风处理机组（3）通过管道与一体式蒸发冷却冷水机组（1）连接形成空调水循环管路，空调水泵（2）安装于空调水循环管路的管道上；
一体式蒸发冷却冷水机组（1）上设有室外湿球温度传感器（11）。
2.根据权利要求1所述的一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统，其特征在于：VRF空调室外机（5）通过空调冷媒循环管路连接VRF空调室内机（4）。
3.根据权利要求1所述的一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统，其特征在于：风道（7）的进风口处设有新风百叶（76）。
4.一体式蒸发冷却冷水机组耦合VRF空调系统的使用方法，其特征在于：它分为高温模式和非高温模式；
高温模式：
在高温模式下，变频新风处理机组（3）按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组（1）上设有的室外湿球温度传感器（11）检测到的湿球温度高于设定值时，开启一体式蒸发冷却冷水机组（1）；同时开启空调水泵（2）以实现变频新风处理机组（3）的热交换；
VRF空调室内机（4）根据需求开启实现室内降温；
红外线感应器（73）和二氧化碳浓度检测装置（74）分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器（73）未检测到人员，则关闭电动调节阀（72）或调小电动调节阀（72）；当红外线感应器（73）有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀（72）的开度；
非高温模式：
在非高温模式下，变频新风处理机组（3）按时间程序自动启停，运行时间累积；
一体式蒸发冷却冷水机组（1）上设有的室外湿球温度传感器（11）检测到的湿球温度低于设定值时，一体式蒸发冷却冷水机组（1）及空调水泵（2）处于关闭状态；
VRF空调室内机（4）根据需求开启实现室内降温或升温；
红外线感应器（73）和二氧化碳浓度检测装置（74）分别实时检测房间内的是否存在人员以及二氧化碳浓度；当红外线感应器（73）未检测到人员，则关闭电动调节阀（72）或调小电动调节阀（72）；当红外线感应器（73）有检测到人员，则根据二氧化碳浓度检测值和设定值的偏差调节电动调节阀（72）的开度。
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