CN206449767U - 一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，包括制冷主机、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统、风机盘管和控制装置；冷冻水系统包括冷冻水变频器、冷冻水泵、冷冻水供、回水温度传感器和冷冻水低温保护装置，冷冻水低温保护装置包括热回收器、热水泵、第一电动水阀、第二电动水阀、第三电动水阀和第四电动水阀，热回收器设置在压缩机和冷凝器之间的连接管路上，热回收器通过热水循环管路连接风机盘管，第一电动水阀和第二电动水阀设置在热水循环管路上，第三电动水阀和第四电动水阀设置在冷冻水循环管路上。本实用新型既能保证传送所需的冷量，又能大幅度地节省水泵的耗能，节约能源。

Description

一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统

技术领域

本实用新型涉及中央空调技术领域，尤其涉及一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统。

背景技术

在现代建筑的能耗中，约有一半以上用于空调系统。空调系统在营造舒适宜人的工作、生活小环境的同时，消耗了大量的能源，污染了环境。中央空调系统水系统的设计，是依照最大冷负荷，管网的最长环路，最大阻力再乘以一定的安全系数，并按固定的循环水温度差作出的，循环水水泵按最大流量选定额定功率。一旦水泵启动运转，则不管实际需要流量的大小，始终在50Hz工频上满载工作。这就造成多数时间水系统在大流量、小温差的工况下运行。这不仅浪费电能，加快水泵的机械磨损，还因为水泵耗能的一部分不可逆的以热量形式耗散在水系统中，加重了主机的负荷。此外，在夏季环境温度较高时，压缩机的运行功率增加，则进入蒸发器的制冷剂带有更多冷量，与制冷剂进行热交换的冷冻水进入风机盘管，可能造成盘管结霜，影响中央空调的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，能够降低中央空调系统的运行能耗，并防止末端的风机盘管结霜，保证中央空调正常运行。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，包括制冷主机、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统、风机盘管和控制装置，所述的控制装置包括中央空调集控装置、冷冻水控制装置和冷却水控制装置，所述的中央空调集控装置分别通过通信总线连接冷冻水控制装置和冷却水控制装置；

所述的制冷主机包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述的压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器按照制冷剂流向依次连接成制冷剂循环回路，所述的蒸发器通过冷冻水循环管路连接风机盘管，所述的冷凝器通过冷却水循环管路连接冷却塔系统；

所述的冷冻水系统包括冷冻水变频器、冷冻水泵、冷冻水供水温度传感器、冷冻水回水温度传感器和冷冻水低温保护装置，冷冻水变频器与冷冻水控制装置连接，冷冻水泵由冷冻水变频器控制，冷冻水供水温度传感器和冷冻水回水温度传感器的输出端连接冷冻水控制装置的输入端，冷冻水供水温度传感器设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，冷冻水泵和冷冻水回水温度传感器设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上，所述的冷冻水低温保护装置包括热回收器、热水泵、第一电动水阀、第二电动水阀、第三电动水阀和第四电动水阀，热回收器设置在压缩机和冷凝器之间的连接管路上，热回收器通过热水循环管路连接风机盘管，第一电动水阀设置在热回收器和风机盘管之间的热水进水管路上，热水泵和第二电动水阀设置在热回收器和风机盘管之间的热水回水管路上，第三电动水阀设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，第四电动水阀设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上，第一电动水阀、第二电动水阀、第三电动水阀和第四电动水阀的受控端分别连接冷冻水控制装置的输出端；

所述的冷却水系统包括冷却水变频器、冷却水泵、冷却水进水温度传感器和冷却水出水温度传感器，冷却水变频器与冷却水控制装置连接，冷却水泵由冷却水变频器控制，冷却水进水温度传感器设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水进水管路上，冷却水泵和冷却水出水温度传感器设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水出水管路上。

所述的冷冻水变频器和冷却水变频器均包括工作变频器和备用变频器。

所述的中央空调集控装置包括工业控制计算机、触摸显示屏和故障报警器。

所述的冷冻水控制装置和冷却水控制装置均包括依次连接的模拟量输入模块、A/D变换模块、滤波放大模块、数据处理模块和模拟量输出模块。

所述的冷冻水供水温度传感器、冷冻水回水温度传感器、冷却水进水温度传感器和冷却水出水温度传感器均采用电阻式温度传感器。

本实用新型分别通过冷冻水控制装置和冷却水控制装置对冷冻水系统和冷却水系统作独立控制运行，同时利用中央空调集控装置获取冷冻水系统和冷却水系统的运行信息，并进行集中监视、管理和操作，在中央空调集控装置故障或中央空调集控装置与冷冻水控制装置和冷却水控制装置之间通信中断时，仍能完成信号的采集、处理和输出，实现对冷冻水系统和冷却水系统的节能控制，大大增强了中央空调节能系统的可靠性，并提高了冷冻水系统和冷却水系统的响应速度；

本实用新型分别利用冷冻水供、回水温度传感器和冷却水进、出水温度传感器获取冷冻水供、回水温度和冷却水进、出水温度，实时监测空调末端设备的负荷需求量，利用变频器控制冷冻水泵和冷却水泵的运行频率，进而动态改变冷冻水流量和冷却水流量，使冷冻水供、回水温差和冷却水进、出水温差达到或接近额定的温差值，既能够保证传送所需的冷量，又能大幅节省水泵的耗能，并减少制冷主机的附加冷负荷；

本实用新型利用冷冻水低温保护装置的热回收器存储热水，在冷冻水供水温度低于设定的下限值时，关闭第三电动水阀和第四电动水阀，并开启第一电动水阀和第二电动水阀，使热回收器内的热水通过热水循环管路进入风机盘管，既能避免蒸发器因温度过低而结冰冻管，又能对可能结霜的风机盘管除霜，提高了中央空调运行的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，包括制冷主机、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统、风机盘管和控制装置。本实用新型的制冷主机包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器按照制冷剂流向依次连接成制冷剂循环回路。其中，蒸发器位于压缩机的低压侧，冷凝器位于压缩机的高压侧。蒸发器通过冷冻水循环管路连接风机盘管，实现空调末端所需的冷量传输，冷凝器通过冷却水循环管路连接冷却塔系统，实现热量排放。

本实用新型的控制装置包括中央空调集控装置、冷冻水控制装置和冷却水控制装置，中央空调集控装置分别通过通信总线连接冷冻水控制装置和冷却水控制装置。本实用新型的中央空调集控装置包括工业控制计算机、触摸显示屏和故障报警器，中央空调集控装置通过通信总线从冷冻水控制装置和冷却水控制装置获取冷冻水系统和冷却水系统的运行参数，进行集中监视、管理和操作，并在冷冻水变频器、冷冻水泵、冷却水变频器及冷却水泵故障时，通过故障报警器给出故障提示，提醒工作人员及时处理。

本实用新型的冷冻水控制装置和冷却水控制装置除与中央空调集控装置进行通信外，还用于冷冻水系统和冷却水系统作独立控制运行，均包括依次连接的模拟量输入模块、A/D变换模块、滤波放大模块、数据处理模块和模拟量输出模块。

本实用新型的冷冻水系统包括冷冻水变频器、冷冻水泵、冷冻水供水温度传感器1、冷冻水回水温度传感器2和冷冻水低温保护装置，冷冻水变频器与冷冻水控制装置连接，冷冻水泵由冷冻水变频器控制，冷冻水供水温度传感器1和冷冻水回水温度传感器2的输出端连接冷冻水控制装置的输入端，冷冻水供水温度传感器1设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，冷冻水泵和冷冻水回水温度传感器2设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上。其中，冷冻水供水温度传感器1和冷冻水回水温度传感器2采用电阻式温度传感器。

安装在冷冻水循环管路上的冷冻水供、回水温度传感器实时检测冷冻水供、回水温度并将之送至冷冻水控制装置的模拟量输入模块，通过A/D变换模块和滤波放大模块进行A/D变换和滤波处理后，数据处理模块计算当前冷冻水泵的最佳工作频率，经模拟量输出模块送至冷冻水变频器，进而控制冷冻水泵变频调速运行以改变冷冻水流量，实现设定供、回水温差下变流量节能运行。其中，冷冻水变频器包括工作变频器和备用变频器，有效提高系统运行的可靠性。

本实用新型的冷冻水低温保护装置包括热回收器、热水泵、第一电动水阀3、第二电动水阀4、第三电动水阀5和第四电动水阀6，热回收器设置在压缩机和冷凝器之间的连接管路上，热回收器通过热水循环管路连接风机盘管，第一电动水阀3设置在热回收器和风机盘管之间的热水进水管路上，热水泵和第二电动水阀4设置在热回收器和风机盘管之间的热水回水管路上，第三电动水阀5设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，第四电动水阀6设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上，第一电动水阀3、第二电动水阀4、第三电动水阀5和第四电动水阀6的受控端分别连接冷冻水控制装置的输出端。

当中央空调节能系统正常运行时，第三电动水阀5和第四电动水阀6开启，第一电动水阀3和第二电动水阀4关闭，冷冻水在蒸发器和风机盘管之间循环流动，为空调末端提供冷量；当冷冻水供水温度低于冷冻水控制装置设定的下限值时，关闭第三电动水阀5和第四电动水阀6，并开启第一电动水阀3和第二电动水阀4，使热回收器内的热水通过热水循环管路进入风机盘管，既能避免蒸发器因温度过低而结冰冻管，又能对可能结霜的风机盘管除霜，提高了中央空调运行的可靠性。

本实用新型的冷却水系统包括冷却水变频器、冷却水泵、冷却水进水温度传感器7和冷却水出水温度传感器8，冷却水变频器与冷却水控制装置连接，冷却水泵由冷却水变频器控制，冷却水进水温度传感器7设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水进水管路上，冷却水泵和冷却水出水温度传感器8设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水出水管路上。其中，冷却水进水温度传感器7和冷却水出水温度传感器8采用电阻式温度传感器。

安装在冷却水循环管路上的冷却水进、出水温度传感器实时检测冷却水进、出水温度并将之送至冷却水控制装置的模拟量输入模块，通过A/D变换模块和滤波放大模块进行A/D变换和滤波处理后，数据处理模块计算当前冷却水泵的最佳工作频率，经模拟量输出模块送至冷却水变频器，进而控制冷却水泵变频调速运行以改变冷却水流量，实现设定进、出水温差下变流量节能运行。其中，冷却水变频器包括工作变频器和备用变频器，充分保障系统运行的可靠性。

本实用新型根据实际负荷需求量的变化，动态改变中央空调水系统的流量，使水温差达到或接近额定的温差值，既可以保证传送所需的冷量，又能大幅度地节省水泵的耗能，从而达到节约能源的目的。本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型的设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，其特征在于：包括制冷主机、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统、风机盘管和控制装置，所述的控制装置包括中央空调集控装置、冷冻水控制装置和冷却水控制装置，所述的中央空调集控装置分别通过通信总线连接冷冻水控制装置和冷却水控制装置；

所述的制冷主机包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述的压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器按照制冷剂流向依次连接成制冷剂循环回路，所述的蒸发器通过冷冻水循环管路连接风机盘管，所述的冷凝器通过冷却水循环管路连接冷却塔系统；

所述的冷冻水系统包括冷冻水变频器、冷冻水泵、冷冻水供水温度传感器、冷冻水回水温度传感器和冷冻水低温保护装置，冷冻水变频器与冷冻水控制装置连接，冷冻水泵由冷冻水变频器控制，冷冻水供水温度传感器和冷冻水回水温度传感器的输出端连接冷冻水控制装置的输入端，冷冻水供水温度传感器设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，冷冻水泵和冷冻水回水温度传感器设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上，所述的冷冻水低温保护装置包括热回收器、热水泵、第一电动水阀、第二电动水阀、第三电动水阀和第四电动水阀，热回收器设置在压缩机和冷凝器之间的连接管路上，热回收器通过热水循环管路连接风机盘管，第一电动水阀设置在热回收器和风机盘管之间的热水进水管路上，热水泵和第二电动水阀设置在热回收器和风机盘管之间的热水回水管路上，第三电动水阀设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水供水管路上，第四电动水阀设置在蒸发器和风机盘管之间的冷冻水回水管路上，第一电动水阀、第二电动水阀、第三电动水阀和第四电动水阀的受控端分别连接冷冻水控制装置的输出端；

所述的冷却水系统包括冷却水变频器、冷却水泵、冷却水进水温度传感器和冷却水出水温度传感器，冷却水变频器与冷却水控制装置连接，冷却水泵由冷却水变频器控制，冷却水进水温度传感器设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水进水管路上，冷却水泵和冷却水出水温度传感器设置在冷凝器与冷却塔系统之间的冷却水出水管路上。

2.如权利要求1所述的具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，其特征在于：所述的冷冻水变频器和冷却水变频器均包括工作变频器和备用变频器。

3.如权利要求2所述的具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，其特征在于：所述的中央空调集控装置包括工业控制计算机、触摸显示屏和故障报警器。

4.如权利要求3所述的具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，其特征在于：所述的冷冻水控制装置和冷却水控制装置均包括依次连接的模拟量输入模块、A/D变换模块、滤波放大模块、数据处理模块和模拟量输出模块。

5.如权利要求4所述的具有冷冻水低温保护装置的中央空调节能系统，其特征在于：所述的冷冻水供水温度传感器、冷冻水回水温度传感器、冷却水进水温度传感器和冷却水出水温度传感器均采用电阻式温度传感器。