CN219868389U - 节能二级泵空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种节能二级泵空调系统，包括供水总管、回水总管、至少一组空调冷源侧、至少一组用户末端设备、集水器、第一旁通管、第二旁通管、分水器和闭式承压水罐，所述用户末端设备包括二级泵和空调末端设备；第一旁通管的水温为7℃时，闭式承压水罐内的低温水沿混合形成7℃水沿二级泵进入空调末端设备，第二旁通管的水温为8℃或9℃时，闭式承压水罐内的高温水混合形成12℃的水，12℃的水流入回水总管，闭式承压水罐蓄冷结束，令制冷主机始终运行在部分负荷高效区，节能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节能二级泵空调系统及其节能方法。
背景技术
二级泵空调系统是指空调冷源侧和用户侧分别配置循环泵的系统，如图1所示。由冷水机组、供回水总管、一级泵和旁通管组成冷源侧环路；
由二级泵、空调末端设备、供回水管路与旁通管组负荷侧环路；
冷源侧环路与负荷侧环路共用旁通管。
二级泵空调系统多应用于用户侧阻力相差大的建筑或建筑群。
假定一级泵流量为Ｌ1，二级泵流量为Ｌ2，二级泵空调系统运行时，旁通管流量存在三种情况：
①Ｌ1>Ｌ2，旁通管有流量，分水器有水经旁通管流入集水器；
②Ｌ1=Ｌ2，旁通管无流量；
③Ｌ1<Ｌ2，旁通管有流量，集水器有水经旁通管流入分水器。
二级泵空调系统问题一：
假如空调供回水温度为7/12℃，控制主机出水温度7℃不变，当Ｌ1>Ｌ2，部分分水器的7℃水与集水器中的12℃用户回水混合，混合后的水温<12℃，与供回水温度为7/12℃时相比，蒸发换热器中冷媒侧与水侧的对数平均温差降低，制冷主机COP下降，增加了主机能耗。
二级泵空调系统问题二：
当Ｌ1<Ｌ2，部分集水器中的12℃用户回水与分水器的7℃水混合，混合后的水温>7℃，与供回水温度为7/12℃时相比，末端设备因冷水温度下降，除湿量下降[1]，要想达到7/12℃时的舒适度需加大末端设备风量，增加了末端能耗。
二级泵空调系统问题三：
如图2所示，空调系统并非总是运行在满负荷时，制冷主机在低于40%的负荷率（注：主机不同略有差异）时COP明显下降，如图2。当空调系统负荷运行在最小主机的40%负荷率以下时单位制冷量的能耗大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种原理简单、节能二级泵空调系统。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种节能二级泵空调系统，包括供水总管、回水总管、至少一组空调冷源侧、至少一组用户末端设备、集水器、第一旁通管、第二旁通管、分水器和闭式承压水罐，所述用户末端设备包括二级泵和空调末端设备；
所述空调冷源侧包括一级泵和制冷主机，所述一级泵的出口连通制冷主机的进水口；
所述回水总管的入口连通集水器，回水总管的出口连通制所述一级泵的入口，所述制冷主机的出水口连通供水总管的入口，供水总管的出口连通分水器；
所述二级泵的入口连通分水器，所述二级泵的出口连通空调末端设备的入口，空调末端设备的出口连通集水器；
所述闭式承压水罐一端通过第一旁通管连通集水器，所述闭式承压水罐另一端通过第二旁通管连通分水器；
所述分水器、二级泵、空调末端设备、集水器、第一旁通管、闭式承压水罐、第二旁通管之间形成负荷侧环路；
所述回水总管、一级泵、制冷主机、供水总管、分水器、第二旁通管、闭式承压水罐、第一旁通管和集水器之间形成冷源侧环路；
所述负荷侧环路和冷源侧环路共用所述第一旁通管和所述第二旁通管。
所述二级泵空调系统的第一旁通管和第二旁通管连接处增设闭式承压水罐，当一级泵流量大于二级泵流量时，闭式承压水罐内的高温水混合形成12℃的水流入回水总管，令进水温度为7℃，出水温度为12℃，能耗不增加，当一级泵流量小于二级泵流量时，闭式承压水罐内的低温水形成7℃水沿二级泵进入空调末端设备，令进水温度为7℃，出水温度为12℃，能耗不增加，当节能二级泵空调系统的低于40%负荷率时候，制冷主机先运行在部分的负荷高效区，第一旁通管的水温为7℃时，闭式承压水罐内的低温水沿混合形成7℃水沿二级泵进入空调末端设备，第二旁通管的水温为8℃或9℃时，闭式承压水罐内的高温水混合形成12℃的水，12℃的水流入回水总管，闭式承压水罐蓄冷结束，令制冷主机始终运行在部分负荷高效区，节能。
本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：
进一步地，所述闭式承压水罐为单一罐体。
进一步地，所述罐体高度大于6m，罐体的斜温层厚度小于1m，罐体的进出水流速小于0.05m/s，罐体的高度和罐体的直径比为2-4。
进一步地，所述闭式承压水罐为多个罐体串联而成。
进一步地，所述闭式承压水罐包括第一罐体、第二罐体和第三罐体，所述第一罐体、第二罐体和第三罐体由上往下串联，所述第一罐体连通集水器的热水，第三罐体连通分水器的冷水，所述第二罐体内设置有斜温层。
进一步地，所述空调冷源侧有三组，用户侧有三组。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型，所述二级泵空调系统的第一旁通管和第二旁通管连接处增设闭式承压水罐，当一级泵流量大于二级泵流量时，闭式承压水罐内的高温水混合形成12℃的水流入回水总管，令进水温度为7℃，出水温度为12℃，能耗不增加，当一级泵流量小于二级泵流量时，闭式承压水罐内的低温水形成7℃水沿二级泵进入空调末端设备，令进水温度为7℃，出水温度为12℃，能耗不增加，当节能二级泵空调系统的低于40%负荷率时候，制冷主机先运行在部分的负荷高效区，第一旁通管的水温为7℃时，闭式承压水罐内的低温水沿混合形成7℃水沿二级泵进入空调末端设备，第二旁通管的水温为8℃或9℃时，闭式承压水罐内的高温水混合形成12℃的水，12℃的水流入回水总管，闭式承压水罐蓄冷结束，令制冷主机始终运行在部分负荷高效区，节能。
本实用新型，采用闭式承压水罐，保证进入制冷主机的水温维持在12℃，令空调末端设备与空调冷源侧的对数平均温差不变，制冷主机COP不变，主机能耗不增加。
本实用新型，采用闭式承压水罐，保证空调末端设备的冷水温度不变，除湿量不变，空调末端设备的风量不变，空调末端设备能耗不增加。
本实用新型，采用闭式承压水罐，令制冷主机始终运行在部分负荷高效区，以达到节能目的。
附图说明
图1为现有技术的二级泵空调系统的示意图。
图2为不同进水温度时，部分负荷率下的COP性能曲线。
图3为节能二级泵空调系统的示意图（采用单一闭式承压水罐）。
图4为节能二级泵空调系统的单一闭式承压水罐示意图。
图5为节能二级泵空调系统的示意图（采用多个闭式承压水罐）。
图6为节能二级泵空调系统的多个闭式承压水罐示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例，结合图2到图6所示，一种节能二级泵空调系统，包括供水总管1、回水总管2、至少一组空调冷源侧3、至少一组用户末端设备4、集水器5、第一旁通管6、第二旁通管7、分水器8和闭式承压水罐9，所述用户末端设备4包括二级泵10和空调末端设备11；
所述空调冷源侧3包括一级泵12和制冷主机13，所述一级泵12的出口连通制冷主机13的进水口；
所述回水总管2的入口连通集水器5，回水总管2的出口连通制所述一级泵12的入口，所述制冷主机13的出水口连通供水总管1的入口，供水总管1的出口连通分水器8；
所述二级泵10的入口连通分水器8，所述二级泵10的出口连通空调末端设备11的入口，空调末端设备11的出口连通集水器5；
所述闭式承压水罐9一端通过第一旁通管6连通集水器5，所述闭式承压水罐9另一端通过第二旁通管7连通分水器8；
所述分水器8、二级泵10、空调末端设备11、集水器5、第一旁通管6、闭式承压水罐9、第二旁通管7之间形成负荷侧环路；
所述回水总管2、一级泵12、制冷主机13、供水总管1、分水器8、第二旁通管7、闭式承压水罐9、第一旁通管6和集水器5之间形成冷源侧环路；
所述负荷侧环路和冷源侧环路共用所述第一旁通管6和所述第二旁通管7。
进一步地，所述闭式承压水罐9为单一罐体。
进一步地，所述罐体高度大于6m，罐体的斜温层100厚度小于1m，罐体的进出水流速小于0.05m/s，罐体的高度和罐体的直径比为2-4。
所述斜温层100为冷热水交界处生成一定厚度的相对稳定的温度剧变。
进一步地，所述闭式承压水罐9为多个罐体串联而成。
进一步地，所述闭式承压水罐9包括第一罐体91、第二罐体92和第三罐体93，所述第一罐体91、第二罐体92和第三罐体93由上往下串联，所述第一罐体91连通集水器5的热水，第三罐体93连通分水器8的冷水，所述第二罐体92内设置有斜温层100。
进一步地，所述空调冷源侧3有三组，用户侧有三组。
一种节能二级泵空调系统的一级泵12流量大于二级泵10流量时候的节能方法，包括以下步骤，
步骤一：设定进水温度为7℃，出水温度为12℃；
步骤二：由于一级泵12流量L1大于二级泵10流量L2时，部分7℃的水沿供水总管1、分水器8、旁通管进入闭式承压水罐9，令闭式承压水罐9充水蓄冷，同时闭式承压水罐9内的高温水沿闭式承压水罐9、集水器5进行混合形成12℃的水，12℃的水流入回水总管2，如此往复循环，保证进入制冷主机13的水温维持在12℃，令空调末端设备11与空调冷源侧3的对数平均温差不变，制冷主机13COP不变，主机能耗不增加。
一种节能二级泵空调系统的一级泵12流量小于二级泵10流量时候的节能方法，包括以下步骤，
步骤一：设定进水温度为7℃，出水温度为12℃；
步骤二：由于二级泵10流量L2大于一级泵12流量L1时，部分12℃的水沿集水器5进入闭式承压水罐9，令闭式承压水罐9充水蓄热，同时闭式承压水罐9内的低温水沿闭式承压水罐9流入分水器8混合形成7℃水沿二级泵10进入空调末端设备11，如此往复循环，保证进入空调末端设备11的水温维持在7℃，令空调末端设备11的冷水温度不变，除湿量不变，空调末端设备11的风量不变，空调末端设备11能耗不增加。
一种节能二级泵空调系统的低于40%负荷率时候的节能方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一：设定进水温度为7℃，出水温度为12℃；
步骤二：低于40%负荷率时候，制冷主机13先运行在部分的负荷高效区给闭式承压水罐9蓄冷；
步骤三：当集水器5和闭式承压水罐9之间的第一旁通管6的水温为7℃时，制冷主机13停机，闭式承压水罐9内的低温水沿闭式承压水罐9流入分水器8混合形成7℃水沿二级泵10进入空调末端设备11；
步骤四：当分水器8和闭式承压水罐9之间的第二旁通管7的水温为8℃或9℃时，闭式承压水罐9内的高温水沿闭式承压水罐9、集水器5进行混合形成12℃的水，12℃的水流入回水总管2，闭式承压水罐9蓄冷结束；
步骤五：制冷主机13重新启动，执行步骤二，循环往复，令制冷主机13始终运行在部分负荷高效区，以达到节能目的。
图2中进水温度由上往下分别为16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、33℃和34℃。
闭式承压水罐9总容积：以储存最小制冷主机13停启机的间隔时间内所能产生的冷量为准，冷冻水进出水温差越大罐体总容积越小。
控制模式：
当图3中Ｔ4显示为7℃时卸载制冷主机13或停机。
当图3中Ｔ3显示为8℃或9℃时，重新启动制冷主机13或加载制冷主机13。
Claims (6)
1.一种节能二级泵空调系统，包括供水总管（1）、回水总管（2）、至少一组空调冷源侧（3）、至少一组用户末端设备（4）、集水器（5）、第一旁通管（6）、第二旁通管（7）、分水器（8）和闭式承压水罐（9），其特征在于：所述用户末端设备（4）包括二级泵（10）和空调末端设备（11）；
所述空调冷源侧（3）包括一级泵（12）和制冷主机（13），所述一级泵（12）的出口连通制冷主机（13）的进水口；
所述回水总管（2）的入口连通集水器（5），回水总管（2）的出口连通制所述一级泵（12）的入口，所述制冷主机（13）的出水口连通供水总管（1）的入口，供水总管（1）的出口连通分水器（8）；
所述二级泵（10）的入口连通分水器（8），所述二级泵（10）的出口连通空调末端设备（11）的入口，空调末端设备（11）的出口连通集水器（5）；
所述闭式承压水罐（9）一端通过第一旁通管（6）连通集水器（5），所述闭式承压水罐（9）另一端通过第二旁通管（7）连通分水器（8）；
所述分水器（8）、二级泵（10）、空调末端设备（11）、集水器（5）、第一旁通管（6）、闭式承压水罐（9）、第二旁通管（7）之间形成负荷侧环路；
所述回水总管（2）、一级泵（12）、制冷主机（13）、供水总管（1）、分水器（8）、第二旁通管（7）、闭式承压水罐（9）、第一旁通管（6）和集水器（5）之间形成冷源侧环路；
所述负荷侧环路和冷源侧环路共用所述第一旁通管（6）和所述第二旁通管（7）。
2.根据权利要求1所述节能二级泵空调系统，其特征在于：所述闭式承压水罐为单一的罐体。
3.根据权利要求1所述节能二级泵空调系统，其特征在于：所述闭式承压水罐高度大于6m，闭式承压水罐的斜温层（100）厚度小于1m，闭式承压水罐的进出水流速小于0.05m/s，闭式承压水罐的高度和罐体的直径比为2-4。
4.根据权利要求1所述节能二级泵空调系统，其特征在于：所述闭式承压水罐（9）为多个罐体串联而成。
5.根据权利要求1所述节能二级泵空调系统，其特征在于：所述闭式承压水罐（9）包括第一罐体（91）、第二罐体（92）和第三罐体（93），所述第一罐体（91）、第二罐体（92）和第三罐体（93）由上往下串联，所述第一罐体（91）连通集水器（5）的热水，第三罐体（93）连通分水器（8）的冷水，所述第二罐体（92）内设置有斜温层（100）。
6.根据权利要求1所述节能二级泵空调系统，其特征在于：所述空调冷源侧（3）有三组，用户侧有三组。
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