双冷源两管制空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双冷源两管制空调系统，包括空调末端以及对空调末端提供冷量的冷源系统，所述冷源系统包括串联设置的高温冷源和低温冷源；所述低温冷源的出口通过带有低温分水器的供水管与空调末端相连；所述高温冷源入口通过带有高温集水器的回水管与空调末端相连；所述冷源系统的供水温度为4-10℃，回水温度为12-21℃，供回水温差为8-11℃。本发明专利技术在保证整个空调冷水机组总容量不变的前提条件下，通过合理分配高低温机组承担空调负荷的比例，最大限度提高高温机组的承担的负荷比例，大大降低了整个空调系统冷负荷的能耗，是一种节能型的空调系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于中央集中空调设计
，具体是涉及一种双冷源两管制空调系统。
技术介绍
中央空调系统根据冷热管道的设置方式，可分为两管制系统和四管制系统。所谓两管制系统是指冷热源利用同一组供回水管为末端装置的盘管提供空调冷水或热水的系统。所谓四管制是指冷热源分别通过各自的供回水管路，为末端装置的冷盘管和热盘管分别提供空调冷水和热水的系统称为四管制系统，系统中共有四根输送管路。两管制系统的特点是：冷热源交替使用(季节切换)，不能同时向末端装置的冷盘管和热盘管分别提供空调冷水和热水，适用于建筑物功能较单一、舒适性要求相对较低的场所。投资相对较低。目前，不论四管制和还是两管制空调水系统，空调冷源一般的供水温度均为7℃，回水温度12℃，供回水温差5℃。空调冷源的性能系数COP值(电动压缩式冷水机组的性能系数定义为冷水机组制冷量与输入功率之间的比值；吸收式冷水机组的性能系数定义为获得的制冷量与消耗的热量之比。)一般只有3.8～5.6。现有空调系统，普遍采用温湿度耦合的控制方法。夏季，采用冷凝除湿方式实现空气的降温与除湿处理，同时去除建筑的显热负荷和潜热负荷。一般情况下，利用7℃的冷冻水将干球温度为35.7℃的空气(湿球温度28.5℃)处理到干球温度为16.4℃(相对湿度为90％)。7℃冷冻水吸热升高到12℃。因此，空调冷源的蒸发温度一般设计为4℃，冷凝温度一般为40℃(考虑到冷却水的供回水温度为32/37℃)，根据逆卡诺循环，冷源理想的制冷系数COP为7.694，目前效率最高的冷源在改工况下的最大COP值(电动压缩式冷水机组的性能系数定义为冷水机组制冷量与输入功率之间的比值；吸收式冷水机组的性能系数定义为获得的制冷量与消耗的热量之比。)也只能达到5.6，即为理想值的72.8％。目前提高冷源COP的途径主要是从通过提高压缩机的压缩效率、寻找适宜的制冷剂、改善换热条件等方面进行改进，但是随着技术的发展，这些方面的改进越来越接近瓶颈期，同时，提高冷源COP需要的投入代价越来越高，提高冷源COP似乎到了尽头。寻找一种新的方法来提高冷源COP的途径迫在眉睫，众所周知，冷源在冷凝温度不变的条件下，冷源的出水温度与冷源的COP值成正比。因此，在空调系统冷源制冷量不变的前提下，为了提高冷源的COP而提高冷源的出水温度。若冷源的出水温度一旦全部提高，空调系统的除湿能力将大大降低，这种通过牺牲舒适度来节能的方式不是一种最佳的措施。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双冷源两管制空调系统，该系统通过高低温冷源结合运行，降低能耗的同时，提高了空调系统的制冷性能。一种双冷源两管制空调系统，包括空调末端以及对空调末端提供冷量的冷源系统，所述冷源系统包括串联设置的高温冷源和低温冷源；所述低温冷源的出口通过带有低温分水器的供水管与空调末端相连；所述高温冷源入口通过带有高温集水器的回水管与空调末端相连；所述冷源系统的供水温度为4-10℃，回水温度为12-21℃，供回水温差为8-11℃。本专利技术中，所谓“双冷源”，指一个空调系统中有两种不同的蒸发温度的冷源。在双冷源两管制空调系统中，出水温度相对较低的冷源称之为“低温冷源”，一般4～10℃，其COP值一般只有3.8～5.6，出水温度相对较高的冷源称之为“高温冷源”，一般为9～21℃，其COP值可高达8～9以上。在双冷源两管制空调系统中，高温冷源和低温冷源共同承担空调系统冷负荷，降低了能耗。本专利技术通过采用高温冷源和低温冷源串联设置即可可实现大温差供冷，同时保证了空调的性能。作为优选，所述高温冷源出口同时通过第一支管与供水管相连，该第一支管上设有第一控制阀；所述高温冷源出口与低温冷源入口串联的管路上设有第二控制阀。采用该技术方案时，当空调末端对冷量需求较低时，比如在春秋季节等，可以仅仅开启高温冷源，通过高温冷源对空调末端提供冷量。此时，需要开启第一控制阀，关闭第二控制阀。当然，在一些情况下，也可通过同时开启第一控制阀和第二控制阀，同时对第一控制阀和第二控制阀的开度进行实时控制，从而使得高温冷源的冷冻水一部分直接进入供水管，另外一部分返回低温冷源进一步冷却，最终得到的两部分冷冻水合并用于最终的供冷。本专利技术即可采用一级泵驱动系统，也可采用二级泵驱动系统。一般情况下，所述高温冷源和低温冷源入口的回水管上设有提供输送动力的一级泵组。当采用一级泵系统时，可以采用变频泵也可采用定频泵；作为优选：作为优选，所述低温分水器和高温集水器之间设有第一旁通管，该第一旁通管上设有压差旁通阀和流量传感器；所述低温冷源或高温冷源中机组开启数量受控于所述流量传感器的流量反馈信号。比如，当高温冷源和低温冷源串联运行时，当流量传感器的流量信号大于低温冷源中单台机组的流量时，关闭低温冷源中的某一台机组，同时关闭高温冷源中对应的机组；当不需要运行低温冷源时，低温冷源内的机组全部关闭。然后，此时高温冷源受控于所述流量传感器，当流量传感器的流量信号大于高温冷源中单台机组的流量时，关闭高温冷源中的某一机组；所述双冷源两管制空调系统还包括检测所述供水管和回水管之间压差的压差传感器；第一旁通管上还设有电控阀；所述一级泵组为受控于所述压差传感器的变频机组；所述电控阀在所述一级泵组单泵运行、且该单泵在最低频率下工作时开启。当供需平衡状态下，低温分水器和高温集水器之间的第一旁通管中流量为零，当空调末端负载发生变化或者控制滞后时，第一旁通管中有流量变化。当第一旁通管中流量超过高温冷源或低温冷源中的单台机组的流量时，说明冷量供应远远超出了需求，在这种情况选择关闭某一或者某几台机组，直接的节省了冷源的能耗。当室内湿负荷降低到一定程度，双冷源两管制空调系统可启动高温冷源单独供冷工况，此时关闭低温冷源，与常规单冷源两管制空调系统相比，采用能耗更低的高温冷源供冷，空调系统的冷源能耗大大降低。若高温冷源采用自然冷源，此时双冷源两管制空调系统的冷源能耗为0。通过研究发现，室内空调负荷长时间处于低负荷工况下，若此时采用高温冷源单独供冷，那么，空调系统冷源的年耗电量将大大降低。上述技术方案中，一级泵组单泵运行、且该单泵在最低频率下工作时，从变频工作状态转变为定频工作状态，此时电控阀被打开，第一旁通管导通；将多余的冷媒直接与换热后的冷媒合并，返回高、低温冷源。一级泵组根据压差的大小，调整自身转速，从而调节流量大小；例如供、回水管之间的压力差增大时，说明末端需求降低，此时需要降低一级泵组的转速，反之，提高所述一级泵组的转速；另外，本专利技术还可以采用二级泵组系统，此时一级泵组或者二级泵组中至少一个泵组可以采用变频泵；作为优选，所述一级泵组为定频泵组；所述空调末端入口的供水管上同时设有二级泵组；还包括检测所述供水管和回水管之间压差的压差传感器；所述低温分水器和高温集水器之间设有第一旁通管，该第一旁通管上设有流量传感器；所述低温冷源或高温冷源中机组开启数量受控于所述流量传感器的流量反馈信号。比如，当高温冷源和低温冷源串联运行时，当流量传感器的流量信号大于低温冷源中单台机组的流量时，关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双冷源两管制空调系统，包括空调末端以及对空调末端提供冷量的冷源系统，其特征在于，所述冷源系统包括串联设置的高温冷源和低温冷源；所述低温冷源的出口通过带有低温分水器的供水管与空调末端相连；所述高温冷源入口通过带有高温集水器的回水管与空调末端相连；所述冷源系统的供水温度为4‑10℃，回水温度为12‑21℃，供回水温差为8‑11℃。

【技术特征摘要】
1.一种双冷源两管制空调系统，包括空调末端以及对空调末端提供
冷量的冷源系统，其特征在于，所述冷源系统包括串联设置的高温冷源和
低温冷源；所述低温冷源的出口通过带有低温分水器的供水管与空调末端
相连；所述高温冷源入口通过带有高温集水器的回水管与空调末端相连；
所述冷源系统的供水温度为4-10℃，回水温度为12-21℃，供回水温差为
8-11℃。
2.根据权利要求1所述的双冷源两管制空调系统，其特征在于，所
述高温冷源出口同时通过第一支管与供水管相连，该第一支管上设有第一
控制阀；所述高温冷源出口与低温冷源入口之间串联的管路上设有第二控
制阀。
3.根据权利要求2所述的双冷源两管制空调系统，其特征在于，所
述高温冷源和低温冷源入口的回水管上设有提供输送动力的一级泵组。
4.根据权利要求3所述的双冷源两管制空调系统，其特征在于，所
述低温分水器和高温集水器之间设有第一旁通管，该第一旁通管上设有压
差旁通阀和流量传感器；所述低温冷源或高温冷源中机组开启数量受控于
所述流量传感器的流量反馈信号；
还包括检测所述供水管和回水管之间压差的压差传感器；第一旁通管
上还设有电控阀；
所述一级泵组为受控于所述压差传感器的变频机组；
所述电控阀在所述一级泵组单泵运行、且该单泵在最低频率下工作时
开启。
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：田向宁，李志刚，陈永攀，田佳宁，李宁，
申请(专利权)人：杭州绿程节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33