一种空气源冷热联供级热式冷热水机组及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种空气源冷热联供级热式冷热水机组及其控制方法，机组包括四个制冷系统和自动控制系统，利用创新空气源、冷热联供、分级加热和分级冷却相结合方式，解决目前冷热联供冷热水机组仅考虑冷热水同时供应，不考虑单热供应，导致冬天无需冷水场合无法使用的问题；同时解决冷热水同时供应和单热热水供应的设备采用单级加热，导致压缩机运行效率低、能耗大问题；与传统的冷热水机组相比，本机组夏冬均能正常运行，在达到相同制冷和制热效果情况下，大幅度降低前级制冷系统冷凝温度，提升前级制冷系统蒸发温度，从而提升机组整体能效比，节约能源；本机组设计合理、高效节能、运行稳定可靠，同时节约能源、减少环境污染，符合节能减排要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷热水机组，尤其涉及的是一种空气源冷热联供级热式冷热水机组及其控制方法。
技术介绍
目前的酒店、餐厅、医院、高级公寓、游泳馆、大型企业等公共建筑，需要供冷同时常年需要供应热水，在夏季，这些公共建筑供应空调用冷媒水或工艺冷媒水，同时也需要提供洗澡、日常生活用热水或工艺热水。在冬季，它们需求供热热水、工艺热水、洗澡和日常生活用热水，同时也需求提供冷水、设备冷却用水。目前已经有部分可冷热联供的冷热水机组，虽然可同时提供冷水和热水，但是传统冷热联供的冷热水机组，部分仅考虑冷热水同时供应，未考虑冬天不需要空调冷水时，设备失去冷水热源来源，无法实现单独提供热水要求，设备冬天无法正常运行；部分虽考虑了冷热水同时供应和单热热水供应，却采用单级型设计，例如需要60℃生活热的情况下，整机的冷凝温度需要高达63~65℃，从而导致了单级型空调热水器的压缩机运行效率相当低，仍然无法大幅度降低冷热水同时需要所需的能耗。可见，目前传统的冷热联供的冷热水机组，部分仅考虑冷热水同时供应，不考虑单热供应，导致冬天无需冷水的场合无法使用；部分虽考虑了冷热水同时供应和单热热水供应，但采用单级加热方式，压缩机运行效率低、能耗大，不符合目前国家倡导的“节能减排”政策及建设能源节约型、环境友好型社会的要求。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空气源冷热联供级热式冷热水机组及其控制方法，旨在解决现有的冷热联供的冷热水机组不能实现单热供应或实现单热供应时采用单级加热方式，导致压缩机运行效率低、能耗大的问题。本专利技术的技术方案如下：一种空气源冷热联供级热式冷热水机组，其中，包括第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第四制冷系统和自动控制系统，所述第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的结构设置一致；第一制冷系统的水蒸发器与第二制冷系统的水蒸发器连接，第二制冷系统的水蒸发器与第三制冷系统的水蒸发器连接，第三制冷系统的水蒸发器与第四制冷系统的水蒸发器连接；第一制冷系统的冷凝器与第二制冷系统的冷凝器连接，第二制冷系统的冷凝器与第三制冷系统的冷凝器连接，第三制冷系统的冷凝器与第四制冷系统的冷凝器连接；第一制冷系统的冷凝器的进水口依次连接第一进水温度传感器和热水泵，第四制冷系统的冷凝器的出水口依次连接有第四出水温度传感器和第四流量保护器，第四制冷系统的水蒸发器的进水口依次连接有第四进水温度传感器和冷媒水泵，第一制冷系统的水蒸发器的出水口依次连接有防冻保护器、第一出水温度传感器和第一流量保护器；所述第一制冷系统的空气蒸发器处、第二制冷系统的空气蒸发器处、第三制冷系统的空气蒸发器处和第四制冷系统的空气蒸发器处均设置有融霜温度传感器；所述自动控制系统包括中央控制器和传感器数据采集子系统，所述第一进水温度传感器、第四出水温度传感器、第四流量保护器、第四进水温度传感器、防冻保护器、第一出水温度传感器、第一流量保护器和融霜温度传感器都与传感器数据采集子系统连接，传感器数据采集子系统与中央控制器连接，热水泵和冷媒水泵都与中央控制器连接，由中央控制器控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统按要求运行。所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其中，所述第一制冷系统包括第一压缩机、第一四通阀、第一冷凝器、第一水蒸发器、第一空气蒸发器、第一气分和第一轴流风机，所述第一四通阀第一接口与第一压缩机一端连接，第一压缩机另一端与第一气分一端连接，第一气分另一端与第一四通阀第二接口连接，第一四通阀第三接口与第一水蒸发器一端连接，第一水蒸发器另一端与第一冷凝器一端连接，第一冷凝器另一端与第一四通阀第四接口连接，第一四通阀第三接口与第一空气蒸发器一端连接，第一空气蒸发器另一端与第一水蒸发器另一端连接；第一轴流风机设置在第一空气蒸发器处，为第一制冷系统的空气流动提供动力；所述第一压缩机和第一四通阀都与中央控制器连接。所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其中，所述第一冷凝器和第一水蒸发器之间设置有第一冷凝器单向阀，第一水蒸发器和第一四通阀第三接口之间设置有第一水蒸发器单向阀，第一水蒸发器和第一空气蒸发器之间设置有第一空气蒸发器单向阀。所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其中，所述第一空气蒸发器单向阀和第一水蒸发器之间设置有第一空气蒸发器前电磁阀，第一冷凝器单向阀和第一水蒸发器之间设置有第一水蒸发器前电磁阀，第一空气蒸发器和第一四通阀第三接口之间设置有第一空气蒸发器后电磁阀，所述第一空气蒸发器前电磁阀、第一水蒸发器前电磁阀和第一空气蒸发器后电磁阀都与中央控制器连接。所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其中，所述第一冷凝器单向阀的出口和进口之间连接有第一冷凝器膨胀阀，第一空气蒸发器单向阀的出口和进口之间连接有第一空气蒸发器膨胀阀，第一水蒸发器和第一水蒸发器前电磁阀之间设置有第一水蒸发器膨胀阀。一种如上述任意一项所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组的控制方法，其中，具体包括以下步骤：步骤A00：通过显示操作面板输入运行模式，设定参数，开启空气源冷热联供级热式冷热水机组；步骤B00：第一进水温度传感器、第四出水温度传感器、第四进水温度传感器和第一出水温度传感器实时监测各进出水温度并反馈至传感器数据采集子系统，第四流量保护器和第一流量保护器实时监测整个系统的流量并反馈至传感器数据采集子系统，防冻保护器实时监测系统的温度并反馈至传感器数据采集子系统，融霜温度传感器实时监测空气蒸发器的温度并反馈至传感器数据采集子系统；步骤C00：传感器数据采集子系统把收集到的数据反馈至中央控制器；步骤D00：中央控制器通过判断分析，控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的启动或停机，根据不同运行模式控制整个机组按要求运行，同时控制热水泵和冷媒水泵按照要求运行。所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组的控制方法，其中，所述步骤A00-步骤D00中，中央控制器通过以下步骤控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的启动或停机：步骤a11：通过显示操作面板输入运行模式，设定四个启动温度，分别为T启1、T启2、T启3和T启4，且T启1＜T启2＜T启3＜T启4，设定第一进水温度传感器监测到的进水温度为TA，设定融霜启动温度为T融0，设定融霜停止温度为T融1，融霜温度传感器实时监测到的融霜温度为T融，设定启动融霜模式标准时间为t设，实际融霜温度已经低于融霜标准温度的持续时间为t0，设定运行融霜模式的标准时间为t设运，实际融霜时间为t运，设定机组热水出水温度设置值为TB设，第四出水温度传感器测量实际出水温度为TB ，开启空气源冷热联供级热式冷热水机组；步骤b11：第一进水温度传感器将实时监测到的进水温度反馈至传感器数据采集子系统，融霜温度传感器实时监测到的融霜温度反馈至传感器数据采集子系统，第四出水温度传感器测量实际出水温度反馈至传感器数据采集子系统；步骤c11：传感器数据采集子系统把收集到的数据反馈至中央控制器；步骤d11：中央控制器判断TA与T启1、T启2、T启3和T启4之间的大小，若TA＜T启1，执行步骤d12，若T启1＜TA＜启2，执行步骤d13，若T启2＜TA＜启3，执行步骤d14，若T启3＜TA＜启本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，包括第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第四制冷系统和自动控制系统，所述第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的结构设置一致；第一制冷系统的水蒸发器与第二制冷系统的水蒸发器连接，第二制冷系统的水蒸发器与第三制冷系统的水蒸发器连接，第三制冷系统的水蒸发器与第四制冷系统的水蒸发器连接；第一制冷系统的冷凝器与第二制冷系统的冷凝器连接，第二制冷系统的冷凝器与第三制冷系统的冷凝器连接，第三制冷系统的冷凝器与第四制冷系统的冷凝器连接；第一制冷系统的冷凝器的进水口依次连接第一进水温度传感器和热水泵，第四制冷系统的冷凝器的出水口依次连接有第四出水温度传感器和第四流量保护器，第四制冷系统的水蒸发器的进水口依次连接有第四进水温度传感器和冷媒水泵，第一制冷系统的水蒸发器的出水口依次连接有防冻保护器、第一出水温度传感器和第一流量保护器；所述第一制冷系统的空气蒸发器处、第二制冷系统的空气蒸发器处、第三制冷系统的空气蒸发器处和第四制冷系统的空气蒸发器处均设置有融霜温度传感器；所述自动控制系统包括中央控制器和传感器数据采集子系统，所述第一进水温度传感器、第四出水温度传感器、第四流量保护器、第四进水温度传感器、防冻保护器、第一出水温度传感器、第一流量保护器和融霜温度传感器都与传感器数据采集子系统连接，传感器数据采集子系统与中央控制器连接，热水泵和冷媒水泵都与中央控制器连接，由中央控制器控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统按要求运行。...

【技术特征摘要】
1.一种空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，包括第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第四制冷系统和自动控制系统，所述第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的结构设置一致；第一制冷系统的水蒸发器与第二制冷系统的水蒸发器连接，第二制冷系统的水蒸发器与第三制冷系统的水蒸发器连接，第三制冷系统的水蒸发器与第四制冷系统的水蒸发器连接；第一制冷系统的冷凝器与第二制冷系统的冷凝器连接，第二制冷系统的冷凝器与第三制冷系统的冷凝器连接，第三制冷系统的冷凝器与第四制冷系统的冷凝器连接；第一制冷系统的冷凝器的进水口依次连接第一进水温度传感器和热水泵，第四制冷系统的冷凝器的出水口依次连接有第四出水温度传感器和第四流量保护器，第四制冷系统的水蒸发器的进水口依次连接有第四进水温度传感器和冷媒水泵，第一制冷系统的水蒸发器的出水口依次连接有防冻保护器、第一出水温度传感器和第一流量保护器；所述第一制冷系统的空气蒸发器处、第二制冷系统的空气蒸发器处、第三制冷系统的空气蒸发器处和第四制冷系统的空气蒸发器处均设置有融霜温度传感器；所述自动控制系统包括中央控制器和传感器数据采集子系统，所述第一进水温度传感器、第四出水温度传感器、第四流量保护器、第四进水温度传感器、防冻保护器、第一出水温度传感器、第一流量保护器和融霜温度传感器都与传感器数据采集子系统连接，传感器数据采集子系统与中央控制器连接，热水泵和冷媒水泵都与中央控制器连接，由中央控制器控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统按要求运行。2.根据权利要求1所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，所述第一制冷系统包括第一压缩机、第一四通阀、第一冷凝器、第一水蒸发器、第一空气蒸发器、第一气分和第一轴流风机，所述第一四通阀第一接口与第一压缩机一端连接，第一压缩机另一端与第一气分一端连接，第一气分另一端与第一四通阀第二接口连接，第一四通阀第三接口与第一水蒸发器一端连接，第一水蒸发器另一端与第一冷凝器一端连接，第一冷凝器另一端与第一四通阀第四接口连接，第一四通阀第三接口与第一空气蒸发器一端连接，第一空气蒸发器另一端与第一水蒸发器另一端连接；第一轴流风机设置在第一空气蒸发器处，为第一制冷系统的空气流动提供动力；所述第一压缩机和第一四通阀都与中央控制器连接。3.根据权利要求2所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，所述第一冷凝器和第一水蒸发器之间设置有第一冷凝器单向阀，第一水蒸发器和第一四通阀第三接口之间设置有第一水蒸发器单向阀，第一水蒸发器和第一空气蒸发器之间设置有第一空气蒸发器单向阀。4.根据权利要求2所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，所述第一空气蒸发器单向阀和第一水蒸发器之间设置有第一空气蒸发器前电磁阀，第一冷凝器单向阀和第一水蒸发器之间设置有第一水蒸发器前电磁阀，第一空气蒸发器和第一四通阀第三接口之间设置有第一空气蒸发器后电磁阀，所述第一空气蒸发器前电磁阀、第一水蒸发器前电磁阀和第一空气蒸发器后电磁阀都与中央控制器连接。5.根据权利要求2所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组，其特征在于，所述第一冷凝器单向阀的出口和进口之间连接有第一冷凝器膨胀阀，第一空气蒸发器单向阀的出口和进口之间连接有第一空气蒸发器膨胀阀，第一水蒸发器和第一水蒸发器前电磁阀之间设置有第一水蒸发器膨胀阀。6.一种如权利要求1-5任意一项所述的空气源冷热联供级热式冷热水机组的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤A00：通过显示操作面板输入运行模式，设定参数，开启空气源冷热联供级热式冷热水机组；步骤B00：第一进水温度传感器、第四出水温度传感器、第四进水温度传感器和第一出水温度传感器实时监测各进出水温度并反馈至传感器数据采集子系统，第四流量保护器和第一流量保护器实时监测整个系统的流量并反馈至传感器数据采集子系统，防冻保护器实时监测系统的温度并反馈至传感器数据采集子系统，融霜温度传感器实时监测空气蒸发器的温度并反馈至传感器数据采集子系统；步骤C00：传感器数据采集子系统把收集到的数据反馈至中央控制器；步骤D00：中央控制器通过判断分析，控制第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统和第四制冷系统的启动或...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘展华，林创辉，张晓艳，陈华，高兆璋，吴东华，彭雨，
申请(专利权)人：广东申菱环境系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44