雙冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于中央集中空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是設(shè)計(jì)一種雙冷源四管制空調(diào)冷媒 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 中央空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)冷熱管道的設(shè)置方式，可分為兩管制系統(tǒng)和四管制系統(tǒng)。所謂 兩管制系統(tǒng)是指冷熱源利用同一組供回水管為末端裝置的盤管提供空調(diào)冷水或熱水的系 統(tǒng)。所謂四管制是指冷熱源分別通過各自的供回水管路，為末端裝置的冷盤管和熱盤管分 別提供空調(diào)冷水和熱水的系統(tǒng)稱為四管制系統(tǒng)，系統(tǒng)中共有四根輸送管路。
[0003] 兩管制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：冷熱源交替使用（季節(jié)切換），不能同時(shí)向末端裝置的冷盤 管和熱盤管分別提供空調(diào)冷水和熱水，適用于建筑物功能較單一、舒適性要求相對(duì)較低的 場(chǎng)所。投資相對(duì)較低。
[0004] 如圖1為典型的四管制一級(jí)栗空調(diào)系統(tǒng)，如圖2為典型的四管制二級(jí)栗空調(diào)系統(tǒng)， 四管制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：冷熱源可同時(shí)使用，末端裝置內(nèi)可以配置冷、熱兩組盤管，以實(shí)現(xiàn)向 末端裝置同時(shí)供應(yīng)空調(diào)冷水和熱水，可以對(duì)空氣進(jìn)行冷卻除濕一一再熱處理，滿足相對(duì)濕 度的要求。此外，在分內(nèi)外區(qū)的或者供冷供熱需求不同的房間，通過配置冷熱盤管或者單冷 盤管等措施，完全可以實(shí)現(xiàn)"各取所需"的愿望。因此，四管制系統(tǒng)適用于對(duì)室內(nèi)空氣參數(shù) 要求較高的場(chǎng)合，有時(shí)甚至是一種必要的手段。但是投資比較高。
[0005] 目前，不論四管制和還是兩管制空調(diào)水系統(tǒng)，空調(diào)冷源一般的供水溫度均為7°C， 回水溫度12°C，供回水溫差5°C。空調(diào)冷源的性能系數(shù)COP值（電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組的性 能系數(shù)定義為冷水機(jī)組制冷量與輸入功率之間的比值；吸收式冷水機(jī)組的性能系數(shù)定義為 獲得的制冷量與消耗的熱量之比。）一般只有3. 8~5. 6。
[0006] 現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)，普遍采用溫濕度耦合的控制方法。夏季，采用冷凝除濕方式實(shí)現(xiàn)空 氣的降溫與除濕處理，同時(shí)去除建筑的顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷。一般情況下，利用7°C的冷凍 水將干球溫度為35. 7°C的空氣（濕球溫度28. 5°C)處理到干球溫度為16. 4°C(相對(duì)濕度 為90%)。7°C冷凍水吸熱升高到12°C。因此，空調(diào)冷源的蒸發(fā)溫度一般設(shè)計(jì)為4°C，冷凝 溫度一般為40°C(考慮到冷卻水的供回水溫度為32/37Γ)，根據(jù)逆卡諾循環(huán)，冷源理想的 制冷系數(shù)C0P為7. 694,目前效率最高的冷源在改工況下的最大C0P值（電動(dòng)壓縮式冷水機(jī) 組的性能系數(shù)定義為冷水機(jī)組制冷量與輸入功率之間的比值；吸收式冷水機(jī)組的性能系數(shù) 定義為獲得的制冷量與消耗的熱量之比。）也只能達(dá)到5. 6,即為理想值的72. 8%。
[0007]目前提高冷源C0P的途徑主要是從通過提高壓縮機(jī)的壓縮效率、尋找適宜的制冷 劑、改善換熱條件等方面進(jìn)行改進(jìn)，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，這些方面的改進(jìn)越來越接近瓶頸 期，同時(shí)，提高冷源C0P需要的投入代價(jià)越來越高，提高冷源C0P似乎到了盡頭。
[0008] 尋找一種新的方法來提高冷源C0P的途徑迫在眉睫，眾所周知，冷源在冷凝溫度 不變的條件下，冷源的出水溫度與冷源的C0P值成正比。因此，在空調(diào)系統(tǒng)冷源制冷量不 變的前提下，為了提高冷源的C0P而提高冷源的出水溫度。若冷源的出水溫度一旦全部提 高，空調(diào)系統(tǒng)的除濕能力將大大降低，這種通過犧牲舒適度來節(jié)能的方式不是一種最佳的 措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明另辟蹊徑，從調(diào)整冷源的供水溫度出發(fā)，提供了一種既不降低空調(diào)系統(tǒng)的 舒適度，又能降低空調(diào)系統(tǒng)冷源能耗的雙冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過高低溫冷源結(jié) 合運(yùn)行，降低能耗的同時(shí)，提高了空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能。
[0010] 一種雙冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)，包括帶有高溫表冷段和低溫表冷段的空調(diào)末端、對(duì) 空調(diào)末端提供冷量的冷源系統(tǒng)，所述冷源系統(tǒng)包括：
[0011] 對(duì)高溫表冷段提供冷量的高溫冷源，供水溫度為10-16°c，回水溫度為15-21°c， 供回水溫差為5-ll°C;
[0012] 對(duì)低溫表冷段提供冷量的低溫冷源，供水溫度為4-10°C，回水溫度為9-15°C，供 回水溫差為5-ll°C;
[0013] 所述高溫冷源與高溫表冷段之間分別通過帶有高溫分水器的高溫供水管路和帶 有高溫集水器的高溫回水管路相連；所述低溫冷源與低溫表冷段之間分別通過帶有低溫分 水器的低溫供水管路和帶有低溫集水器的低溫回水管路相連。
[0014] 本發(fā)明中，所謂"雙冷源"，指一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中有兩種不同的蒸發(fā)溫度的冷源。在雙 冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)中，出水溫度相對(duì)較低的冷源稱之為"低溫冷源"，一般4~0°C，其C0P 值一般只有3. 8~5. 6,出水溫度相對(duì)較高的冷源稱之為"高溫冷源"，一般為10~21°C，其 C0P值可高達(dá)8~9以上。在雙冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)中，高溫冷源和低溫冷源共同承擔(dān)空調(diào) 系統(tǒng)冷負(fù)荷，降低了能耗。
[0015] 作為優(yōu)選，所述高溫冷源的供回水溫差為5-8°C;所述低溫冷源的供回水溫差為 5_8°C;更進(jìn)一步優(yōu)選為：所述高溫冷源的供回水溫差為5-6°C;所述低溫冷源的供回水溫差 為5-6°C。采用該技術(shù)方案，有利于保證空調(diào)系統(tǒng)的降溫除濕能力。
[0016] 作為優(yōu)選，所述低溫冷源和高溫冷源并聯(lián)設(shè)置，通過同一或者不同的冷卻塔進(jìn)行 冷卻。低溫冷源和高溫冷源均可采用多臺(tái)并聯(lián)的冷源機(jī)組。各冷源機(jī)組均配置有單獨(dú)的控 制閥門，可單獨(dú)開啟和關(guān)閉。
[0017] 作為優(yōu)選，所述高溫冷源供水溫度為13±3°C，回水溫度為18±3°C;所述低溫供水 溫度為7±3°C，回水溫度為12±3°C。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述高溫冷源供水溫度為13±1°C， 回水溫度為18± 1°C;所述低溫供水溫度為7± 1 °C，回水溫度為12± 1 °C。
[0018] 作為優(yōu)選，所述高溫分水器和高溫集水器之間設(shè)有第一高溫旁通管，該第一高溫 旁通管上設(shè)有第一流量傳感器；所述高溫冷源受控于所述第一流量傳感器，當(dāng)?shù)谝涣髁總?感器檢測(cè)的流量信號(hào)大于高溫冷源中單臺(tái)機(jī)組的流量時(shí)，關(guān)閉高溫冷源中的某一機(jī)組；
[0019] 所述低溫分水器和低溫集水器之間設(shè)有第一低溫旁通管，該第一低溫旁通管上設(shè) 有第二流量傳感器；所述低溫冷源受控于所述第二流量傳感器，當(dāng)?shù)诙髁總鞲衅鳈z測(cè)的 流量信號(hào)大于低溫冷源中單臺(tái)機(jī)組的流量時(shí)，關(guān)閉低溫冷源中的某一機(jī)組。
[0020] 當(dāng)供需平衡狀態(tài)下，高溫分水器和高溫集水器之間的第一高溫旁通管、或者低溫 分水器和低溫集水器之間的第一低溫旁通管中流量為零，當(dāng)空調(diào)末端負(fù)載發(fā)生變化或者控 制滯后時(shí)，第一高溫旁通管或第一低溫旁通管中有流量變化。當(dāng)?shù)谝桓邷嘏酝ü芑虻谝坏?溫旁通管中流量超過高溫冷源或低溫冷源中的單臺(tái)機(jī)組的流量時(shí)，說明冷量供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 了需求，在這種情況選擇關(guān)閉某一或者某幾臺(tái)機(jī)組，直接的節(jié)省了冷源的能耗。
[0021] 當(dāng)室內(nèi)濕負(fù)荷降低到一定程度，雙冷源四管制空調(diào)系統(tǒng)即可啟動(dòng)高溫冷源單獨(dú)供 冷工況，此時(shí)關(guān)閉低溫冷源，與常規(guī)單冷源兩管制空調(diào)系統(tǒng)相比，采用能耗更低的高溫冷源 供冷，空調(diào)系統(tǒng)的冷源能耗大大降低。若高溫冷源采用自然冷源，此時(shí)雙冷源四管制空調(diào)系 統(tǒng)的冷源能耗為0。通過研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷長時(shí)間處于低負(fù)荷工況下，若此時(shí)采用高 溫冷源單獨(dú)供冷，那么，空調(diào)系統(tǒng)冷源的年耗電量將大大降低。
[0022] 本發(fā)明即可采用一級(jí)栗驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可采用二級(jí)栗驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)選用二級(jí)栗驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)時(shí)，作為優(yōu)選，所述高溫回水管路上設(shè)有高溫冷凍水一級(jí)栗機(jī)組，所述高溫供水管路上 設(shè)有高溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組；所述低溫回水管路上設(shè)有低溫冷凍水一級(jí)栗機(jī)組，所述低溫 供水管路上設(shè)有低溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組；
[0023] 所述高溫供水管路與高溫回水管路之間設(shè)有第一壓差傳感器；所述低溫供水管路 與低溫回水管路之間設(shè)有第二壓差傳感器；第一壓差傳感器或第二壓差傳感器用于提供高 溫供、回水管路或者低溫供、回水管路之間的壓力差信息，通過該壓差信息控制栗機(jī)組的運(yùn) 行；
[0024] 所述高溫供水管路與高溫回水管路之間設(shè)有第二高溫旁通管，該第二高溫旁通管 上串聯(lián)有第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和第一壓差旁通閥；所述低溫供水管路與低溫回水管路之間設(shè)有 第二低溫旁通管，該第二低溫旁通管上串聯(lián)有第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和第二壓差旁通閥；
[0025] 所述高溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組為受控于第一壓差傳感器的變頻水栗機(jī)組；所述低溫 冷凍水二級(jí)栗機(jī)組為受控于第二壓差傳感器的變頻水栗機(jī)組；高、低溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組 根據(jù)壓差的大小，調(diào)整自身轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)流量大??；例如高溫供、回水管路或者低溫供、回 水管路之間的壓力差增大時(shí)，說明末端需求降低，此時(shí)需要降低高、低溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組 的轉(zhuǎn)速，反之，提高所述低溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組的轉(zhuǎn)速；
[0026] 所述第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在所述高溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組單栗運(yùn)行、且該單栗在最低頻 率下工作時(shí)開啟；所述第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在所述低溫冷凍水二級(jí)栗機(jī)組單栗