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一种高层建筑中央空调水循环系统与中央空调机组

2021-03-31 02:33:47

一种高层建筑中央空调水循环系统与中央空调机组

  技术领域

  本实用新型涉及中央空调领域,特别涉及一种中央空调水循环系统及中央空调机组。

  背景技术

  近年来,城市中高层或超高层建筑越来越多,中央空调的应用也越发的广泛,目前在许多高层建筑物中,中央空调通常被设计为:制冷机房安装在底下机房,通过设置在室外的冷却塔进行室外侧换热,并通过水循环系统为楼内的各个空调末端供冷或供热,出于保证高层供冷量的保证,水循环系统中水压必须达到很大才能够保证高层供冷,对水泵及管路的要求很高。

  为此,现有技术提出一种水循环方式,根据建筑物高度把水循环系统分为多个区域,每个区域为一个独立的水回路,相邻两个区域之间通过换热器传递热量,制冷机组连接其中较低的区域;由于高层建筑内各区域的供冷需求不同,当位于高层的用户需要供冷时,为了将冷量从制冷机组供应到用户末端,需要启动该用户所在水循环区域与制冷机组之间所有的水泵以及制冷机组本身,造成了能源的极大浪费,严重降低了效率。

  实用新型内容

  本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种中央空调水循环系统及中央空调机组,能够在保证水压较低的前提下节约空调耗能。

  本实施例一方面的中央空调水循环系统,包括:低区贮能器,与制冷系统连接并与低区连接,能够与制冷系统交换热量并能够与低区交换热量;第一换热器,与低区贮能器连接;中区贮能器,与第一换热器连接并与中区连接,并能够与低区贮能器通过第一换热器交换热量,且能够与中区交换热量。

  进一步地,中央空调水循环系统还包括:低区换热泵,连接低区贮能器与第一换热器;中区第一换热泵,连接中区贮能器与第一换热器。

  进一步地,低区贮能器上设置有低区水温传感器,中区贮能器上设置有中区水温传感器。

  进一步地,低区贮能器和低区之间沿水路流动方向依次设置有低区输送泵和低区冷量计,中区贮能器和中区之间沿水路流动方向依次设置有中区输送泵和中区冷量计。

  进一步地,低区贮能器与低区串联,中区贮能器与中区串联。

  进一步地,中央空调水循环系统还包括:第二换热器,与中区贮能器连接;高区贮能器,与第二换热器连接,并能够与中区贮能器通过第二换热器交换热量,并与高区连接。

  进一步地,高区贮能器和高区之间设置有高区输送泵。

  本实用新型第二方面的中央空调机组,包括制冷系统以及上述的中央空调水循环系统,制冷系统与低区贮能器连接。

  本实用新型第三方面的中央空调水循环方法,包括以下步骤:检测中区贮能器内的水温T1;当T1大于第一预设值时,启动中区第一换热泵和低区换热泵,使得低区贮能器和中区贮能器通过第一换热器交换热量。

  进一步地,中央空调水循环方法,还包括以下步骤:检测低区贮能器中的水温T2;当T2大于第二预设值时,控制制冷系统与机组循环水泵启动,使得制冷系统向低区贮能器供冷

  应用本实用新型的中央空调水循环系统,在使用时,冷量通过制冷系统供应到低区贮能器,当中区贮能器缺少冷量时,可以通过第一换热器换热,使得低区贮能器向中区贮能器换热;而当低区或中区需要供冷时,可以从低区贮能器或者中区贮能器获取冷量;也即当水循环系统中各区域需要冷量时,可以先其对应的贮能器中调用冷量,无需启动包括制冷系统在内的其他设备,有效节约了空调耗能,同时多个循环区域的设置也有效降低了各区域中水路的水压。

  本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

  附图说明

  本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

  图1为本实用新型实施例的中央空调水循环系统的示意图;

  图2为本实用新型实施例的制冷系统的示意图;

  上述附图包含以下附图标记:

  具体实施方式

  下面详细描述本实用新型的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

  在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

  在本实用新型的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

  本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

  参照图1,一种中央空调水循环系统,其特征在于,包括:低区贮能器13,与制冷系统100连接并与低区200连接,能够与制冷系统100交换热量并能够与低区200交换热量;第一换热器18,与低区贮能器13连接;中区贮能器28,与第一换热器18连接并与中区300连接,并能够与低区贮能器13通过第一换热器18交换热量,且能够与中区300交换热量。

  应用本实用新型的中央空调水循环系统,在使用时,冷量通过制冷系统100供应到低区贮能器13,当中区贮能器28缺少冷量时,可以通过第一换热器18换热,使得低区贮能器13向中区贮能器28换热;而当低区200或中区300需要供冷时,可以从低区贮能器13或者中区贮能器28获取冷量;也即当水循环系统中各区域需要冷量时,可以先其对应的贮能器中调用冷量,无需启动包括制冷系统100在内的其他设备,有效节约了空调耗能,同时多个循环区域的设置也有效降低了各区域中水路的水压。

  应理解,本实施例中,低中高仅仅是在描述水循环回路适合对应的高层建筑中某个位置的室内换热区域,并不意味着对各部件安装位置的限定。

  其中,制冷系统100的构造可以参考现有技术,也可以如图2所示,包含一个制冷机组1和一个冷却塔4,制冷系统100和冷却塔4之间循环有水或者其他换热介质,在制冷系统100和冷却塔4之间设置一个机组循环水泵2,用于驱动水路流动;其中制冷机组1可以选用市面上常见的水冷离心机组或者水冷螺杆机组等。

  需要理解的是,本实施例中给出的虽然是中央空调水循环系统,但并不意味着换热介质只能是水,事实上本实施例的水可以泛指所有具有换热功能的介质、比如水、乙醇或者其他液体等。

  事实上,在现有技术中虽然在空调水循环系统中一般会设置水泵,但是并不意味着水循环系统必须通过水泵才能够运转,事实上根据斯特林发动机的相关原理,在系统中只要设置冷源和热源并合理设置各部件的位置,即可在没有水泵的前提下使得水循环系统运转。

  进一步地,本实施例中的连接,与机械连接中的连接关系有所不同,本实施例中的连接,一般包括机械连接以及管路连通两种含义。

  其中,低区200与低区贮能器13可以通过多种方式连接,当低区贮能器13与低区200串联时,低区200可以直接从低区贮能器13获取冷量,也可以通过制冷系统100将冷量传递至低区贮能器13后,再从低区贮能器13获取冷量,此时低区200管路中水流方向可以保持一致,无需进行换向;而当低区200与低区贮能器13并联时,可以将制冷系统100的冷量分为两个支路,在给低区贮能器13蓄能的同时给低区200供冷,也可以不通过低区贮能器13直接控制制冷系统100向低区200供冷,方便运行。

  如图1所示,中央空调水循环系统还可以包括低区换热泵22和中区第一换热泵25,低区换热泵22连接低区贮能器13与第一换热器18;中区第一换热泵25连接中区贮能器28与第一换热器18;此时当中区贮能器28冷量不足时,可以通过开启低区换热泵22和中区第一换热泵25,使得低区贮能器13向中区贮能器28供冷,在供冷结束后关断低区换热泵22和中区第一换热泵25,结束换热;当中区300无需供冷时,可以防止低区贮能器13不断与中区贮能器28换热,造成冷量浪费;在此,在中区贮能器28需要冷量以及低区贮能器13冷量充足的情况下,开启两个换热泵即可,无需开启制冷系统100。

  进一步地,为了判断低区贮能器13及中区贮能器28的冷量多少,合理调配两个贮能器的能量,低区贮能器13上设置有低区水温传感器14,中区贮能器28上设置有中区水温传感器29;通过设置水温传感器,检测低区贮能器13及中温贮能器内的水温即可判断贮能器内的冷量贮存情况。

  进一步地,为了方便贮能器向各自对应区域供冷,低区贮能器13和低区200之间沿水路流动方向依次设置有低区输送泵23和低区冷量计24,中区贮能器28和中区300之间沿水路流动方向依次设置有中区输送泵39和中区冷量计40;当中区300或地区无需供冷时,仅需关断地区输送泵或中区输送泵39即可;在水循环系统仅需在中区贮能器28和低区贮能器13之间换热而无需向中区300供冷时,可以关断中区输送泵39,开启低区换热泵22和中区第一换热泵25即可;其中,两个冷量计的设置可以方便计量低区200及中区300消耗的冷量;并可向控制系统提供低区200或中区300是否有用户需要冷量的信息,便于控制各部件的运行。

  如图1所示,为了减少水循环系统中的水流换向,低区贮能器13与低区200串联,中区贮能器28与中区300串联。

  为了进一步减少水路中的水压,进一步对于层级更高的建筑来说提高供冷效果,中央空调水循环系统还包括:第二换热器33,与中区贮能器28连接;高区贮能器45,与第二换热器33连接,并能够与中区贮能器28通过第二换热器33交换热量,并与高区400连接。

  进一步地,高区贮能器45和高区400之间设置有高区输送泵43;当高区400无需供冷时关断高区输送泵43即可。

  需要注意的是,虽然图中并未示出,但是低区200、中区300和高区400即连接有供水水路,又连接有回水水路。

  如图1所示,高区贮能器45和第二换热器33之间连接有高区换热泵36,中区贮能器28和第二换热器33之间设置有中区第二换热泵38,且高区贮能器45上设置有高区水温传感器46用于检测高区贮能器45内部的水温,进而判断高区贮能器45是否缺少冷量。

  当高区水温传感器46检测到高区400水温高于某预设值时,可以打开高区换热泵36和中区第二换热泵38,使得中区贮能器28通过第二换热器33向高区400换热器供冷;而当高区400无需供冷时,可以控制高区换热泵36和中区第二换热泵38停止工作,使得冷量不会输送到高区贮能器45,减少冷量的浪费。

  其中,可以在高区贮能器45和高区400之间沿水路流动方向依次设置高区输送泵43和高区冷量计41。

  可以理解的是,第一换热器18和第二换热器33可以采用多种方式使得各贮能器之间换热,例如采用板式换热器以及壳管热交换器等。

  如图1所示的优选方案中,各贮能器可以仅从相邻的贮能器获取冷量,此时仅需启动换热器两侧的换热泵即可;而制冷机组1是否驱动可以仅取决于低区贮能器13是否缺少冷量;因此当中央空调供冷末端较少时,水循环系统中必须运行的部件大大减少,因此整个中央空调系统的节能效果显著提升。

  本实施例第二方面的中央空调制冷机组1,包括制冷系统100和上述中央空调水循环系统,其中制冷系统100和低区贮能器13连接。

  如图1所示,中央空调机组还包括制冷循环泵10,用于驱动低区贮能器13和制冷系统100之间的水路流动。

  本实施例第三方面的中央空调水循环方法,包括如下步骤:检测中区贮能器28内的水温T1;当T1大于第一预设值时,启动中区第一换热泵25和低区换热泵22,使得低区贮能器13和中区贮能器28通过第一换热器18交换热量;其中第一预设值可以根据系统的负载和当地环境等参数合理确定,当T1 大于第一预设值,即代表中区贮能器28缺少冷量。

  进一步地,中央空调水循环方法还可以包括:检测低区贮能器13中的水温T2;当T2大于第二预设值时,控制制冷系统100与机组循环水泵2启动,使得制冷系统100向低区贮能器13供冷。

  需要注意的是,本实施例中方法的描述,并不等同于对方法步骤前后顺序的限定。

  可以进一步地,可以检测高区贮能器45中的水温T3,当T3高于某一预设值,即高区贮能器45缺少冷量时,可以控制中区第二换热泵38和高区换热泵36气动,使得中区贮能器28的冷量能够供应到高区贮能器45。

  可以理解的是,中区贮能器28的水温T1可以通过多种方式检测,例如通过在中区贮能器28上设置温度探头,或者通过人工测量的方式等。

  上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明,但是本实用新型不限于上述实施例,在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

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