一种节能空调热泵控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种节能空调热泵控制方法及系统，在全天用电谷时段、电费低时进行蓄冷。蓄冷时，制冷机组满负荷运行，这时系统的制冷机组、蓄冷泵全部负荷运行，可以保持空调系统的制冷机组运行时最高能效，充分利用低谷时段的富裕电能，通过蓄冷泵将蓄冷水箱的水温降低到设定的温度；在全天用电峰时段、电费高时进行放冷。放冷时空调制冷机组、蓄冷泵全部停开，只开放冷泵利用蓄冷水箱进行供冷。供冷时则根据建筑物负荷的实际情况进行放冷，最大程度的利用存储的冷量能源，避免空调系统大马拉小车的现象，大幅节约中央空调的运行费用。
【专利说明】一种节能空调热泵控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调节能领域，特别涉及一种节能空调热泵控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着经济建设的迅速发展，中央空调已日益广泛地使用于酒店、商场、医院和写字楼、学校等大型公共建筑。而中央空调耗能，占建筑能耗的比例也越来越大，全社会对节能、环保日益重视，节能、环保已成为可持续发展的重要条件。
[0003]中央空调系统在设计时，均以峰值气候条件和最大负荷量为依据，进行计算和设备选型。而全年中央空调实际运行负荷，大多数时间低于设计值，但是，中央空调大多处于最大负荷运行状态。由于酒店、商场、医院和写字楼等空调使用空间，随着季节气候、室外温度、室内人流和其它热源的影响负荷变化较大，导致中央空调系统部分负荷运行时间较长，且系统能效较低。
[0004]空调系统负荷是随室外气象条件而变化的，全年出现峰值负荷的时间很少。资料表明，中央空调全年负荷的时间频率如图5所示:
[0005]从图5中可以看出，全年1-12月负荷大多集中于最大负荷的50%?80%之间。
[0006]
[0007]在建筑物中，中央空调系统的耗能约占建筑物耗能的60%以上。目前，大多数中央空调系统中存在很多能源浪费的情况:
[0008](I)因空调负荷计算不当，致使中央空调机组容量选择过大；
[0009](2)即使机组选择合适，但机组全年60%以上的时间在50% -80%负荷状况下运行，造成系统调节不够灵活；
[0010](3)空调负荷低峰时“大马拉小车”，形成低效运行的状况，是对能耗的极大浪费；
[0011](4)系统的自控节能控制设计较为粗糙，甚至未作考虑；
[0012](5)水泵运行的定流量系统对于电能的浪费也是严重的以及系统的管理不当也会造成运行成本的浪费等。
【发明内容】
[0013]由此可见，现有技术没有考虑中央空调实际负荷量而造成中央空调系统处于能效利用较低状态，导致中央空调系统存在很多能源浪费的情况。
[0014]因此，为了克服现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种节能空调热泵控制方法及系统，其能够使中央空调节能效果及能效比大幅度提高。
[0015]为解决上述技术问题，本发明节能空调热泵控制方法包括:1)在用电谷时段，控制器首先控制关闭放冷循环回路及与放冷泵连接的变频器，再控制打开制冷循环回路及装置于所述制冷循环回路上的蓄冷泵，并向制冷机组发出运行指令，使所述制冷机组进行制冷，冷水通过所述制冷循环回路后由所述蓄冷泵带入蓄冷水箱进行收集蓄冷；2)在用电峰时段，所述控制器首先控制关闭所述制冷循环回路、所述蓄冷泵及所述制冷机组，再控制打开所述放冷循环回路，并向所述变频器发出运行指令，由其驱动装置于所述放冷循环回路上的所述放冷泵运转，将冷水从所述蓄冷水箱通过所述放冷循环回路往供冷场所进行输送;
[0016]当与所述控制器连接的放冷温度传感器检测供冷场所温度未达到设定值时，所述控制器控制与所述放冷循环回路连接的放冷装置对所述供冷场所进行放冷；当所述放冷温度传感器检测所述供冷场所温度达到设定值时，所述控制器控制所述放冷装置关闭放冷。
[0017]为解决上述技术问题，本发明节能空调热泵控制系统包括:通过制冷循环回路与蓄冷水箱连接的制冷机组；装置于所述制冷循环回路上并控制所述制冷循环回路打开或关闭的第一开关组件，在该制冷循环回路的进冷水管路上装置有蓄冷泵；位于供冷场所内并通过放冷循环回路与所述蓄冷水箱连接的放冷装置；装置于所述放冷循环回路上并控制所述放冷循环回路打开或关闭的第二开关组件，在该所述放冷循环回路的放冷水管路上装置有放冷泵，其与变频器连接，其中，在所述供冷场所内安装有放冷温度传感器；以及一控制器，其控制所述制冷机组、所述第一开关组件、所述蓄冷泵、所述放冷装置、所述第二开关组件、所述变频器、所述放冷温度传感器进行相应工作。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明中的节能空调热泵控制方法及系统，在全天用电谷时段、电费低时进行蓄冷(每天23时-6时)。蓄冷时，制冷机组满负荷运行，这时系统的制冷机组、蓄冷泵全部负荷运行，可以保持空调系统的制冷机组运行时最高能效，充分利用低谷时段的富裕电能，通过蓄冷泵将蓄冷水箱的水温降低到设定的温度；在全天用电峰时段、电费高时进行放冷。放冷时空调制冷机组、蓄冷泵全部停开，只开放冷泵利用蓄冷水箱进行供冷。供冷时则根据建筑物负荷的实际情况进行放冷，最大程度的利用存储的冷量能源，避免空调系统大马拉小车的现象，大幅节约中央空调的运行费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明节能空调热泵控制系统结构示意图；
[0020]图2是本发明节能空调热泵控制系统水位检测示意图；
[0021]图3是本发明节能空调热泵控制系统蓄冷示意图；
[0022]图4是本发明节能空调热泵控制系统放冷示意图；
图5是现有中央空调全年负荷的时间频率不意图；
[0023]结合附图在其上标记以下附图标记:
[0024]1-蓄冷水箱，2-控制器，3-蓄冷泵，4-制冷循环回路，5-进冷水管路，6_第一回冷水管路，7-制冷机组，8-蓄冷蝶阀，9-蓄冷回水碟阀，10-水位下限标位，11-水位上限标位，12-水位传感器，13-蓄冷温度传感器，14-补水管道，15-补水电磁阀，16-放冷循环回路，17-放冷水管路，18-第二回冷水管路，19-放冷蝶阀，20-放冷回水蝶阀，21-变频器，22-放冷泵，23-放冷装置，24-风机盘管控制器，25-风机，26-放冷温度传感器，27-操作面板，28-盘管电磁阀，29-供冷场所，30-压力传感器，31-回流温度传感器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0026]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0027]如图1所示，根据本发明【具体实施方式】的节能空调热泵控制系统，包括:制冷机组7、制冷循环回路4、蓄冷水箱1、蓄冷泵3、第一开关组件、放冷循环回路16、放冷装置23、控制器2、第二开关组件、变频器21、放冷温度传感器26、水位传感器12以及蓄冷温度传感器13，制冷机组7通过制冷循环回路4与蓄冷水箱I连接，第一开关组件装置于制冷循环回路4上并由第一开关组件控制制冷循环回路4打开或关闭，更具体的，该第一开关组件包括装置于制冷循环回路4的进冷水管路5上并控制进冷水管路5打开或关闭的蓄冷碟阀8以及装置于制冷循环回路4的第一回冷水管路6上并控制第一回冷水管路6打开或关闭的的蓄冷回水碟阀9，及在制冷循环回路4的进冷水管路5上装置有蓄冷泵3 ;放冷装置23通过放冷循环回路16与蓄冷水箱I连接并位于供冷场所29内，该放冷装置23包括:与放冷循环回路16的放冷水端连接的盘管电磁阀28，与盘管电磁阀28连接的风机盘管控制器24，以及分别与风机盘管控制器24连接的风机25和操作面板27 ;第二开关组件装置于放冷循环回路16上并控制放冷循环回路16打开或关闭，更具体的，该第二组件包括装置于放冷循环回路16的放冷水管路17上并控制放冷水管路17打开或关闭的放冷碟阀19以及装置于放冷循环回路16的第二回冷水管路18上并控制第二回冷水管路18打开或关闭的放冷回水碟阀20，及在放冷循环回路16的放冷水管路17上装置有放冷泵22，其与变频器21连接，其中，在供冷场所29内安装有放冷温度传感器26 ;以及一控制器2，其控制制冷机组7、第一开关组件、蓄冷泵3、放冷装置23、第二开关组件、变频器21、放冷温度传感器26进行相应工作。
[0028]蓄冷水箱I内设有水位下限标位10及水位上限标位11，在水位下限标位10及水位上限标位11上设有水位传感器12及在蓄冷水箱I内设有蓄冷温度传感器13，水位传感器12和蓄冷温度传感器13与控制器2连接，在蓄冷水箱I外部设有与所述蓄冷水箱I连接的补水管道14，其上设有补水电磁阀15，其与控制器2连接。
[0029]为了对放冷循环回路16进行更好的维护，在放冷循环回路16的放冷水管路17上装置有压力传感器30及在第二回冷水管路18上装置有回流温度传感器18，压力传感器30和回流温度传感器18与所述控制器2连接；其中，压力传感器30用于检测放冷循环回路16的放冷水管路17的水压，并将其作为反馈信号传到变频器21，更为具体的，当放冷泵22转速较高时，放冷流量超过了实际所需的放冷量时，放冷水管路17的水压较高，变频器21收到压力传感器30的压力反馈信号就较高，变频器21将自动降低频率，使放冷泵22降低转速，从而降低了放冷量；当放冷泵22转速较低时，放冷流量低于实际所需的放冷量时，放冷水管路17的水压较低，变频器21收到压力传感器30的压力反馈信号就较低，变频器21将自动升高频率，使放冷泵22提高转速，从而增加了放冷量。
[0030]为了更清楚了解本发明实施例的使用及控制方法、功能以及起到的有益效果，因此，下面详细对本发明节能空调热泵控制方法进行描述，该控制方法包括:
[0031]蓄冷水箱I的水位控制
[0032]如图2所示，在蓄冷水箱I进行蓄冷及放冷之前，必须对蓄冷水箱I进行水位的检测，具体的步骤为:控制器2通过水位传感器12检测蓄冷水箱I的水位是否达到水位下限标位10，若果水位低于水位下限标位10，控制器2控制打开补水电磁阀15进行对蓄冷水箱I进行补水，高于水位上限标位11时，停止补水，其中，当水位高于水位下限标位10时，蓄冷水箱I才能进行蓄冷或放冷；反之，不允许蓄冷或放冷。
[0033]蓄冷水箱I进行蓄冷
[0034]如图3所示，在用电谷时段，蓄冷温度传感器13检测蓄冷水箱I的冷水温度高于5.5°C时，控制器2首先控制关闭放冷循环回路16及与放冷泵22连接的变频器21，再控制打开制冷循环回路4及装置于制冷循环回路4上的蓄冷泵3，并向制冷机组7发出运行指令，使制冷机组7进行制冷，冷水通过制冷循环回路4后由蓄冷泵3带入蓄冷水箱I进行收集蓄冷，当检测到蓄冷水箱I的冷水温度低于5.(TC后，即可停止蓄冷；
[0035]蓄冷时段为用电谷时段，也就是工业用电的电费低时段，此时系统进行满负荷蓄冷，可以保证中央空调系统的最高能效，也可以提高电网电能的利用率并降低整个系统的运行费用。
[0036]蓄冷水箱I进行放冷
[0037]如图4所示，在用电峰时段，控制器2首先控制关闭制冷循环回路4、蓄冷泵3及制冷机组7，再控制打开放冷循环回路16，并向变频器21发出运行指令，由其驱动装置于放冷循环回路16上的放冷泵22运转，将冷水从蓄冷水箱I通过放冷循环回路16往供冷场所29进行输送；
[0038]当与控制器2连接的放冷温度传感器26检测供冷场所29温度未达到设定值时，控制器2控制与放冷循环回路16连接的放冷装置23对供冷场所29进行放冷；当放冷温度传感器26检测供冷场所29温度达到设定值时，控制器2控制放冷装置23关闭放冷。
[0039]其中，位于供冷场所29的放冷装置23可为不同型号的放冷装置23，本发明实施例公开的放冷装置23，由风机盘管控制器24根据操作面板27的指令进行工作，当用户用操作面板27对风机25及盘管电磁阀28发出操作指令后，风机盘管控制器24打开盘管电磁阀28，这样冷水通过风机盘管控制器24控制打开风机25带入供冷场所29进行热交换，当放冷温度传感器26检测到供冷场所29的温度达到用户设定值时，控制器2发指令至风机盘管控制器24控制盘管电磁阀28关闭冷水进入。
[0040]这样，蓄冷水箱I中的冷水就无法进入供冷场所29，因此减少了对冷水的需求量，变频器2则可以调节蓄冷水箱I中的冷水供应量，实现根据供冷场所29实际需求量供水的目的。
[0041]当放冷温度传感器26检测到温度上升到高于用户设定值后，控制器2发指令至风机盘管控制器24控制盘管电磁阀28打开冷水进入，重新向供冷场所29内送冷。随着盘管电磁阀28的开启数量不同，放冷循环回路16的放冷水管路17可根据需要进行不同的放冷流量输出，节省能源。
[0042]放冷时段为用电峰时段，即电费高时进行放冷。供冷时则根据建筑物负荷的实际情况进行放冷，最大程度的利用存储的冷量能源，避免空调系统大马拉小车的现象，大幅节约中央空调的运行费用。
[0043]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
【权利要求】
1.一种节能空调热泵控制方法，其特征在于，包括: 1)在用电谷时段，控制器首先控制关闭放冷循环回路及与放冷泵连接的变频器，再控制打开制冷循环回路及装置于所述制冷循环回路上的蓄冷泵，并向制冷机组发出运行指令，使所述制冷机组进行制冷，冷水通过所述制冷循环回路后由所述蓄冷泵带入蓄冷水箱进行收集蓄冷； 2)在用电峰时段，所述控制器首先控制关闭所述制冷循环回路、所述蓄冷泵及所述制冷机组，再控制打开所述放冷循环回路，并向所述变频器发出运行指令，由其驱动装置于所述放冷循环回路上的所述放冷泵运转，将冷水从所述蓄冷水箱通过所述放冷循环回路往供冷场所进行输送； 当与所述控制器连接的放冷温度传感器检测供冷场所温度未达到设定值时，所述控制器控制与所述放冷循环回路连接的放冷装置对所述供冷场所进行放冷；当所述放冷温度传感器检测所述供冷场所温度达到设定值时，所述控制器控制所述放冷装置关闭放冷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓄冷水箱进行蓄冷或放冷之前，还包括对所述蓄冷水箱的水位检测步骤，所述控制器通过水位传感器检测所述蓄冷水箱的水位达到水位下限标位时，所述蓄冷水箱才能进行蓄冷或放冷。
3.一种节能空调热泵控制系统，其特征在于，包括: 通过制冷循环回路与蓄冷水箱连接的制冷机组；装置于所述制冷循环回路上并控制所述制冷循环回路打开或关闭的第一开关组件，在该制冷循环回路的进冷水管路上装置有蓄冷栗; 位于供冷场所内并通过放冷循环回路与所述蓄冷水箱连接的放冷装置；装置于所述放冷循环回路上并控制所述放冷循环回路打开或关闭的第二开关组件，在该所述放冷循环回路的放冷水管路上装置有放冷泵，其与变频器连接，其中，在所述供冷场所内安装有放冷温度传感器；以及 一控制器，其控制所述制冷机组、所述第一开关组件、所述蓄冷泵、所述放冷装置、所述第二开关组件、所述变频器、所述放冷温度传感器进行相应工作。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓄冷水箱内设有水位下限标位及水位上限标位，在所述水位下限标位及所述水位上限标位上设有水位传感器及在所述蓄冷水箱内设有蓄冷温度传感器，所述水位传感器和所述蓄冷温度传感器与所述控制器连接。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓄冷水箱外部设有与所述蓄冷水箱连接的补水管道，其上设有补水电磁阀，其与控制器连接。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述放冷循环回路的放冷水管路上装置有压力传感器及在回冷水管路上装置有回流温度传感器，其与所述控制器连接。
7.根据权利要求3-6任一项中所述的系统，其特征在于，所述放冷装置包括:与所述放冷循环回路的放冷水端连接的盘管电磁阀，与所述盘管电磁阀连接的风机盘管控制器，以及分别与所述风机盘管控制器连接的风机和操作面板。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一开关组件包括装置于所述制冷循环回路的进冷水管路上并控制所述进冷水管路打开或关闭的蓄冷碟阀以及装置于所述制冷循环回路的第一回冷水管路上并控制第一回冷水管路打开或关闭的蓄冷回水碟阀；所述第二组件包括装置于所述放冷循环回路的放冷水管路上并控制所述放冷水管路打开或关闭的放冷碟阀以及装置于所述放冷循环回路的第二回冷水管路上并控制所述第二回冷水管路打开或关闭的放冷回水碟阀。
【文档编号】F24F3/044GK104279724SQ201410421281
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】杨华, 杨宗光, 李莎 申请人:广西申能达智能技术有限公司