送风末端与毛细管网辐射末端联合控制系统的制作方法

本发明涉及空调房间室内温湿度的调节或控制技术，具体涉及一种利用送风末端与毛细管网辐射末端联合制冷及除湿的技术，属于制冷空调系统设计领域。

背景技术：

毛细管网是一种新型的辐射空调末端装置，具有舒适、卫生、节能、节省空间、使用寿命长、安全可靠等优点。毛细管辐射吊顶结合置换通风或常规的新风系统所组成的空调系统可实现温、湿度独立控制，通过使用干燥新风不仅可以保证良好的室内空气品质，也可以减少辐射板表面结露的可能性。

毛细管网辐射空调系统应用于住宅和办公楼等建筑时，大多是采用间歇运行的模式。当空调系统处于间歇停机阶段时，空调房间内可能会有大量的余热与余湿聚集，当系统再次启动时，由于风系统和水系统的惯性不同，辐射表面可能会发生结露，影响室内环境的舒适度和室内空气的品质，还会导致辐射末端的使用寿命下降。如何解决毛细管网辐射空调系统的间歇运行问题是该类空调系统设计和控制领域所面临的一大难题。

另一方面，现有的毛细管网末端需要与置换通风或常规的新风机组同时使用，在供冷时，毛细管网末端与风系统需要使用不同温度的冷源。其中，毛细管网末端使用高温冷源，常常由高温冷水机组或者地源热泵提供；风系统使用低温冷源，常常由低温冷水机组提供。因此，毛细管网辐射空调系统的初投资往往非常高。另外，当空调房间的热湿负荷发生变化时，毛细管网末端与风系统适应负荷变化的调控机制也比较复杂。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供一种解决了现有毛细管网辐射空调系统在间歇停止时段，空调房间内大量余热余湿聚集，系统再次启动后辐射表面极易发生结露的问题，同时减少系统的初投入的送风机盘管末端与毛细管网辐射末端联合控制系统。

技术方案：本发明的送风机盘管末端与毛细管网辐射末端联合控制系统，包括室内毛细管网辐射末端、第一风机盘管、第二风机盘管、冷水输配管网；毛细管网辐射末端和第一风机盘管、第二风机盘管均设置在空调房间内，用于处理室内的热湿负荷；第一风机盘管前设置有盘管风机，用于向第一风机盘管和第二风机盘管输送室内回风。所述冷水输配管网上设置的过滤器的出口连接至第二风机盘管的冷水进口；第二风机盘管的冷水出口管路分为两个支路，一路连接至第一风机盘管的冷水进口，另一路连接至第一电动二通阀的进口；第一风机盘管的冷水出口连接至第二电动二通阀的进口，第二电动二通阀的出口连接至水-水换热器的低温端进口，水-水换热器的低温端出口连接至毛细管网辐射末端的冷水进口端，毛细管网辐射末端的回水端出口连接至水-水换热器的高温端进口，水-水换热器的高温端出口通过回水管路一直连接至室外的集水器，另外，第一电动二通阀的出口连接到调节阀后，冷水出口管路连接至水-水换热器的高温端出口与室外集水器之间的回水管路。

进一步的，本发明系统中，所述第二风机盘管的冷水进口段管路上设置有第一水温传感器，第二风机盘管的冷水出口段管路上设置有第二水温传感器，第二电动二通阀的出口与水-水换热器的低温端进口之间设置有第三水温传感器，水-水换热器的低温端出口与毛细管网辐射末端的冷水进口端之间设置有第四水温传感器，毛细管网辐射末端的回水端出口与水-水换热器的高温端进口之间设置有第五水温传感器，水-水换热器的高温端出口与调节阀出口与回水管路的交点之间设置有第六水温传感器，调节阀出口与回水管路的交点之后的回水管路上设置有第七水温传感器。

进一步的，本发明系统中，所述毛细管网辐射末端表面设有第一表面温度传感器和第二表面温度传感器，用于监测毛细末端表面的温度运行情况。

进一步的，本发明系统中，所述第一表面温度传感器和第二表面温度传感器之间的距离为外毛细辐射末端宽度的一半。

进一步的，本发明系统中，所述空调房间远离毛细末端和风机盘管末端的地方设置有室内温湿度传感器，用于监测房间温湿度控制情况；回风口设置有回风温湿度传感器，送风口设置有送风温湿度传感器，分别用于测量风机盘管末端的回风和送风状态。

进一步的，本发明系统通过控制第一电动二通阀、第二电动二通阀和调节阀，以及调节盘管风机的转速，实现以下2种系统运行模式：关闭第二电动二通阀，打开第一电动二通阀，根据室内温湿度变化调节调节阀的开度，实现风机盘管末端单独运行模式；打开第二电动二通阀，根据室内温湿度变化打开或关闭第一电动二通阀，并调节调节阀的开度，实现风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式。

本发明系统主要由室内毛细管网辐射末端和风机盘管末端、冷水输配管网、相应的各类温湿度传感器、以及各种控制阀门组成。其中，毛细管网辐射末端用于处理空调房间内的显热负荷，进入其中的冷水温度高于室内空气的露点温度，一般在18℃左右，通过风机盘管末端的运行和阀门的调控实现其水温控制；风机盘管末端主要用于解决室内的潜热负荷，完成送风的除湿，同时其可以对外部冷水机组提供的冷冻水进行升温，以控制进入毛细管网辐射末端的冷水温度；系统通过电动二通阀和调节阀实现运行模式的切换。

本发明的优选方案中，所述系统使用的冷源为外部冷水机组提供的7℃的冷水，冷水经过滤器过滤后首先送入第二风机盘管用于室内回风的除湿降温，第二风机盘管采用单排管的形式。从第二风机盘管出来的冷水分为两路，一路进入第一风机盘管用于回风的降温，第一风机盘管采用三排管的形式；另一路连接到去室外集水器的总回水管路上，通过在该支路上设置的第一电动二通阀和调节阀调节回水量。冷水通过第二风机盘管和第一风机盘管后温度升高，经第一风机盘管流出的冷水随后在水-水换热器内与毛细管网辐射末端的回水进行热量交换后温度进一步升高，达到室内环境露点温度以上后进入毛细管网辐射末端处理室内显热负荷。毛细管网辐射末端的回水在水-水换热器内将余热量传递后由回水管路送往室外集水器。

本发明的优选方案中，所述系统中的冷水供回水管路上设置有7个水温传感器；毛细管网辐射末端表面设置有2个表面温度传感器；在空调房间内、风机盘管末端的回风及送风口分别设置有温湿度传感器。在冷水供回水管路上的第一至第七水温传感器用于监测各管道的水温变化；在毛细管辐射末端表面设置的第一和第二表面温度传感器用于监测毛细管网辐射末端的运行工况，两个温度传感器在辐射表面均匀布置，之间距离约为辐射末端宽度的1/2；空调房间内的温湿度传感器用于房间内温湿度的监测，其布置点原理风机盘管的送回风口；在风机盘管的回风口和送风口布置的温湿度传感器用于对送回风的状态进行监测。

本发明的送风末端与毛细管网辐射末端联合控制系统可以实现2种运行模式，即风机盘管末端单独运行模式、以及风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式。

本发明系统以风机盘管末端单独运行模式运行时，第二电动二通阀关闭，第一电动二通阀打开。该模式下，室外冷水机组向室内系统输送的冷水流经第二风机盘管后全部直接由回水管路送往室外集水器；盘管风机将室内回风送入风机盘管，室内回风仅在经过第二风机盘管时被冷却除湿，随后作为送风送入房间内完成热湿负荷的处理；根据室内温湿度传感器、回风温度传感器、送风温度传感器反馈的室内工况和送、回风工况变化，以及第一水温传感器和第二水温传感器反馈的冷水温度变化，调节回水支路上的调节阀的开度和盘管风机的转速，以实现冷水流量和回风量的控制，从而使系统运行工况与室内工况变化相匹配。风机盘管末端单独运行模式适用于系统间歇运行的停机启动阶段，用于处理室内集聚的余热余湿负荷。

本发明的优选方案中，所述系统以风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式运行时，第二电动二通阀打开；根据室内温湿度变化打开或关闭第一电动二通阀，并调节调节阀的开度。该模式下，从第二风机盘管流出的冷水一部继续进入第一风机盘管和毛细管网辐射末端中，用于处理热湿负荷，另一部分冷水根据工况需要经第一电动二通阀和调节阀所在的支路进入回水管道。盘管风机将室内回风依次送入第一风机盘管(三排管)和第二风机盘管(单排管)，分别进行降温和降温除湿处理，经风机盘管出来的送风主要用于处理室内的湿负荷；经风机盘管升温后，温度高于室内空气露点的高温冷水进入毛细管网辐射末端，用于处理房间的显热负荷。根据室内温湿度传感器、回风温度传感器、送风温度传感器反馈的室内工况和送、回风工况变化，第一至第七水温传感器反馈的冷水温度变化，以及毛细管网辐射末端表面的两个温度传感器反馈的表面温度，选择打开或关闭第一电动二通阀以及调整调节阀的开度、调节盘管风机的转速，以实现冷水流量、温度和回风量的控制，从而使系统运行工况与室内工况变化相匹配。风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式适用于系统长时间稳定运行的情况。

本发明系统风机盘管末端与毛细管网辐射末端使用相同冷水机组提供的冷源，根据室内工况的变化，通过风机盘管末端的运行控制进入毛细管网辐射末端的冷水温度。以解决现有毛细管网辐射空调系统在间歇停止时段，空调房间内大量余热余湿聚集，系统再次启动后辐射表面极易发生结露的问题，同时减少系统的初投入。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、解决了现有毛细管网辐射空调系统间歇运行时开机阶段出现结露的问题。本发明的系统在间歇运行的开机阶段采用室内风机盘管单独运行的模式，首先处理了室内聚集的湿负荷和部分显热负荷，随后再启用毛细管网辐射末端与风机盘管末端联合运行的模式，获得更加舒适的空调环境，不仅解决了结露问题，也使得毛细管网辐射空调系统的性能更加稳定、运行更加可靠。

2、现有毛细管网辐射空调系统中的毛细管网辐射末端不能处理室内的湿负荷，需结合室外设置的新风机组联合运行。独立的新风机组大大增加了空调系统的成本，并且由于风系统与水系统的惯性不同，不能同时开启和关闭两个系统，否则辐射末端有结露风险，因此其系统调控和操作较困难。本发明将风机盘管末端设置在室内与毛细管网末端联合运行，不仅降低了空调系统的成本，而且风系统和水系统可以同时启停，简化了系统的控制流程。

3、现有毛细管网辐射空调系统及其对应的新风处理机组，需要使用高温冷水机组和低温冷水机组两套冷源分别进行高、低温冷水的供应，其空调系统构建成本较高。本发明所涉及的系统只需要采用一套低温冷水机组与其对应使用即可，低温冷水在风机盘管内升温后再进入毛细管网辐射系统，整个系统更加简单，成本更低。

附图说明

图1是本发明的系统流程示意图；

图1中有：毛细管网辐射末端1，水-水换热器2，盘管风机3，第一风机盘管4，第二风机盘管5，过滤器6，第一电动二通阀7，第二电动二通阀8，调节阀9，第一水温传感器10，第二水温传感器11，第三水温传感器12，第四水温传感器13，第五水温传感器14，第六水温传感器15，第七水温传感器16，第一表面温度传感器17，第二表面温度传感器18，室内温湿度传感器19，回风温湿度传感器20，送风温湿度传感器21。

具体实施方式

结合附图1进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示的一种送风末端与毛细管网辐射末端联合控制系统主要由室内毛细管网辐射末端和风机盘管末端、冷水输配管网、相应的水温传感器和空气温湿度传感器、以及各种控制阀门组成。

所述系统中，毛细管网辐射末端1和第一风机盘管4、第二风机盘管4均设置在空调房间内，用于处理室内的热湿负荷。第一风机盘管4前设置有盘管风机3，用于向两个风机盘管输送室内回风和向空调房间内输送进过热湿处理后的送风。

进一步的，所述系统运行时风系统和水系统联合运行，而外部设置单独的一套低温冷水机组用于向本系统提供冷水。由外部冷水机组提供的7℃冷水进入系统的冷水输配管网后首先经过过滤器6进行过滤，过滤器6的出口连接至第二风机盘管5的冷水进口。第二风机盘管5的冷水出口管路分为两个支路，一路连接至第一风机盘管4的冷水进口；另一路连接至总回水管路，该支路上还顺序设置有第一电动二通阀7和调节阀9。第一风机盘管4的冷水出口连接至第二电动二通阀8的进口，第二电动二通阀8的出口连接至水-水换热器2的低温端进口，水-水换热器2的低温端出口连接至毛细管网辐射末端1的冷水进口端。

进一步的，冷水在毛细管网辐射末端1内处理完室内热负荷后由回水端流出。毛细管网辐射末端1的回水端出口连接至水-水换热器2的高温端进口，水-水换热器2的高温端出口通过回水管路一直连接至室外的集水器。另外，第一电动二通阀7的出口连接到调节阀9后，冷水管路同样汇入水-水换热器2的高温端出口与室外集水器之间的回水管路。

进一步的，为了实现系统运行时的室内工况参数和系统运行参数测量，各类温、湿度传感器的布置方式与工作方式为：

第一水温传感器10设置在第二风机盘管5的冷水进口段管路上，用于测量承担湿负荷处理的冷水的温度；第二水温传感器11设置在第二风机盘管5的冷水出口段管路上，用于测量进入第一风机盘管4内冷水的工作温度；第三水温传感器12设置在第二电动二通阀8的出口与水-水换热器2的低温端进口之间，用于测量第一风机盘管4的出口及水-水换热器2的低温端进口水温；第四水温传感器13设置在水-水换热器2的低温端出口与毛细管网辐射末端1的冷水进口端之间，用于测量毛细管网辐射末端1的进口水温；第五水温传感器14设置在毛细管网辐射末端1的回水端出口与水-水换热器2的高温端进口之间，用于测量毛细管网辐射末端1的出口水温；第六水温传感器15设置水-水换热器2的高温端出口与调节阀9出口与回水管路的交点之间，用于测量水-水换热器2的高温端出口水温；第七水温传感器16设置在调节阀9出口与回水管路的交点之后的回水管路上，用于测量总的回水温度；毛细管网辐射末端1表面设有第一表面温度传感器17和第二表面温度传感器18，用于监测毛细末端表面的温度运行情况，两个表面温度传感器之间的距离约为外毛细辐射末端宽度的一半；室内温湿度传感，19设置在空调房间远离毛细末端和风机盘管末端的地方，用于监测房间温湿度控制情况；回风温湿度传感器20设置在回风口，送风温湿度传感器21设置在送风口，分别用于测量风机盘管末端的回风和送风状态。

进一步的，本发明所述系统在间歇运行的停机启动阶段以风机盘管末端单独运行的模式运行，用于处理停机阶段室内集聚的余热余湿负荷。此模式下，第二电动二通阀8关闭，第一电动二通阀7打开，调节阀9进行连续调节；室外冷水机组输送的冷水流经第二风机盘5管后全部直接由回水管路送往室外集水器；盘管风机3将室内回风送入风机盘管后，室内回风仅在经过第二风机盘管5时被冷却除湿，随后作为送风送入房间内完成湿负荷和部分显热负荷的处理。当室内温湿度传感器19和回风温湿度传感器20测量得到的室内温湿度较高时，增加盘管风机3的转速，增大调节阀9的开度，从而提高冷水的供应量和增加送风量，直至送风温湿度传感器21测得的送风状态参数满足此时室内工况调节的要求；当室内温湿度传感器19和回风温湿度传感器20测量得到的室内温湿度较低时，降低盘管风机3的转速，减小调节阀9的开度，从而减少冷水的供应量和送风量，室内空气状态参数，特别是余湿负荷基本处理完成时可切换系统运行模式至风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式。

进一步的，当系统间歇运行停机阶段积累的余热余湿负荷基本处理完成时，本发明所述的系统以风机盘管末端与毛细辐射管网末端的联合运行模式运行。此时，首先将第二电动二通阀打开，同时打开第一电动二通阀(7)，并连续调节调节阀(9)的开度。该模式下，从第二风机盘管5流出的冷水一部继续进入第一风机盘管4和毛细管网辐射末端中1，用于处理热湿负荷，另一部分冷水根据工况需要经第一电动二通阀7和调节阀9所在的支路进入回水管道，盘管风机3将室内回风依次送入第一风机盘管4和第二风机盘管5，分别进行降温和降温除湿处理，经风机盘管出来的送风主要用于处理室内的湿负荷，经风机盘管升温后，温度高于室内空气露点的高温冷水进入毛细管网辐射末端1，用于处理房间的显热负荷。当设置于毛细管网辐射末端1上的第一表面温度传感器17和第二表面温度传感器18测得的表面温度较低时、特别是接近室内温湿度传感器19所测得的室内空气露点温度时，必须及时增加调节阀9的开度，减少冷水向毛细管网辐射末端1的输送，从而提高毛细管网辐射末端1的工作温度，避免表面结露；当空调房间的显热负荷和潜热负荷都在急剧增加时，需大幅提高风机盘管末端和毛细管网辐射末端的处理能力，此时应将第一电动二通阀7关闭，是冷水全部输送至第一风机盘管4和第二风机盘管5、以及毛细管网辐射末端1，以及时处理室内增加的热湿负荷。