一种多功能中央空调系统及其运行控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到空调技术领域，尤其涉及到一种控制模式多样、环保节能的多功能中央空调系统及其运行控制方法。
【背景技术】
[0002]现有中央空调系统中，普遍采用集中式二次换热系统，通过压缩机将蒸发器产生的冷冻水或采暖水通过管道送入空调末端设备，达到空调调节目的，系统冷凝器产生的热量或冷量则通过冷却塔排放至大气环境中，大量的宝贵能源白白消耗，造成系统使用成本较高，也对环境造成一定影响，同时，单一模式的中央空调系统也无法满足使用区域的不同调节要求，不能适应用户使用的多样性。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决现有中央空调系统控制模式单一、使用成本较高的技术问题；提供了一种控制模式多样、环保节能的多功能中央空调系统及其控制方法。为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案:
[0004]本发明的一种多功能中央空调系统，包括
[0005]热栗单元:由低温热栗机组和低温热回收热栗机组组成，用于供冷和供热；
[0006]空调单元:包括多组风机盘管，用于使用区域的温度调节；
[0007]空气源单元:用于冷源水或热源水与外部环境空气的热交换；
[0008]生活热水单元:用于提供生活热水，与低温热回收热栗机组的冷凝器管路连接；
[0009]冰蓄冷单元:用于储存低温热栗机组产生的制冷量，包括蓄冰槽，所述蓄冰槽与所述低温热栗机组的蒸发器管路连接；
[0010]管路转换单元:包括与低温热栗机组蒸发器和低温热回收热栗机组蒸发器相连的冷源水栗、与低温热栗机组冷凝器和低温热回收热栗机组冷凝器相连的热源水栗及多个四通阀组件，用于蒸发器和冷凝器与上述各单元的管路转换连接；所述各单元之间通过管路相互连接。
[0011]中央空调系统通过管道转换单元内的多组四通阀的转换连接，将多个功能单元灵活组合，可满足用户不同模式、不同功能和不同季节的空调使用要求，提高整个系统的能源使用效率，降低使用成本，环保节能，减少对环境的影响。
[0012]作为优选，所述热栗单元包括多台低温热栗机组和多台低温热回收热栗机组，所述低温热栗机组包括压缩机、水冷式蒸发器和单流道水冷式冷凝器，该水冷式蒸发器外接所述冷源水栗并接入所述管路转换单元，该单流道水冷式冷凝器外接所述热源水栗并接入管路转换单元，所述低温热回收热栗机组包括压缩机、水冷式蒸发器和双流道水冷式冷凝器，该水冷式蒸发器外接冷源水栗并接入管路转换单元，该双流道水冷式冷凝器由冷凝通道和热回收通道组成，其中冷凝通道接入管路转换单元并连接热源水栗，该热源水栗的另一端则与所述空气源单元连接，而热回收通道则通过热水栗与所述生活热水单元连接，热栗系统采用多组不同类型的机组，配置灵活，适应性好，可根据用户需求和实际所需冷量或热量，任意组合形成最优工况，有效利用空调使用过程中产生的各类能量，达到节能降耗的目的。
[0013]作为优选，所述冰蓄冷单元设有板式换热器I，所述板式换热器I的一侧交换端与所述空调单元连接，另一侧交换端则与所述蓄冰槽管路连接，空调单元通过板式换热器I与蓄冰槽进行热交换，采用冰蓄冷单元，在过渡季需冷量较少时，可将部分剩余冷量储存起来，待用冷高峰时使用，也可以在用电低谷或电价较低时将电量转换成冷量储存，待用电高峰或电价较高时使用，达到节能降费目的。
[0014]作为优选，所述空气源单元与空调单元之间还设有板式换热器II，所述板式换热器II的一侧交换端与空调单元管路连接，另一侧交换端与空气源单元管路连接，空调单元通过板式换热器II与空气源单元进行热交换，在空气源单元和空调单元之间增设板式换热器II，可在室内外温差较大时，无须开启热栗机组，直接利用板式换热器II的热交换功能，将室外的冷量或热量导入室内，具有较好的节能效果。
[0015]作为优选，所述系统还设有与所述空气源单元连接的防冻液回收检测单元，用于冬季回收储存防冻液并进行检测，在冬季系统不用时，可将外部空气源单元内的循环介质回收储存在防冻液回收检测单元内并加以检测，以判断调整防冻液的指标，防止热栗单元损坏。
[0016]作为优选，所述生活热水单元为开式热水系统或闭式热水系统，可根据需求，自由选择热水系统的类型，提高生活热水供应的可靠性和连续性。
[0017]本发明的一种多功能中央空调系统的运行控制方法，多功能中央空调系统包括热栗单元、空调单元、空气源单元、冰蓄冷单元、管路转换单元和生活热水单元，各单元之间通过管路相互连接，热栗单元包括多台低温热栗机组和多台低温热回收热栗机组，生活热水单元为闭式热水系统，其控制方法包括夏季运行工况控制、冬季运行工况控制和过渡季运行工况控制。
[0018]作为优选，其夏季运行工况包括夏季单独制冷运行工况、夏季冰蓄冷制冷运行工况和夏季制冷与供热水联合运行工况，其控制步骤如下:
[0019]夏季单独制冷运行工况
[0020]1)低温热栗机组制冷运行，此时，该机组水冷式蒸发器出水管通过管路转换单元内的对应四通阀连通空调单元的进水总管，水冷式蒸发器进水管通过对应四通阀和冷源水栗连通空调单元的出水总管，构成低温热栗机组冷源水循环回路并对空调单元供冷，而该机组单流道水冷式冷凝器出水管则通过对应四通阀连通空气源单元的进水总管，单流道水冷式冷凝器进水管通过对应四通阀和热源水栗连通空气源单元的出水总管，构成低温热栗机组热源水循环回路并向大气放热；
[0021]2)如无法满足空调单元所需冷量，则可继续依次开启其余低温热栗机组，用于增加制冷量，其冷源水循环回路与前述低温热栗机组冷源水循环回路并联连接，其热源水循环回路与前述低温热栗机组热源水循环回路并联连接；
[0022]3)如低温热栗机组无法满足空调单元所需冷量，则可继续开启低温热回收热栗机组制冷运行，此时，该机组水冷式蒸发器出水管通过管路转换单元内的对应四通阀连通空调单元的进水总管，水冷式蒸发器的进水管通过对应四通阀和冷源水栗连通空调单元的出水总管，构成与低温热栗机组冷源水循环回路并联的低温热回收热栗机组冷源水循环回路，该机组的双流道水冷式冷凝器的冷凝通道出水管通过对应四通阀连通空气源单元的进水总管，冷凝通道进水管通过对应四通阀和热源水栗连通空气源单元的出水总管，构成与低温热栗机组热源水循环回路并联的低温热回收热栗机组热源水循环回路，而双流道水冷式冷凝器的热回收通道则关闭，不生产热水，此时，低温热回收热栗机组等同于低温热栗机组，相当于增加了热栗机组数量；
[0023]4)如增加一台低温热回收热栗机组仍无法满足空调单元所需冷量，则可继续依次开启其余低温热回收热栗机组，用于增加制冷量，其冷源水循环回路与前述低温热回收热栗机组冷源水循环回路并联连接，其热源水循环回路与前述低温热回收热栗机组热源水循环回路并联连接；
[0024]此种工况即普通的水冷式中央空调制冷模式，空调单元的风机盘管终端将机组蒸发器产生的冷量导入，使空调区域温度达到要求，而机组冷凝器产生的热量则通过空气源单元的冷却塔散发至大气中。
[0025]夏季冰蓄冷制冷运行工况
[0026]1)低温热栗机组制冷运行，低温热回收热栗机组关闭，此时，该机组的水冷式蒸发器出水管通过管路转换单元内的对应四通阀连通冰蓄冷单元的进水总管，水冷式蒸发器进水管通过对应四通阀和冷源水栗连通冰蓄冷单元的出水总管，构成低温热栗机组冷源水循环回路并对冰蓄冷单元内的蓄冰槽制冷，而该机组的单流道水冷式冷凝器出水管通过对应四通阀连通空气源单元的进水总管，单流道水冷式冷凝器进水管通过对应四通阀和热源水栗连通空气源单元的出水总管，构成低温热栗机组热源水循环回路，同时，冰蓄冷单元的板式换热器I的一侧交换端与蓄冰槽相通，另一侧交换端与空调单元相通，冰蓄冷单元通过板式换热器I与空调单元热交换并对空调单元供冷；
[0027]2)如蓄冰槽内冷量足以满足空调单元所需冷量，则可关闭低温热栗机组，或阶段性启用低温热栗机组，此种方法可在用于峰谷电区域，在平峰或用电宽裕时制冷并储存，在高峰或用电紧张时导出冷量；
[0028]3)如一台低温热栗机组无法满足冰蓄冷单元所需冷量，则可继续依次开启其余低温热栗机组，用于增加制冷量，其冷源水循环回路与前述低温热栗机组冷源水循环回路并联连接，共同对冰蓄冷单元供冷，其热源水循环回路与前述低温热栗机组的热源水循环回路并联连接；
[0029]此种工况下，机组的蒸发器直接对蓄冰槽进行制冷，将冷量储存在蓄冰槽内，而空调单元则通过换热器I间接与蓄冰槽进行热交换并导入冷量，调节区域温度；当然，也可以启动一台低温热回收机组，实现一台蓄冷另一台直接供冷的混合模式运行。
[0030]夏季制冷与供热水联合运行工况
[0031]1) 一台或多台低温热栗机组制冷运行，机组的水冷式蒸发器出水管通过管路转换单元内的对应四通阀连通空调单元进水总管，水冷式蒸发器进水管通过对应四通阀和冷源水栗连通空调单元出水总管，构成低温热栗机组冷源水循环回路并对空调单元供冷，而机组的单流道水冷式冷凝器出水管通过对应四通阀连通空气源单元的进水总管，单流道冷凝器的进水管通过对应四通阀和热源水栗连通空气源单元的出水总管，构成低温热栗机组热源水循环回路并对大气放热；
[0032]2)同时，开启低温热回收热栗机组，此时，该机组的水冷式蒸发器出水管通过管路转换单元内的对应四通阀连通空调单元的进水总管，水冷式蒸发器进水管通过对应四通阀和冷源水栗连通空调单元的出水总管，构成与前述低温热栗机组冷源水循环回路并联的低温热回收热栗机组冷源水循环回路，而该机组的双流道水冷式冷凝器的冷凝通道出水管通过对应四通阀连通空气源单元的进水总管，双流道水冷式冷凝器的冷凝通道进水管通过对应四通阀和热源水栗连通空气源单元的出水总管，构成与前述低温热栗机组热源水循环回路并联的低温热回收热栗机组热源水循环回路，双流道水冷式冷凝器的热回收通道出水管则连通所述生活热水单元的进水总管，热回收通道进水管通过热水栗连通生活热水单元的出水总管，构成低温热回收热栗机组的热水循环回路并对生活热水单元供热，生活热水需要加热时，关闭热源水栗，启动热水栗，生活热水中导入热回收通道并循环，使热量传导至生活热水中，待生活热水完成加热后，停止热水栗，启动热源水栗，热量通过空气源单元扩散至大气中；
[0033]3)如还是无法满足区域空调单元所需冷量，则可继续开启其余低温热回收热栗机组，其冷源水循环回路与前述低温热栗机组冷源水循环回路并联连接，其热源水循环回路与前述低温热栗机组热源水循环回路并联连接，相应的，其热水循环回路与前述热水循环回路并联连接，共同对生活热水单元供热；
[0034]此时，双流道冷凝器的冷凝通道起到普通冷凝器散热功能，而热回收通道则可加热生活热水，将一部分热量利用起来，其利用系数取决于生活热水温度和水量，如热回收通道所需热量较大，甚至可关闭冷凝通道，全部热量都得到回收。