中央空调制冷与板换免费制冷时冷却塔群冷热水混用系统的制作方法

本实用新型涉及中央空调及板换领域，具体地说是通过一种以压力传感器及温度传感器、控制器实现中央空调系统与板换免费制冷系统共同工作时，解决各自冷却水温度需求不一致的匹配方法。

背景技术：

中央空调是现代建筑或生产需求中不可或缺的空气调节系统。空调冷却水系统是为了把中央空调制冷所产生的热量送到室外散热装置进行通风冷却，即：末端需求很大程度上取决于冷却系统的工作状态。随着国内经济发展，大量工艺性生产线及数据中心的产生，大都依赖中央空调的运行。

工作原理如下：冷冻水泵把中央空调主机制成的7℃冷冻水输送给室内末端，末端吸收冷量后把约12℃的水再次循环给空调主机，空调主机制造冷冻水的同时产生37℃的冷却水通过冷却水泵输送至冷却塔，冷却塔通过风机把该部分冷却水降温至32℃之后再次输送回主机，如此反复循环。如图1所示。

由于特工艺性生产线及数据中心等特殊行业在冬季也存在制冷需求，因此要求中央空调系统一年四季开机运行，特使是极寒温度下也要开机，造成系统能耗过大。

为了解决能耗过高问题，人们想到了在冬季室外温度较低时，当冷却塔出水温度低到可以满足室内冷冻水需求时，停止中央空调主机而采用换热器直接利用冷却塔低温水供应室内冷冻水，实现免费制冷的办法。如图2所示。

工作原理如下：当室外冷却塔回水温度不能够满足室内末端需求时，关闭换热器所有阀门，正常开启主机制冷循环；当室外冷却塔回水温度能够满足室内末端需求时，关闭主机进出水阀门，开启换热器进出水阀门，开始免费制冷工况。

但其弊端在于：由于室外环境温度存在不可预知的变化，导致频繁在主机与免费供冷之间切换，对于大型中央空调来说，频繁的切换无疑会产生严重的安全问题。同时由于共用一组冷却塔，免费供冷的水温与主机冷却水的水温不同，造成在冷却塔内部混水，严重时会同时造成制冷主机及换热器无法工作。类似此种问题，都会严重影响到末端需求的稳定性。

为了解决这个问题，人们采取免费供冷与中央空调冷却系统各用一组冷却塔的方法，主机与换热器各自配置独立的冷却循环系统，通过室外温度来判断开启制冷模式。如图3所示。

工作原理如下：当室外冷却塔回水温度不能够满足室内末端需求时，关闭换热器所有阀门，正常开启主机制冷循环；当室外冷却塔回水温度能够满足室内末端需求时，关闭主机进出水阀门，开启换热器进出水阀门，开始免费制冷工况。当过渡季节时，主机及换热器系统同时开启，通过换热器制取部分冷量来满足末端部分冷量需求，实现整个系统半免费制冷工况，降低机房部分能耗。

但其弊端在于：虽然解决了系统间频繁切换的弊病以及冷却塔混水的现象的产生，但两套独立存在的冷却循环系统无疑增加了设备的投资成本，同时板换免费供冷时不能充分利用主机对应的冷却系统的冷却能力。反过来主机制冷时主机也不能充分利用板换免费制冷对应的冷却循环的冷却能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种解决冷却塔在冷热水混用时的自动切换，同时可降低冷却循环系统的设备投资，实现冷却塔群组利用最大化，达到最大化节能效益与满足末端稳定需求的中央空调制冷与板换免费制冷时冷却塔群冷热水混用系统及其使用方法。

为实现本实用新型目的，提供了以下技术方案：中央空调制冷与板换免费制冷时冷却塔群冷热水混用系统，包括制冷主机制冷循环系统、换热器冷却循环系统，其特征在于制冷主机制冷循环系统、换热器冷却循环系统均包括需求末端制冷循环以及冷却塔冷却循环，所述需求末端制冷循环包括末端、分别与冷却主机和换热器连接的循环管道，所述冷却塔冷却循环包括若干个冷却塔，各个冷却塔顶端均通过支管连接两端进水的共用进水管，各个冷却塔底端通过支管连接两端出水的共用出水管，通过共用进水管和共用出水管将各个冷却塔并联连接，共用进水管一端通过1号进水管道连接制冷主机，共用进水管另一端通过2号进水管道连接换热器，共用出水管一端通过1号出水管道连接制冷主机，共用出水管另一端通过2号出水管道连接换热器，与冷却主机和换热器连接的循环管道上设置有冷冻泵，1号出水管道和2号出水管道上设置有1号冷却泵和2号冷却泵。

作为优选，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、压力传感器（P1、P2、P3、P4）、温度传感器（T1、T2、T3、T4、T5、T6），压力传感器（P1、P2、P3、P4）、温度传感器（T1、T2、T3、T4、T5、T6）均与控制器输入端连接，温度传感器（T1）、压力传感器（P1）设置于1号进水管道上，温度传感器（T2）、压力传感器（P2）设置于2号进水管道上，温度传感器（T3）、压力传感器（P3）设置于1号出水管道上，温度传感器（T4）、压力传感器（P4）设置于2号出水管道上，1号冷却泵和2号冷却泵与控制器输入端连接，温度传感器（T5、T6）设置于循环管道上。

为实现本实用新型目的，提供了一种中央空调制冷与板换免费制冷时冷却塔群冷热水混用系统使用方法，其特征在于包括以下步骤：

参数初始化：设定冷冻标准温差值、冷却标准温差值、板换免费制冷标准温差值；

中央空调制冷系统单独启动: 控制器输出启动1号冷却泵、至少一台冷却塔，通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）检测冷却实时温差值，通过压力传感器（P1）、压力传感器（P3）检测冷却实时压差值，如果检测到冷却实时温差值低于冷却标准温差值并冷却实时压差值未达最优值时，则增加1号冷却泵转速或至少一台冷却塔风机转速，在已进行上述操作后，继续通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）检测冷却实时温差值，如果检测到冷却实时温差值仍低于冷却标准温差值，通过控制器输出启动剩余的一台或多台冷却塔，增加剩余的一台或多台冷却塔进行工作；板换免费制冷系统系统单独启动：控制器输出启动2号冷却泵，至少一台冷却塔,同时通过测量温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，通过压力传感器（P2）、压力传感器（P4）检测冷却实时压差值，如果检测到冷却实时温差值低于板换免费制冷标准温差值并冷却实时压差值未达最优值时，则增加2号冷却泵转速或至少一台冷却塔的风机转速；通过再次测量温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于板换免费制冷标准温差值，通过控制器输出启动剩余的一台或几台冷却塔，增加剩余的一台或几台冷却塔进行工作；

当过渡季节时，单独开启中央空调制冷系统能耗过高，单独开启板换制冷系统无法满足冷冻需求时，控制器以温度传感器（T5）、温度传感器(T6)的实时温差与设定的冷冻标准温差值为依据，通过压力传感器（P1-P4）压力变化，由控制箱控制输出同时启动1号和2号冷却泵以及若干台冷却塔，两个系统共同独立运行，以分别满足中央空调主机制冷系统和板换免费制冷系统的冷却需求；当测量通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于冷却标准温差值，则增加1号冷却泵转速或冷却塔的风机转速；当测量通过温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于板换免费制冷标准温差值，则增加2号冷却泵转速或冷却塔的风机转速。

本实用新型有益效果：本实用新型系统各自根据末端需求实现自动匹配的功能并根据实际需求，通过冷却水管的技术优化设计，实时调整冷却塔工作数量。同时由于冷却管路优化，减少了不必要阀门，提高了系统效率，降低了系统故障率。本实用新型可以根据末端的运行情况自动调整开机模式并实时对冷却塔工作数量进行调整。本实用新型能有效解决系统间频繁切换的弊病以及冷却塔混水的现象的产生。同时可以极大减轻劳动人员工作强度。本实用新型能够根据末端需求，保证主机系统与冷却系统的实时匹配运行。

附图说明

图1是中央空调制冷主机系统的结构示意图。

图2是解决制冷主机系统能耗过高的问题采用的增加免费板换所采用的结构示意图。

图3是解决现有技术中冷却塔产生混水频繁启动问题所采用的结构示意图。

图4是本实用新型的结构示意图。

图5为本实用新型控制系统示意图。

具体实施方式

实施例1：中央空调制冷与板换免费制冷时冷却塔群冷热水混用系统，包括制冷主机制冷循环系统、换热器冷却循环系统，制冷主机制冷循环系统、换热器冷却循环系统均包括需求末端制冷循环以及冷却塔冷却循环，所述需求末端制冷循环包括末端1.1、分别与冷却主机1.2和换热器1.3连接的循环管道1.4，所述冷却塔冷却循环包括若干个冷却塔2.1，各个冷却塔2.1顶端均通过支管连接两端进水的共用进水管3，各个冷却塔底端通过支管连接两端出水的共用出水管4，通过共用进水管3和共用出水管4将各个冷却塔2.1并联连接，共用进水管3一端通过1号进水管道5连接制冷主机1.2，共用进水管3另一端通过2号进水管道6连接换热器1.3，共用出水管4一端通过1号出水管道7连接制冷主机1.2，共用出水管4另一端通过2号出水管道8连接换热器1.3，与冷却主机1.2和换热器1.3连接的循环管道1.4上设置有冷冻泵9，1号出水管道7和2号出水管道7上设置有1号冷却泵10和2号冷却泵11。所述控制系统包括控制器、压力传感器P1、P2、P3、P4、温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6，压力传感器P1、P2、P3、P4、温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6均与控制器输入端连接，温度传感器T1、压力传感器P1设置于1号进水管道上，温度传感器T2、压力传感器P2设置于2号进水管道上，温度传感器T3、压力传感器P3设置于1号出水管道上，温度传感器T4、压力传感器P4设置于2号出水管道上，1号冷却泵和2号冷却泵与控制器输入端连接，温度传感器T5、T6设置于循环管道上。

实施例2：参数初始化：设定冷冻标准温差值5-10℃，设定冷却标准温差值20-35℃，设定板换免费制冷标准温差值20-35℃,末端冷冻水两端的温差值为2-15℃； 中央空调制冷系统单独启动:控制器输出启动1号冷却泵、冷却塔（Ⅰ、Ⅱ）,通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）检测冷却实时温差值，通过压力传感器（P1）、压力传感器（P3）检测冷却实时压差值，如果检测到冷却实时温差值低于冷却标准温差值并冷却实时压差值未达最优值时，则增加1号冷却泵转速或冷却塔（Ⅰ、Ⅱ）风机转速，在已进行上述操作后，继续通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）检测冷却实时温差值，如果检测到冷却实时温差值仍低于冷却标准温差值，通过控制器输出启动冷却塔（Ⅲ），增加冷却塔（Ⅲ）并入冷却塔（Ⅰ、Ⅱ）进行工作。

实施例3：参数初始化：设定冷冻标准温差值5-10℃，设定冷却标准温差值20-35℃，设定板换免费制冷标准温差值20-35℃,末端冷冻水两端的温差值为2-15℃；板换免费制冷系统系统单独启动：控制器输出启动2号冷却泵，冷却塔（Ⅲ）,同时通过测量温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，通过压力传感器（P2）、压力传感器（P4）检测冷却实时压差值，如果检测到冷却实时温差值低于板换免费制冷标准温差值并冷却实时压差值未达最优值时，则增加2号冷却泵转速或冷却塔（Ⅲ）的风机转速；通过再次测量温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于板换免费制冷标准温差值，通过控制器输出启动冷却塔（Ⅰ、Ⅱ），增加冷却塔（Ⅰ、Ⅱ）并入冷却塔（Ⅲ）进行工作。

实施例4：参数初始化：设定冷冻标准温差值5-10℃，设定冷却标准温差值20-35℃，设定板换免费制冷标准温差值20-35℃,末端冷冻水两端的温差值为2-15℃；当过渡季节时，单独开启中央空调制冷系统能耗过高，单独开启板换制冷系统无法满足冷冻需求时，控制器以温度传感器（T5）、温度传感器(T6)的实时温差与设定的冷冻标准温差值为依据，通过压力传感器（P1-P4）压力变化，由控制箱控制输出启动1号和2号冷却泵，冷却塔（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），两个系统共同独立运行，以分别满足中央空调主机制冷系统和板换免费制冷系统的冷却需求；当测量通过温度传感器（T1）、温度传感器（T3）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于冷却标准温差值，则增加1号冷却泵转速或冷却塔（Ⅰ、Ⅱ）的风机转速；当测量通过温度传感器（T2）、温度传感器（T4）之间的实时温差值，如果检测到实时温差值低于板换免费制冷标准温差值，则增加2号冷却泵转速或冷却塔（Ⅲ）的风机转速。

实施例5：冷冻标准温差值为7（±2）℃，冷却标准温差值为5℃，板换免费制冷标准温差值为2℃，即：中央空调制冷系统冷冻出水能满足末端温度需求，板换冷却端供水温度能满足末端温度需求。板换免费制冷系统系统单独启动时，末端冷冻供回温差逐渐变小，通过压力传感器（P1）、压力传感器（P3）检测冷却实时压差值，控制器输出控制信号驱动1号冷却泵启动并逐渐加大流量，中央空调制冷系统启动制冷循环，通过压力传感器（P2）、压力传感器（P4）检测冷却实时压差值，控制器输出控制信号驱动冷却泵（Ⅱ）逐渐减小流量至停止工作，板换免费制冷系统完全关闭，直至末端冷冻供回温差达到设定标准温差值。

实施例5：冷冻标准温差值为7（±2）℃，冷却标准温差值为5℃，板换免费制冷标准温差值为2℃，即：中央空调制冷系统冷冻出水能满足末端温度需求，板换冷却端供水温度能满足末端温度需求。中央空调制冷系统单独启动，末端冷冻供回温差值逐渐变大，通过压力传感器（P2）、压力传感器（P4）检测冷却实时压差值，控制器输出控制信号2号冷却泵启动并逐渐加大流量，板换免费制冷系统启动制冷循环，并通过压力传感器P1、压力传感器P3检测冷却实时压差值，控制器输出控制信号驱动1号冷却泵逐渐减小流量至停止工作，中央空调制冷系统完全关闭，直至末端冷冻供回温差达到设定标准温差值。