空调系统、集成式冷站及集成式冷站的控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及空调系统、集成式冷站及集成式冷站的控制方法。

背景技术：

集成式冷站是一种高度集成化的制冷机房系统，一般包括制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、群控柜、水处理装置、定压补水装置、调节阀门、管路件、冷却塔、压力表、温度传感器、集装箱等设备与装置。冷站与空调系统的空调系统末端设备(室内空调机)连接后可直接为空调系统末端设备供应冷水，以调节室内温度。

然而，传统的集成式冷站只是简单的设备组合，各设备之间相互配合实现实时制冷及供冷。而在用电高峰期，集成式冷站实时制冷及供冷时，需要消耗较多的电量，电网需要承载的电力负荷较大，且电费较高，用电成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种用电成本较低的集成式冷站。

一种集成式冷站，所述集成式冷站包括：

制冷主机，用于形成冷量；

蓄冷装置，所述蓄冷装置包括制冷回路和载冷剂回路，所述载冷剂回路与所述制冷主机连通，所述制冷回路与空调系统末端连通；

其中，所述载冷剂回路中的载冷剂在所述制冷主机中承载冷量后流向所述蓄冷装置，所述制冷回路中的冷冻水吸收所述载冷剂承载的冷量，并输送至所述空调系统末端制冷。

上述集成式冷站中，载冷剂回路将制冷主机产生的冷量带入蓄冷装置中，且制冷回路中的冷冻水与载冷剂回路中的载冷剂交换热量降温后，流向空调系统末端的设备(例如室内空调机)对室内降温。如此，可在蓄冷装置中存储由载冷剂带入的冷量，并可利用蓄冷装置中存储的冷量对空调系统末端制冷。例如在电价低于峰值(用电低峰期)、空调系统末端又无需制冷时，可以开启制冷主机，并在蓄冷装置中储存由低电价产生的冷量，并在电价峰值时(用电高峰期)利用蓄冷装置中储存的冷量对空调系统末端的室内环境制冷。即在低电价时制冷并蓄冷，在高电价时不需要制冷、直接用存储的冷量供冷，均匀电网的电力负荷，降低运行产生的电费、移峰填谷、节能减排，降低用电成本，提高集成式冷站的节能性和经济性。

在其中一个实施例中，所述蓄冷装置包括外壳及设于所述外壳内的换热管，所述换热管的首尾两端与所述制冷主机连通，所述换热管内形成所述载冷剂回路；所述外壳上开设有均与所述外壳的内腔连通的冷冻水入口和冷冻水出口，所述外壳内形成连通于所述冷冻水入口与所述冷冻水出口之间的所述制冷回路。

在其中一个实施例中，所述外壳上开设有多组相互连通的所述冷冻水入口和所述冷冻水出口，所述空调系统末端包括多个空调区域，每个所述空调区域与一组相互连通的所述冷冻水入口和所述冷冻水出口连通。

在其中一个实施例中，所述蓄冷装置为压力容器。

在其中一个实施例中，所述制冷主机包括依次首尾连通的压缩机、冷凝器及蒸发器；

所述集成式冷站还包括设备箱及冷却塔，所述制冷主机和所述蓄冷装置均设于所述设备箱内，所述冷却塔固定于所述设备箱顶部，且与所述制冷主机中的所述冷凝器连通并带走所述冷凝器中的热量；

所述蓄冷装置中的所述载冷剂回路与所述蒸发器连通，所述载冷剂在所述蒸发器中吸收冷媒的冷量后承载冷量返回蓄冷装置。

在其中一个实施例中，所述集成式冷站具有蓄冷模式、制冷模式及释冷模式；

在所述蓄冷模式下，所述制冷主机工作并向所述蓄冷装置传递冷量，所述蓄冷装置存储接收到的冷量；

在所述制冷模式下，所述制冷主机工作产生冷量，产生的冷量经过所述蓄冷装置后流向所述空调系统末端制冷；

在所述释冷模式下，所述制冷主机不工作，所述蓄冷装置中存储的冷量对所述空调系统末端制冷。

在其中一个实施例中，所述集成式冷站还包括控制器；

在所述空调系统末端开启时，所述控制器控制所述集成式冷站进入所述制冷模式或所述释冷模式；

在空调系统末端关闭时，若电价低于峰值，所述控制器控制所述集成式冷站进入所述蓄冷模式。

在其中一个实施例中，当所述空调系统末端开启时，若电价处于峰值，所述控制器控制所述集成式冷站进入所述释冷模式；

当空调系统末端开启时，若电价低于峰值，所述控制器控制所述集成式冷站进入所述制冷模式。

在其中一个实施例中，所述蓄冷装置中冷冻水温度高于蓄冷临界温度时，所述控制器允许集成式冷站进入所述蓄冷模式；

所述蓄冷装置中冷冻水温度低于释冷临界温度时，所述控制器允许所述集成式冷站进入所述释冷模式。

本发明还提供一种集成式冷站的控制方法，包括以下步骤：

判断空调系统末端是否开启；

当空调系统末端关闭，且电价低于峰值时，制冷主机向蓄冷装置传递冷量，所述蓄冷装置储存接收到的所述冷量；

当空调系统末端开启时，所述集成式冷站向所述空调系统末端传递冷量。

在其中一个实施例中，当所述空调系统末端开启时，所述集成式冷站向所述空调系统末端传递冷量的步骤具体包括以下步骤：

判断电价是否处于峰值；

当电价处峰值，且所述蓄冷装置中的冷冻水温度低于释冷临界温度时，所述制冷主机关闭，所述蓄冷装置传递冷量至所述空调系统末端。

在其中一个实施例中，当所述空调系统末端开启时，向所述空调系统末端传递冷量的步骤具体还包括以下步骤：

当电价低于峰值时，所述制冷主机向所述空调系统末端传递冷源。

在其中一个实施例中，当所述空调系统末端关闭，且电价低于峰值时，还包括以下步骤：

判断所述蓄冷装置中冷冻水温度是否低于蓄冷临界温度；

当所述冷冻水温度高于所述蓄冷临界温度时，所述制冷主机开启，所述蓄冷装置存储由所述制冷主机传递来的冷量；

当所述冷冻水温度低于蓄冷临界温度时，集成式冷站维持关闭。

在其中一个实施例中，当空调系统末端关闭，且电价处于峰值时，所述集成式冷站维持关闭。

本发明还提供一种空调系统，包括集成式冷站和空调系统末端的设备，所述集成式冷站为上述集成式冷站，且所述集成式冷站与所述空调系统末端的设备连通，并向所述空调系统末端的设备输送冷量。

附图说明

图1为本发明一实施例中集成式冷站的结构示意图；

图2为图1所示集成式冷站中蓄冷装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例中集成式冷站的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-2所示，本发明一实施例中，提供一种集成式冷站100，用于向空调系统末端200供冷，以调节空调系统末端200所在室内环境的温度。

集成式冷站100包括制冷主机10和蓄冷装置30，制冷主机10用于形成冷量，以为蓄冷装置30及空调系统末端200提供冷量，蓄冷装置30可用于存储制冷主机10产生的冷量，并在制冷主机10关机的状态下，为空调系统末端200供冷。如此，既可以直接通过制冷主机10向空调系统末端200供冷，还可以通过蓄冷装置30向空调系统末端200供冷。

制冷主机10包括依次首尾连通的压缩机(图未示)、冷凝器12及蒸发器14，压缩机压缩形成的高温高压冷媒进入冷凝器12冷凝降温，降温后的冷媒再进入蒸发器14蒸发吸热，同时将冷量传递给蓄冷装置30，最后返回压缩机，开始下一循环。

进一步地，集成式冷站100还包括冷却塔40，冷却塔40与冷凝器12连通并带走冷凝器12中的热量，以对冷凝器12中的冷媒降温。具体地，冷却塔40包括冷却回路和空气回路，冷却回路与冷凝器12连通，冷却回路中的冷却水流进冷凝器12吸收冷媒的热量，然后回到冷却塔40中与空气回路中的空气传热后释放热量降温，用于下一冷却循环。

更进一步地，集成式冷站100还包括设备箱20，制冷主机10和蓄冷装置30均设于设备箱20内，冷却套固定于设备箱20顶部，如此将集成式冷站100的各个装置集成装配于设备箱20上，方便安装及管理。

蓄冷装置30包括载冷剂回路31和制冷回路33，载冷剂回路31与制冷主机10连通，制冷回路33与空调系统末端200连通。其中，载冷剂回路31中的载冷剂在制冷主机10承载冷量后流向蓄冷装置30，以将制冷主机10产生的冷量带入蓄冷装置30中。而且，制冷回路33中的冷冻水吸收载冷剂承载的冷量，并输送至空调系统末端200制冷，即制冷回路33中的冷冻水与载冷剂回路31中的载冷剂交换热量降温后，流向空调系统末端200的设备(例如室内空调机)对室内降温。如此，可在蓄冷装置30中存储由载冷剂带入的冷量，并可利用蓄冷装置30中存储的冷量对空调系统末端200制冷。例如，在电价低于峰值(用电低峰期)、空调系统末端200又无需制冷时，可以开启制冷主机10，并在蓄冷装置30中储存由低电价产生的冷量，并在电价峰值时(用电高峰期)利用蓄冷装置30中储存的冷量对空调系统末端200的室内环境制冷。即在低电价时制冷并蓄冷，在高电价时不需要制冷、直接用存储的冷量供冷平均电网的电力负荷，降低运行产生的电费、移峰填谷、节能减排，降低用电成本，提高集成式冷站的节能性和经济性。

可选地，载冷剂为乙二醇溶液或者水。

蓄冷装置30包括外壳32及设于外壳32内的换热管34，换热管34的首尾两端与制冷主机10连通，且换热管34内形成载冷剂回路31，使载冷剂在制冷主机10中流动吸收冷量后流向换热管34中。外壳32上开设有均与外壳32的内腔连通的冷冻水入口321和冷冻水出口323，外壳32内形成连通于冷冻水入口321和冷冻水出口323之间成制冷回路33，使冷冻水由冷冻水入口321流入外壳32内并与换热管34中的载冷剂换热降温，最后由冷冻水出口323流向空调系统末端200，进行制冷。

可选地，换热管34中载冷剂的流向与外壳32中冷冻水的流向相反，以提高载冷剂与冷冻水的换热效率。例如，外壳32顶端开设冷冻水入口321，外壳32的底端开设冷冷冻水出口323，与之相反的，以换热管34底部的开口作为载冷剂入口341，以换热管34顶部的开口作为载冷剂出口343，实现载冷剂与冷冻水的逆流。

具体地，蓄冷装置30中的载冷剂回路31与蒸发器14连通，即换热管34的首尾两端与制冷主机10中的蒸发器14连通，载冷剂在蒸发器14中吸收冷媒的冷量后承载冷量返回蓄冷装置30，将冷源带入蓄冷装置30，并用于对冷冻水降温。

在其中一些实施例中，外壳32上开设有多组相互连通的冷冻水入口321和冷冻水出口323，空调系统末端200包括多个空调区域，每个空调区域与一组相互连通的冷冻水入口321和冷冻水出口323连通，以形成多条制冷回路33，对空调系统末端200的多个空调区域分区域制冷。如此，多个空调区域单独设置，可单独控制多个空调区域，每个空调区域可不受其他空调区域限制，更加精确地调节至合适的温度。

在其中一些实施例中，蓄冷装置30为压力容器，可承受较高的压力，可收容压力较高的冷冻水，压力较高的冷冻水可流向大高层建筑，满足大高层建筑需要的水压。如此，制冷主机10无需承载较高的水压，防止制冷主机10损坏。并且，集成式冷站100包括第一水泵、第二水泵及第二水泵，第一水泵连接于制冷主机10的冷凝器12与冷却塔40之间，将冷凝器12中的冷却水输送至冷却塔40降温；第二水泵连接于制冷主机10的蒸发器14与蓄冷装置30之间，带动载冷剂在蒸发器14与蓄冷装置30之间流动；第三水泵设于蓄冷装置30与空调系统末端200之间，以使冷冻水增压后流向空调系统末端200制冷。

集成式冷站100具有蓄冷模式、制冷模式及释冷模式，在蓄冷模式下，制冷主机10工作并向蓄冷装置30传递冷量，蓄冷装置30存储接收到的冷量；在制冷模式下，制冷主机10工作产生冷量，产生的冷量经过蓄冷装置30后流向空调系统末端200制冷；在释冷模式下，制冷主机10不工作，蓄冷装置30中存储的冷量对空调系统末端200制冷。

集成式冷站100还包括控制器，用于控制集成式冷站100的工作模式。在空调系统末端200开启时，控制器控制集成式冷站100进入制冷模式或释冷模式，以向空调系统末端200传递冷量，以对空调系统末端200所在的室内环境降温，通过空调系统末端200实现制冷；在空调系统末端200关闭时，空调系统末端200无需制冷，若电价低于峰值，控制器控制集成式冷站100进入蓄冷模式，制冷主机10向蓄冷装置30传递冷量，蓄冷装置30存储接收到的冷量，以通过低电价的电量产生冷源，并存储在蓄冷装置30。如此，在需要向空调系统末端200供电且电价处于峰值时，直接通过蓄冷装置30释放冷量进行制冷，以节省电费，提高集成式冷站100的节能性和经济性。

进一步地，当空调系统末端200开启时，若电价处于峰值，控制器控制集成式冷站100进入释冷模式，制冷主机10关闭，且蓄冷装置30开启以向空调系统末端200供冷，并通过空调系统规末端200对室内环境制冷；当空调系统末端200开启时，若电价低于峰值，控制器控制集成式冷站进入制冷模式，制冷主机10和蓄冷装置30均开启，通过制冷主机10制冷并通过蓄冷装置30传递给空调系统末端200，空调系统末端200对室内环境制冷。

蓄冷装置30中冷冻水温度t高于蓄冷临界温度t1时，控制器允许集成式冷站100进入蓄冷模式。因为，当冷冻水温度t高于蓄冷临界温度t1时，说明冷冻水温度t还没有足够低，制冷主机10开启，蓄冷装置30存储由制冷主机10传递过来的冷量，可使冷冻水温度t降低储存冷量。当冷冻水温度t低于蓄冷临界温度t1时，说明冷冻水温度t足够低，无需再存储冷量。

蓄冷装置30中冷冻水温度t低于释冷临界温度t2时，控制器允许集成式冷站100进入释冷模式。若蓄冷装置30中的冷冻水温度t低于释冷临界温度t2，说明蓄冷装置30中的冷冻水温度t足够低，可提供足够的冷量。此时，制冷冷主机关闭，蓄冷装置30传递冷量至空调系统末端200，以利用提前存储的冷量制冷，集成式冷站100进入释冷模式。若蓄冷装置30中的冷冻水温度t高于释冷临界温度t2，说明蓄冷装置30中的冷冻水温度t较高，无法提供足够的冷量。此时，制冷主机10工作，作为冷源产生冷量，并向空调系统末端200传递冷量，以实现制冷，集成式冷站100进入制冷模式，不进入释冷模式。

可选地，蓄冷装置30内设置有温度传感器，用于检测冷冻水温度t。并且，蓄冷临界温度t1大于释冷临界温度t2，如此当冷冻水温度t较高时，便可通过蓄冷装置30存储冷量，以在低电价时存储较多冷量；而当冷水温度t较低时，才进入释冷模式，以提供足够的冷量制冷。

如图3所示，本发明一实施例中，还提供一种集成式冷站100的控制方法，包括以下步骤：

步骤s100,判断空调系统末端200是否开启；例如，可通过空调系统末端200是否有发送开机命令判断，若接收到集成式冷站100开启命令，说明空调系统末端200需要制冷，若未接收到集成式冷站100开启命令，说明空调系统末端200无需制冷。可以理解地，也可以通过其他因素判断，判断空调系统末端200是否开启，在此不做限定。

步骤s320,当空调系统末端200关闭，且电价低于峰值时，制冷主机10向蓄冷装置30传递冷量，蓄冷装置30储存接收到的冷量，先利用较低价格的电量形成冷量，然后在需要供冷且电价处于峰值时，可利用蓄冷装置30中储存的冷量对空调系统末端200制冷，如此利用低电价时提前形成的冷量在高电价时制冷，节省电费，提高集成式冷站100的经济性。

进一步地，当空调系统末端200关闭，且电价低于峰值时，步骤s320还包括以下步骤：

步骤s321，判断蓄冷装置30中冷冻水温度t是否低于蓄冷临界温度t1；

步骤s323，当冷冻水温度t高于蓄冷临界温度t1时，说明冷冻水温度t还没有足够低，制冷主机10开启，蓄冷装置30存储由制冷主机10传递来的冷量，使冷冻水温度t降低；

步骤s325，当冷冻水温度t低于蓄冷临界温度t1时，集成式冷站100关闭。此时，冷冻水温度t已经足够低，可用于对空调系统末端200制冷，无需再降低冷冻水温度t，所以关闭集成式冷站100即可。

步骤s340，当空调系统末端200关闭，且电价处于峰值时，集成式冷站100关闭，不在电价较高时使用集成式冷站100，节省电费，提高经济性和节能性。

步骤s350,当空调系统末端200开启时，集成式冷站100向空调系统末端200传递冷量，以对空调系统末端200进行供冷，以对空调系统末端200的室内环境降温。

具体地，空调系统末端200开启时，步骤s350包括以下步骤：

步骤s351：判断电价是否处于峰值；

步骤s353：当电价处于峰值时，若蓄冷装置30中的冷冻水温度t低于释冷临界温度t2，说明蓄冷装置30中的冷冻水温度t足够低，可提供足够的冷量。此时，制冷主机10关闭，蓄冷装置30传递冷量至空调系统末端200，集成式冷站100进入释冷模式，以利用提前存储的冷量制冷，而无需在电价峰值时开启制冷主机10，节省电费，降低用电成本，提高集成式冷站100的经济性。

步骤s354：当电价处于峰值时，若蓄冷装置30中的冷冻水温度t高于释冷临界温度t2，说明蓄冷装置30中的冷冻水温度t较高，无法提供足够的冷量。此时，制冷主机10工作，作为冷源产生冷量，并向空调系统末端200传递冷量，实现制冷。

步骤s325：当电价低于峰值时，制冷主机10工作，作为冷源产生冷量，并向空调系统末端200传递冷量，以利用电价不高的电量使制冷主机10工作产生冷量，在低电价时制冷主机10自身制冷，电费较少，较为经济。具体地，制冷主机10产生的冷量，经过蓄冷装置30后被传递至空调系统末端200。

本发明一实施例中，还提供一种空调系统，包括集成式冷站100和空调系统末端200的设备(例如室内空调机)，集成式冷站100为上述集成式冷站100，且集成式冷站100与空调系统末端200的设备连通，并向空调系统末端200输送冷量，以通过集成式冷站100产生的冷冻水对空调系统末端200的室内环境制冷。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。