雙冷源兩管制空調系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于中央集中空調設計技術領域，具體是涉及一種雙冷源兩管制空調系統。
【背景技術】
[0002]中央空調系統根據冷熱管道的設置方式，可分為兩管制系統和四管制系統。所謂兩管制系統是指冷熱源利用同一組供回水管為末端裝置的盤管提供空調冷水或熱水的系統。所謂四管制是指冷熱源分別通過各自的供回水管路，為末端裝置的冷盤管和熱盤管分別提供空調冷水和熱水的系統稱為四管制系統，系統中共有四根輸送管路。
[0003]兩管制系統的特點是:冷熱源交替使用(季節切換)，不能同時向末端裝置的冷盤管和熱盤管分別提供空調冷水和熱水，適用于建筑物功能較單一、舒適性要求相對較低的場所。投資相對較低。
[0004]目前，不論四管制和還是兩管制空調水系統，空調冷源一般的供水溫度均為7°C，回水溫度12°C，供回水溫差5°C。空調冷源的性能系數C0P值(電動壓縮式冷水機組的性能系數定義為冷水機組制冷量與輸入功率之間的比值；吸收式冷水機組的性能系數定義為獲得的制冷量與消耗的熱量之比。)一般只有3.8?5.6。
[0005]現有空調系統，普遍采用溫濕度耦合的控制方法。夏季，采用冷凝除濕方式實現空氣的降溫與除濕處理，同時去除建筑的顯熱負荷和潛熱負荷。一般情況下，利用7°C的冷凍水將干球溫度為35.7°C的空氣(濕球溫度28.5°C )處理到干球溫度為16.4°C (相對濕度為90%)。7°C冷凍水吸熱升高到12°C。因此，空調冷源的蒸發溫度一般設計為4°C，冷凝溫度一般為40°C (考慮到冷卻水的供回水溫度為32/37°C )，根據逆卡諾循環，冷源理想的制冷系數C0P為7.694，目前效率最高的冷源在改工況下的最大C0P值(電動壓縮式冷水機組的性能系數定義為冷水機組制冷量與輸入功率之間的比值；吸收式冷水機組的性能系數定義為獲得的制冷量與消耗的熱量之比。)也只能達到5.6，即為理想值的72.8%。
[0006]目前提高冷源C0P的途徑主要是從通過提高壓縮機的壓縮效率、尋找適宜的制冷劑、改善換熱條件等方面進行改進，但是隨著技術的發展，這些方面的改進越來越接近瓶頸期，同時，提高冷源C0P需要的投入代價越來越高，提高冷源C0P似乎到了盡頭。
[0007]尋找一種新的方法來提高冷源C0P的途徑迫在眉睫，眾所周知，冷源在冷凝溫度不變的條件下，冷源的出水溫度與冷源的C0P值成正比。因此，在空調系統冷源制冷量不變的前提下，為了提高冷源的C0P而提高冷源的出水溫度。若冷源的出水溫度一旦全部提高，空調系統的除濕能力將大大降低，這種通過犧牲舒適度來節能的方式不是一種最佳的措施。
【發明內容】
[0008]本發明提供了一種雙冷源兩管制空調系統，該系統通過高低溫冷源結合運行，降低能耗的同時，提高了空調系統的制冷性能。
[0009]一種雙冷源兩管制空調系統，包括空調末端以及對空調末端提供冷量的冷源系統，所述冷源系統包括串聯設置的高溫冷源和低溫冷源；所述低溫冷源的出口通過帶有低溫分水器的供水管與空調末端相連；所述高溫冷源入口通過帶有高溫集水器的回水管與空調末端相連；所述冷源系統的供水溫度為4-10°C，回水溫度為12-21°C，供回水溫差為
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[0010]本發明中，所謂“雙冷源”，指一個空調系統中有兩種不同的蒸發溫度的冷源。在雙冷源兩管制空調系統中，出水溫度相對較低的冷源稱之為“低溫冷源”，一般4?10°C，其C0P值一般只有3.8?5.6，出水溫度相對較高的冷源稱之為“高溫冷源”，一般為9?21°C，其C0P值可高達8?9以上。在雙冷源兩管制空調系統中，高溫冷源和低溫冷源共同承擔空調系統冷負荷，降低了能耗。本發明通過采用高溫冷源和低溫冷源串聯設置即可可實現大溫差供冷，同時保證了空調的性能。
[0011]作為優選，所述高溫冷源出口同時通過第一支管與供水管相連，該第一支管上設有第一控制閥；所述高溫冷源出口與低溫冷源入口串聯的管路上設有第二控制閥。采用該技術方案時，當空調末端對冷量需求較低時，比如在春秋季節等，可以僅僅開啟高溫冷源，通過高溫冷源對空調末端提供冷量。此時，需要開啟第一控制閥，關閉第二控制閥。當然，在一些情況下，也可通過同時開啟第一控制閥和第二控制閥，同時對第一控制閥和第二控制閥的開度進行實時控制，從而使得高溫冷源的冷凍水一部分直接進入供水管，另外一部分返回低溫冷源進一步冷卻，最終得到的兩部分冷凍水合并用于最終的供冷。
[0012]本發明即可采用一級栗驅動系統，也可采用二級栗驅動系統。一般情況下，所述高溫冷源和低溫冷源入口的回水管上設有提供輸送動力的一級栗組。
[0013]當采用一級栗系統時，可以采用變頻栗也可采用定頻栗；作為優選:
[0014]作為優選，所述低溫分水器和高溫集水器之間設有第一旁通管，該第一旁通管上設有壓差旁通閥和流量傳感器；所述低溫冷源或高溫冷源中機組開啟數量受控于所述流量傳感器的流量反饋信號。比如，當高溫冷源和低溫冷源串聯運行時，當流量傳感器的流量信號大于低溫冷源中單臺機組的流量時，關閉低溫冷源中的某一臺機組，同時關閉高溫冷源中對應的機組；當不需要運行低溫冷源時，低溫冷源內的機組全部關閉。然后，此時高溫冷源受控于所述流量傳感器，當流量傳感器的流量信號大于高溫冷源中單臺機組的流量時，關閉高溫冷源中的某一機組；
[0015]所述雙冷源兩管制空調系統還包括檢測所述供水管和回水管之間壓差的壓差傳感器；第一旁通管上還設有電控閥；
[0016]所述一級栗組為受控于所述壓差傳感器的變頻機組；
[0017]所述電控閥在所述一級栗組單栗運行、且該單栗在最低頻率下工作時開啟。
[0018]當供需平衡狀態下，低溫分水器和高溫集水器之間的第一旁通管中流量為零，當空調末端負載發生變化或者控制滯后時，第一旁通管中有流量變化。當第一旁通管中流量超過高溫冷源或低溫冷源中的單臺機組的流量時，說明冷量供應遠遠超出了需求，在這種情況選擇關閉某一或者某幾臺機組，直接的節省了冷源的能耗。
[0019]當室內濕負荷降低到一定程度，雙冷源兩管制空調系統可啟動高溫冷源單獨供冷工況，此時關閉低溫冷源，與常規單冷源兩管制空調系統相比，采用能耗更低的高溫冷源供冷，空調系統的冷源能耗大大降低。若高溫冷源采用自然冷源，此時雙冷源兩管制空調系統的冷源能耗為0。通過研究發現，室內空調負荷長時間處于低負荷工況下，若此時采用高溫冷源單獨供冷，那么，空調系統冷源的年耗電量將大大降低。
[0020]上述技術方案中，一級栗組單栗運行、且該單栗在最低頻率下工作時，從變頻工作狀態轉變為定頻工作狀態，此時電控閥被打開，第一旁通管導通；將多余的冷媒直接與換熱后的冷媒合并，返回高、低溫冷源。一級栗組根據壓差的大小，調整自身轉速，從而調節流量大小；例如供、回水管之間的壓力差增大時，說明末端需求降低，此時需要降低一級栗組的轉速，反之，提高所述一級栗組的轉速；
[0021]另外，本發明還可以采用二級栗組系統，此時一級栗組或者二級栗組中至少一個栗組可以采用變頻栗；作為優選，所述一級栗組為定頻栗組；所述空調末端入口的供水管上同時設有二級栗組；
[0022]還包括檢測所述供水管和回水管之間壓差的壓差傳感器；
[0023]所述低溫分水器和高溫集水器之間設有第一旁通管，該第一旁通管上設有流量傳感器；所述低溫冷源或高溫冷源中機組開啟數量受控于所述流量傳感器的流量反饋信號。比如，當高溫冷源和低溫冷源串聯運行時，當流量傳感器的流量信號大于低溫冷源中單臺機組的流量時，關閉低溫冷源中的某一機組，同時關閉高溫冷源中對應的機組；當不需要運行低溫冷源時，低溫冷源內的機組全部關閉。然后，此時高溫冷源受控于所述流量傳感器，當流量傳感器的流量信號大于高溫冷源中單臺機組的流量時，關閉高溫冷源中的某一機組；
[0024]所述