基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)及其使用方法。本發(fā)明包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度。所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)。所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端。本發(fā)明大幅提高空調(diào)系統(tǒng)的綜合運行能效，利用風(fēng)冷熱泵制冷能效隨著室外干球溫度的降低而升高的特點，結(jié)合消防水池利用夜間低谷電價時段進(jìn)行蓄冷，削峰填谷平衡電網(wǎng)負(fù)荷、降低設(shè)備裝機(jī)功率；過渡季節(jié)采用冷卻塔制取冷凍水、利用室外低焓全新風(fēng)直接供冷兩種方式實現(xiàn)免費供冷，減少空調(diào)冷源開啟的時間。最終實現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)電、省運行費用的目的。
【專利說明】基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和環(huán)境資源壓力越來越大，節(jié)能減排形勢日益嚴(yán)峻。建筑能耗占社會總能耗比例逐年提高，據(jù)住建部測算，2030年左右，我國建筑能耗將占總能耗的30%-40%，達(dá)到歐美目前的比例，超過工業(yè)能耗，成為全社會第一能耗大戶。目前我國大型公共建筑能耗高的問題日益突出，有關(guān)專家調(diào)研統(tǒng)計分析，國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米耗電量為普通住宅的10?20倍之多，是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5?2倍；我國大型公共建筑用能系統(tǒng)能效普遍較低、能源浪費嚴(yán)重，是不爭的事實和普遍存在的現(xiàn)象。所以抓好建筑領(lǐng)域的節(jié)能尤其是公共建筑領(lǐng)域的節(jié)能，是重中之重?？照{(diào)能耗占公共建筑總能耗的60%以上，為公共建筑的能耗大戶，是建筑節(jié)能的重點系統(tǒng)。推行綠色建筑、實現(xiàn)節(jié)能減排時下成為本屆政府面臨的重要命題，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計理應(yīng)引起廣大暖通空調(diào)設(shè)計工程師重點的關(guān)注，面臨迫切的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種健康、舒適、綠色、環(huán)保、節(jié)能、高效的基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)及其使用方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:它包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度。
[0005]所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)。
[0006]所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端。
[0007]所述的空調(diào)冷熱源采用以空氣源熱泵空調(diào)技術(shù)、過渡季節(jié)冷卻塔免費供冷技術(shù)與大溫差水蓄冷技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的聯(lián)合體包括冷卻塔、高溫冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組、蓄冷消防水池、蓄冷/釋冷板換、免費供冷板換、管路閥門及設(shè)備、控制系統(tǒng)、分水器、集水器；
[0008]所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷水或熱水通過分水器、集水器分配至空調(diào)末端；
[0009]所述的冷卻塔通過管路分別連接高溫冷水機(jī)組的冷凝器、免費供冷板換的一次側(cè)；集水器與分水器之間通過第一個管路分別連接高溫冷水機(jī)組的蒸發(fā)器、免費供冷板換的二次側(cè)；集水器與分水器之間通過第二個管路分別連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組、蓄冷/釋冷板換的二次側(cè)；蓄冷消防水池通過管路連接蓄冷/釋冷板換的一次側(cè)；蓄冷/釋冷板換的二次側(cè)通過管路分別連接集水器與分水器、風(fēng)冷熱泵機(jī)組。
[0010]所述的空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，設(shè)置了與空調(diào)回風(fēng)管道并聯(lián)的直通室外風(fēng)口的全新風(fēng)管道，在回風(fēng)管與全新風(fēng)管道上分別設(shè)置電動閥門。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0012]本發(fā)明的整體設(shè)計理念為:
[0013]通過整合空調(diào)新型節(jié)能技術(shù)的優(yōu)點，提出空調(diào)冷熱源的新型復(fù)合型式及運行模式，大幅提高空調(diào)系統(tǒng)的綜合運行能效。利用風(fēng)冷熱泵制冷能效隨著室外干球溫度的降低而升高的特點，結(jié)合消防水池利用夜間低谷電價時段進(jìn)行蓄冷，削峰填谷平衡電網(wǎng)負(fù)荷、降低設(shè)備裝機(jī)功率，同時用戶可以享受電價優(yōu)惠政策，實現(xiàn)節(jié)電節(jié)能運行，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益；過渡季節(jié)采用冷卻塔制取冷凍水、利用室外低焓全新風(fēng)直接供冷兩種方式實現(xiàn)免費供冷，減少空調(diào)冷源開啟的時間。冷凍水系統(tǒng)變頻運行，可靈活應(yīng)對加班時段對空調(diào)供冷或供熱的需求。該系統(tǒng)可實現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)電、省運行費用的目的。
[0014]1.利用溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組控制室內(nèi)濕度，克服了冷凍除濕需要采用低溫冷水的缺點。系統(tǒng)供冷時，設(shè)置高溫冷水系統(tǒng)(供回水溫度14?19°C)，通過提高高溫冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度的方式，提高系統(tǒng)的能效。
[0015]2.結(jié)合風(fēng)冷熱泵制冷能效隨著室外干球溫度的降低而升高的特點。夏季蓄冷時利用夜間室外干球溫度較低的氣象條件降低風(fēng)冷熱泵機(jī)組冷凝溫度，提高系統(tǒng)的能效；冬季供熱時，風(fēng)冷熱泵機(jī)組從室外取熱，高效運行。達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0016]3.夏季在夜間用電低谷時期，結(jié)合消防水池進(jìn)行蓄冷。充分利用低谷優(yōu)惠電價時段進(jìn)行水蓄冷(蓄冷起止溫度18?5°C)，風(fēng)冷熱泵機(jī)組的制冷效率仍處于高效區(qū)，降低系統(tǒng)運行成本。
[0017]4.夏季白天蓄冷水池與高溫冷水機(jī)組聯(lián)合供冷，降低用電設(shè)備的裝機(jī)功率。以水池的釋冷量補(bǔ)充高溫冷水機(jī)組，保證高溫冷水機(jī)組在高效率區(qū)間運行。冬季風(fēng)冷熱泵機(jī)組切換為供熱模式，從室外取熱向室內(nèi)供熱。
[0018]5.過渡季節(jié)利用冷卻塔免費供冷，制取冷凍水，減少冷熱源開啟時間及運行能耗。
[0019]6.空調(diào)末端的空氣處理機(jī)組考慮在過渡季節(jié)利用室外低焓空氣為室內(nèi)去熱除濕，減少冷熱源開啟時間及運行能耗。
[0020]7.加班時段，高溫冷水機(jī)組停止運行，蓄冷水池供冷，空調(diào)水泵變頻運行，靈活應(yīng)對加班使用空間的低負(fù)荷需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖；
[0022]圖2基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)原理圖；
[0023]圖2a夏季夜間水蓄冷模式原理圖；
[0024]圖2b夏季白天聯(lián)合供冷模式原理圖；
[0025]圖2c冬季白天供熱模式原理圖；
[0026]圖2d過渡季節(jié)冷卻塔免費供冷模式原理圖；
[0027]圖3夏季設(shè)計日冷熱源聯(lián)合體運行策略曲線圖；
[0028]圖4夏季非設(shè)計日冷熱源聯(lián)合體運行策略曲線圖；[0029]圖5末端空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原理圖；
[0030]圖6中國銀行股份有限公司寧德分行總平面圖。
[0031]標(biāo)號說明
[0032]( I):冷卻塔、(2):高溫冷水機(jī)組、
[0033](3):風(fēng)冷熱泵機(jī)組、(4):蓄冷消防水池、
[0034]( 5):蓄冷/釋冷板換、(6):免費供冷板換、
[0035](7):管路閥門及設(shè)備、(8):控制系統(tǒng)、
[0036](9):分水器、(10):集水器。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加清楚完整，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0038]采用相互獨立的溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度。
[0039]所述的濕度控制系統(tǒng)是采用溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，通過控制處理后的新風(fēng)量及其含濕量達(dá)到控制室內(nèi)濕度的目的。
[0040]所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端。
[0041]所述的空調(diào)冷熱源采用顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體包括冷卻塔
1、高溫冷水機(jī)組2、風(fēng)冷熱泵機(jī)組3、蓄冷消防水池4、蓄冷/釋冷板換5、免費供冷板換6、管路閥門及設(shè)備7、控制系統(tǒng)8、分水器9、集水器10。所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷水或熱水通過分水器9、集水器10分配至空調(diào)末端。
[0042]所述的冷卻塔I通過管路分別連接高溫冷水機(jī)組2的冷凝器、免費供冷板換6的一次側(cè)；集水器10與分水器9之間通過第一個管路分別連接高溫冷水機(jī)組2的蒸發(fā)器、免費供冷板換6的二次側(cè)；集水器10與分水器9之間通過第二個管路分別連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組
3、蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)；蓄冷消防水池通過管路連接蓄冷/釋冷板換5的一次側(cè)；蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)通過管路分別連接集水器10與分水器9、風(fēng)冷熱泵機(jī)組3。
[0043]所述的管路閥門及設(shè)備7即包含上述(a)?(e)點中描述的水池蓄冷循環(huán)泵、水池循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、冷水變頻循環(huán)泵、冷卻水泵及管路上對應(yīng)的季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門。所述的控制系統(tǒng)8包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運行控制、冷卻塔的運行臺數(shù)控制、高溫冷水機(jī)組的運行臺數(shù)控制、風(fēng)冷熱泵機(jī)組的運行臺數(shù)控制等配套控制系統(tǒng)。
[0044]所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體的設(shè)備、管道及閥門具體連接方式如下:
[0045](a)所述的冷卻塔I設(shè)置冷卻水的供、回水管，冷卻水經(jīng)過冷卻水泵加壓，設(shè)兩路支管，分別連接至高溫冷水機(jī)組2的冷凝器、免費供冷板換6的一次側(cè)；在管路上分別設(shè)置季節(jié)切換閥門；
[0046](b)所述的集水器10中的回水經(jīng)冷水變頻循環(huán)泵加壓，設(shè)兩路支管，分別連接高溫冷水機(jī)組2的蒸發(fā)器、免費供冷板換6的二次側(cè)，接入分水器9 ;在管路上分別設(shè)置季節(jié)切換閥門；
[0047](c)所述的集水器10中的回水經(jīng)過冷熱水變頻循環(huán)泵加壓，設(shè)兩個支管，分別連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組3、蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)，接入分水器9 ;在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門；[0048](d)所述的蓄冷消防水池4設(shè)置一路供、回水管，經(jīng)過水池循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換5的一次側(cè)；
[0049](e)所述的蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)設(shè)置一路供回水管，設(shè)兩路支管，第一路:集水器10中的回水經(jīng)冷熱水變頻循環(huán)泵加壓連接蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)，接入分水器9 ;第二路:回水經(jīng)過水池蓄冷循環(huán)泵加壓，連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組3，連接蓄冷/釋冷板換5的二次側(cè)；在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門；
[0050]所述的空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，設(shè)置了與空調(diào)回風(fēng)管道并聯(lián)的直通室外風(fēng)口的全新風(fēng)管，在回風(fēng)管與全新風(fēng)管道上分別設(shè)置電動閥門。過渡季節(jié)通過風(fēng)管閥門的切換，利用室外低焓的空氣滿足室內(nèi)的熱舒適環(huán)境要求，減少冷熱源開啟的時間。
[0051]本發(fā)明的系統(tǒng)控制原理如下:
[0052]通過控制系統(tǒng)8控制各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉、水泵的啟停臺數(shù)及變頻運行、冷卻塔I的運行臺數(shù)、高溫冷水機(jī)組2的運行臺數(shù)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組3的運行臺數(shù)，可實現(xiàn)夏季夜間水蓄冷、夏季白天聯(lián)合供冷、冬季供熱及過渡季節(jié)冷卻塔免費供冷四種不同的運行模式。
[0053]具體控制方式如下:
[0054](a)夏季夜間(低谷電階段)為水蓄冷模式:
[0055]其組件運行情況如下:風(fēng)冷熱泵機(jī)組3、水池蓄冷循環(huán)泵、水池循環(huán)泵啟動、閥門Vl開啟，其他水泵及閥門關(guān)閉；
[0056](b)夏季白天為聯(lián)合供冷模式:
[0057]其組件運行情況如下:冷卻塔1、高溫冷水機(jī)組2、冷卻水泵、冷水變頻循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、水池循環(huán)泵開啟；閥門K1、閥門K3、閥門V2開啟；
[0058](c)冬季為供熱模式:
[0059]其組件運行情況如下:風(fēng)冷熱泵機(jī)組3、冷熱水變頻循環(huán)泵開啟；閥門V3開啟；其他水泵及閥門關(guān)閉；
[0060](d)過渡季節(jié)為冷卻塔免費供冷模式:
[0061]其組件運行情況如下:冷卻塔1、冷卻水泵、冷水變頻循環(huán)泵；閥門K2、閥門K4開啟；其他水泵及閥門關(guān)閉。
[0062]具體溫度設(shè)定如下:
[0063](a)夏季夜間(低谷電階段)為水蓄冷模式:風(fēng)冷熱泵機(jī)組3利用蓄冷消防水池4進(jìn)行水蓄冷，蓄冷消防水池4的冷水溫度范圍為5?18°C，5°C為蓄冷結(jié)束后的池水溫度，18°C為放冷結(jié)束后的池水溫度，水蓄冷的溫差為Λ t=13°C ;其中，水池蓄冷結(jié)束后的池水溫度可根據(jù)實際冷量需求作相應(yīng)調(diào)整；
[0064](b)夏季白天為聯(lián)合供冷模式:高溫冷水機(jī)組2與消防蓄冷水池4組成并聯(lián)的空調(diào)冷源，向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14°C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19°C ；
[0065](C)冬季為供熱模式:風(fēng)冷熱泵機(jī)組3切換為供熱模式，直接向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供43°的空調(diào)熱水，回水溫度為37°C ；
[0066](d)過渡季節(jié)為冷卻塔免費供冷模式:冷卻塔I為免費供冷板換6提供低于13°C的一次側(cè)冷水，二次側(cè)冷凍水系統(tǒng)向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14°C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19°C。[0067]冷熱源聯(lián)合體的設(shè)置要點
[0068]所述的四種運行模式之間的轉(zhuǎn)換，基本的原理是通過不同時間段的設(shè)備啟停，配合相關(guān)的閥門切換實現(xiàn)的。其中主要的切換閥門包括季節(jié)切換閥門及工況轉(zhuǎn)換閥門。通過季節(jié)切換閥門的啟閉實現(xiàn)冷卻水夏季進(jìn)入高溫冷水機(jī)組的冷凝器、過渡季節(jié)進(jìn)入免費供冷板換，通過工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉實現(xiàn)空調(diào)冷熱水在不同的模式下進(jìn)入不同的主要設(shè)備(高溫冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組、蓄冷消防水池、蓄冷/釋冷板換、免費供冷板換)。如圖2。
[0069]其中，閥門Kl?K4為季節(jié)切換閥門，閥門Vl?V3為工況轉(zhuǎn)換閥門。
[0070]相關(guān)的閥門啟閉狀態(tài)如下:
[0071](一)季節(jié)切換:
[0072]制冷季節(jié):打開閥門ΚΙ, K3;關(guān)閉閥門K2, K4 ；
[0073]過渡季節(jié):關(guān)閉閥門ΚΙ, K3;打開閥門K2, K4 ；
[0074]供熱季節(jié):關(guān)閉閥門Kl?K4。
[0075](二)工況轉(zhuǎn)換:
[0076]夏季夜間水蓄冷:打開閥門VI，關(guān)閉閥門V2、V3 ；
[0077]夏季白天聯(lián)合供冷:打開閥門V2，關(guān)閉閥門V1、V3 ；
[0078]冬季白天供熱:打開閥門V3，關(guān)閉閥門VI，V2。
[0079]以上兩組閥門共同切換，配合高溫冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組、相應(yīng)的功能水泵等設(shè)備的運行即可實現(xiàn)上述四種運行模式，如圖2a、2b、2c、2d所示。
[0080](注:針對不同的冷水機(jī)組、熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器、冷凝器回程數(shù)及機(jī)房條件，閥門數(shù)量將有所變動。)
[0081]冷熱源聯(lián)合體的運行策略
[0082](一)冬季供熱時，風(fēng)冷熱泵機(jī)組按熱泵供熱模式運行，同時開啟相應(yīng)管路上的閥門、水泵等設(shè)備即可實現(xiàn)向建筑供熱。
[0083](二)夏季供冷時，系統(tǒng)夜間水蓄冷、白天聯(lián)合供冷。利用低谷優(yōu)惠電價政策，同時可實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，降低設(shè)備的裝機(jī)功率。
[0084](a)設(shè)計日工況的運行策略如圖3。在夜間優(yōu)惠電價時段，風(fēng)冷熱泵機(jī)組結(jié)合蓄冷消防水池進(jìn)行水蓄冷；白天空調(diào)時段，高溫冷水機(jī)組100%能力運行，水池釋冷輔助供冷。
[0085](b)非設(shè)計日工況(即夏季空調(diào)負(fù)荷低于設(shè)計日工況時)的運行策略如圖4。在夜間優(yōu)惠電價時段，風(fēng)冷熱泵機(jī)組結(jié)合蓄冷消防水池進(jìn)行水蓄冷；白天空調(diào)時段，水池釋冷輔助供冷，同時系統(tǒng)控制高溫冷水機(jī)組處于高能效區(qū)間(負(fù)荷率50%?100%)運行。
[0086](C)加班時段(夜間蓄冷、白天空調(diào)時段外的時間段)，高溫冷水機(jī)組停止運行，水池釋冷，冷水變頻循環(huán)泵變頻運行，向局部加班區(qū)域供應(yīng)空調(diào)冷凍水。
[0087](三)過渡季節(jié)室外濕球溫度較低時，冷卻塔為免費供冷板換提供低于13°C的一次側(cè)冷水，二次側(cè)冷凍水系統(tǒng)向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14°C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19°C，減少冷熱源開啟時間及運行能耗。
[0088]過渡季節(jié)全新風(fēng)供冷的設(shè)置要點
[0089]基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，末端主要采用干式空氣處理機(jī)組，新風(fēng)接自熱泵式溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組，共設(shè)切換風(fēng)閥三個，分別位于全新風(fēng)管、空調(diào)回風(fēng)管、熱泵式溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)新風(fēng)管上，依次簡稱FV1、FV2、FV3，如圖5。[0090]冬季供熱及夏季供冷時，打開FV2、FV3，關(guān)閉FVl ;過渡季節(jié)反之。即可實現(xiàn)在過渡季節(jié)利用室外低焓空氣供冷的目的。
[0091]實施例:
[0092]工程概況:在寧德某分行一辦公樓實施的節(jié)能效益分析
[0093]該辦公大樓建筑面積約19，102m2，地下一層，地上十五層。項目總平面圖見圖6。
[0094]工程所在地的氣候條件:
[0095](I)該工程建設(shè)地點臨近福州市區(qū)，空調(diào)計算參數(shù)按福州地區(qū)選取。其中，夏季空調(diào)室外計算干球溫度35.9°C，濕球溫度28.(TC ;冬季空調(diào)計算溫度10.9°C，相對濕度74%。
[0096](2)根據(jù)中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，夏季夜間水蓄冷時段(22:00?7:00)最高干球溫度為29.8V。
[0097]空調(diào)系統(tǒng)方案:該辦公大樓的空調(diào)方案采用基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
[0098](一)利用溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，通過控制處理后的新風(fēng)量及其含濕量達(dá)到控制室內(nèi)濕度的目的。
[0099](二)溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端。
[0100]空調(diào)冷熱源采用顯熱冷熱源聯(lián)合體的形式，設(shè)備及相關(guān)管道、閥門設(shè)置同圖2，配置如下:
[0101](I)冷卻塔:
[0102]采用開式超低噪音玻璃鋼冷卻塔，單臺額定水量110m3/h，共2臺；
[0103](2)高溫冷水機(jī)組:
[0104]采用高溫冷水機(jī)組，單臺容量為llOOkw，共I臺；
[0105](3)風(fēng)冷熱泵機(jī)組:
[0106]采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組，單臺容量為600kw，共I臺；
[0107](4)蓄冷消防水池:水量為450T ；
[0108](5)蓄冷/釋冷板換:額定換熱量350kw，共2臺；
[0109](6)免費供冷板換:額定換熱量450kw，共2臺；
[0110](7)管路閥門及設(shè)備:
[0111]季節(jié)切換閥門:K1?K4，共4個；
[0112]冷水變頻循環(huán)泵:單臺流量105m3/h,揚程30m,共3臺；
[0113]冷熱水變頻循環(huán)泵:單臺流量115m3/h,揚程30m,共2臺；
[0114]水池蓄冷循環(huán)泵:單臺流量55m3/h,揚程15m,共2臺；
[0115]水池釋冷循環(huán)泵:單臺流量115m3/h,揚程15m,共2臺；
[0116]冷卻水泵:單臺流量110m3/h，揚程24m，共2臺；
[0117]管路上對應(yīng)的工況轉(zhuǎn)換閥門:V1?V3，共3個。
[0118](7)控制系統(tǒng):
[0119]包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運行控制、高溫冷水機(jī)組的運行臺數(shù)控制、風(fēng)冷熱泵機(jī)組的運行臺數(shù)控制等配套控制系統(tǒng)。
[0120]空調(diào)末端主要采用組合式空氣處理機(jī)組，開敞辦公區(qū)采用了過渡季節(jié)全新風(fēng)供冷技術(shù)，電動閥門的設(shè)置同圖5。[0121]該辦公大樓的節(jié)能效益分析
[0122]本館空調(diào)系統(tǒng)方案采用基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。該方案包含的三項最核心的節(jié)能技術(shù)如下:
[0123](I)、溫濕度獨立控制系統(tǒng)，分別解決室內(nèi)的余熱、余濕問題，確保了高溫冷源和大溫差消防水池蓄冷的可行性，同時結(jié)合熱回收技術(shù)，提高系統(tǒng)的能效、提高能源利用效率；
[0124](2)、風(fēng)冷熱泵空調(diào)利用，夏季夜間水蓄冷時利用夜間室外干球溫度較低的氣象條件降低風(fēng)冷熱泵機(jī)組冷凝溫度，提高系統(tǒng)的能效；冬季供熱時，風(fēng)冷熱泵機(jī)組從室外取熱，高效運行。從而達(dá)到節(jié)能減排的目的；
[0125](3)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組聯(lián)合消防水池進(jìn)行大溫差蓄冷，利用消防水池夜間蓄冷，達(dá)到削峰填谷、均衡電網(wǎng)的目的，同時享受低谷電價，節(jié)省運行費用；不同于冰蓄冷系統(tǒng)，水蓄冷系統(tǒng)的能效可保證持續(xù)的高效；大溫差水蓄冷保證同等體積的消防水池可以提供2.6倍以上的蓄冷量；釋冷時，高溫冷水機(jī)組與大溫差蓄冷水池兩者通過合理的控制模式，保證高溫冷水機(jī)組總是處于節(jié)能高效區(qū)域運轉(zhuǎn)，大幅度提高機(jī)組及系統(tǒng)的能效比。
[0126]可以測算，本項目空調(diào)系統(tǒng)EER值可以達(dá)到4.5以上，全年空調(diào)系統(tǒng)運營電費節(jié)省可以達(dá)到60萬Kwh以上，每年可減少600噸CO2排放量，年節(jié)約一次能源標(biāo)準(zhǔn)煤210噸，可節(jié)約運行費用48萬元(每度電按0.8元計算，未計算夜間低谷電價帶來的優(yōu)惠)，具有良好的社會和環(huán)境效益。
【權(quán)利要求】
1.一種基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:它包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度； 所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)； 所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端； 所述的空調(diào)冷熱源采用顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體包括冷卻塔(I)、高溫冷水機(jī)組(2)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)、蓄冷消防水池(4)、蓄冷/釋冷板換(5)、免費供冷板換(6)、管路閥門及設(shè)備(7)、控制系統(tǒng)(8)、分水器(9)、集水器(10);空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，并在空氣處理機(jī)組的管道上設(shè)置電動閥門； 所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷水或熱水通過分水器(9)、集水器(10)分配至空調(diào)末端； 所述的冷卻塔(I)通過管路分別連接高溫冷水機(jī)組(2 )的冷凝器、免費供冷板換(6 )的一次側(cè)；集水器(10)與分水器(9)之間通過管路分別連接高溫冷水機(jī)組(2)的蒸發(fā)器、免費供冷板換(6)的二次側(cè)；集水器(10)與分水器(9)之間通過管路分別連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)、蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)；蓄冷消防水池通過管路連接蓄冷/釋冷板換(5)的一次側(cè)；蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)通過管路分別連接集水器(10)與分水器(9)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的管路閥門及設(shè)備(7)包括水池蓄冷循環(huán)泵、水池循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、冷水變頻循環(huán)泵、冷卻水泵及管路上對應(yīng)的季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門；所述的控制系統(tǒng)(8)包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運行控制、冷卻塔的運行臺數(shù)控制、高溫冷水機(jī)組的運行臺數(shù)控制、風(fēng)冷熱泵機(jī)組的運行臺數(shù)控制配套控制系統(tǒng)； 所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體的設(shè)備、管道及閥門具體連接方式如下: (a)所述的冷卻塔(I)設(shè)置冷卻水的供、回水管，冷卻水經(jīng)過冷卻水泵加壓，設(shè)兩路支管，分別連接至高溫冷水機(jī)組(2)的冷凝器、免費供冷板換(6)的一次側(cè)；在管路上分別設(shè)置季節(jié)切換閥門； (b)所述的集水器(10)中的回水經(jīng)冷水變頻循環(huán)泵加壓，設(shè)兩路支管，分別連接高溫冷水機(jī)組(2)的蒸發(fā)器、免費供冷板換(6)的二次側(cè)，接入分水器(9);在管路上分別設(shè)置季節(jié)切換閥門； (c)所述的集水器(10)中的回水經(jīng)過冷熱水變頻循環(huán)泵加壓，設(shè)兩個支管，分別連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)、蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)，接入分水器(9);在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門； (d)所述的蓄冷消防水池(4)設(shè)置一路供、回水管，經(jīng)過水池循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換(5)的一次側(cè)； (e)所述的蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)設(shè)置一路供回水管，設(shè)兩路支管，第一路:集水器(10)中的回水經(jīng)冷熱水變頻循環(huán)泵加壓連接蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)，接入分水器(9);第二路:回水經(jīng)過水池蓄冷循環(huán)泵加壓，連接風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)，連接蓄冷/釋冷板換(5)的二次側(cè)；在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，設(shè)置了與空調(diào)回風(fēng)管道并聯(lián)的直通室外風(fēng)口的全新風(fēng)管，在回風(fēng)管與全新風(fēng)管道上分別設(shè)置電動閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述系統(tǒng)的使用方法，其特征在于: 它通過控制系統(tǒng)(8)控制各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉、水泵的啟停臺數(shù)及變頻運行、冷卻塔(I)的運行臺數(shù)、高溫冷水機(jī)組(2)的運行臺數(shù)、風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)的運行臺數(shù)，可實現(xiàn)夏季夜間水蓄冷、夏季白天聯(lián)合供冷、冬季供熱及過渡季節(jié)冷卻塔免費供冷四種不同的運行模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 具體控制方式如下: Ca)夏季夜間(低谷電階段)為水蓄冷模式: 其組件運行情況如下:風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)、水池蓄冷循環(huán)泵、水池循環(huán)泵啟動、閥門Vl開啟，其他水泵及閥門關(guān)閉； (b)夏季白天為聯(lián)合供冷模式: 其組件運行情況如下:冷卻塔(I)、高溫冷水機(jī)組(2)、冷卻水泵、冷水變頻循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、水池循環(huán) 泵開啟；閥門K1、閥門K3、閥門V2開啟； (c)冬季為供熱模式: 其組件運行情況如下:風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)、冷熱水變頻循環(huán)泵開啟；閥門V3開啟；其他水泵及閥門關(guān)閉； Cd)過渡季節(jié)為冷卻塔免費供冷模式: 其組件運行情況如下:冷卻塔(I)、冷卻水泵、冷水變頻循環(huán)泵；閥門K2、閥門K4開啟；其他水泵及閥門關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于溫濕度獨立控制的常規(guī)復(fù)合冷熱源耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 具體溫度設(shè)定如下: Ca)夏季夜間(低谷電階段)為水蓄冷模式:風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)利用蓄冷消防水池(4)進(jìn)行水蓄冷，蓄冷消防水池(4)的冷水溫度范圍為5?18°C，5°C為蓄冷結(jié)束后的池水溫度，18°C為放冷結(jié)束后的池水溫度，水蓄冷的溫差為Λ t=13°C ;其中，水池蓄冷結(jié)束后的池水溫度可根據(jù)實際冷量需求作相應(yīng)調(diào)整； (b)夏季白天為聯(lián)合供冷模式:高溫冷水機(jī)組(2)與消防蓄冷水池(4)組成并聯(lián)的空調(diào)冷源，向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14°C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19°C ； (c)冬季為供熱模式:風(fēng)冷熱泵機(jī)組(3)切換為供熱模式,直接向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供43°的空調(diào)熱水，回水溫度為37°C ； (d)過渡季節(jié)為冷卻塔免費供冷模式:冷卻塔(I)為免費供冷板換(6)提供低于13°C的一次側(cè)冷水，二次側(cè)冷凍水系統(tǒng)向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14°C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19°C。
【文檔編號】F24F11/02GK103438545SQ201310404084
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】肖劍仁, 陳震宇, 郭筱瑩, 黃華榮 申請人:肖劍仁, 福建省建筑設(shè)計研究院