本發(fā)明涉及暖通空調(diào)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化設(shè)

計(jì)的雙冷源集成冷站系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

長期以來，中央空調(diào)分為幾種方式，一種是不需要冷卻水系統(tǒng)的風(fēng)冷式冷水機(jī)組，一般如果采用這種方式，中央空調(diào)設(shè)備只包括制冷設(shè)備與冷量輸送設(shè)備，而且可放置于屋頂，無需占用太多的建筑面積作為空調(diào)機(jī)房，但是這種方式的制冷效率較低；另一種是需要冷卻水系統(tǒng)的水冷式冷水機(jī)組，如果采用這種方式，中央空調(diào)由制冷設(shè)備、散熱設(shè)備、冷量輸送設(shè)備組成，這種制冷方式效率普遍優(yōu)于第一種方式，但需要設(shè)計(jì)預(yù)留很大一塊室內(nèi)面積用于放置制冷設(shè)備與冷量輸送設(shè)備。雖然兩種制冷方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是兩種方式均有兩個(gè)問題：1需要設(shè)置一套群控系統(tǒng)對(duì)其冷源設(shè)備進(jìn)行能源管理和智能化控制，而且一般情況冷源設(shè)備供應(yīng)商并不針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目提供完整的群控系統(tǒng)，而且設(shè)計(jì)和工程施工往往存在脫節(jié)，施工質(zhì)量往往無法達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，也無法對(duì)過程進(jìn)行把控。2空調(diào)建設(shè)初期需將所有后期冷源都要一并設(shè)計(jì)，系統(tǒng)龐大，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，并且需要將所有相關(guān)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一采購，可能只用到一套設(shè)備，卻需要采購4套或者更多，初期投資大，所有設(shè)備均需要一并安裝，安裝周期長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模塊化設(shè)計(jì)的雙冷源集成冷站系統(tǒng)，該模塊化設(shè)計(jì)的雙冷源集成冷站系統(tǒng)通過將空調(diào)冷源一、空調(diào)冷源二設(shè)計(jì)為模塊化的集裝箱式的裝置。將整個(gè)系統(tǒng)模塊化，這樣使空調(diào)建設(shè)初期縮小系統(tǒng)范圍，設(shè)計(jì)簡單，安裝方便；本系統(tǒng)通過對(duì)在室外不同的氣候條件，選擇不同的供冷冷源，根據(jù)室外氣候條件自動(dòng)選擇空調(diào)冷源一或空調(diào)冷源二提供冷源；無人值守控制裝置內(nèi)設(shè)置有人機(jī)接口、控制器、變頻器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷源站的各種環(huán)境、空調(diào)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種模塊化設(shè)計(jì)的雙冷源集成冷站系統(tǒng)；包括模塊一和模塊二，模塊一中設(shè)置有制冷裝置A和散熱裝置一，模塊二中設(shè)置有輸送裝置A、散熱裝置二、制冷裝置B和輸送裝置B；冷水回水管路通過輸送裝置B與制冷裝置B中的制冷主機(jī)的蒸發(fā)器進(jìn)水端連接，冷水回水管路還通過輸送裝置A與制冷裝置A中閉式冷卻塔的盤管的進(jìn)水端連接；閉式冷卻塔的盤管的出水端和制冷主機(jī)的蒸發(fā)器出水端均與冷水供水管路連接；

制冷主機(jī)的冷凝器的進(jìn)水端與散熱裝置二的出水端連接，散熱裝置二的進(jìn)水端通過管路與閉式冷卻塔的底部連接；制冷主機(jī)的冷凝器的出水端還通過管路與閉式冷卻塔內(nèi)的噴淋裝置連接；閉式冷卻塔的底部還通過管路與散熱裝置一的進(jìn)水端連接，散熱裝置一的出水端與閉式冷卻塔內(nèi)的噴淋裝置連接。

所述模塊一和/或模塊二設(shè)計(jì)成集裝箱式。

所述散熱裝置一中噴淋水泵出水端的管路上設(shè)置有用于檢測(cè)噴淋水泵運(yùn)行情況的噴淋水靶流開關(guān)。

所述冷水供水管路和冷水回水管路上還分別設(shè)置有冷水供水溫度傳感器和冷水回水溫度傳感器。

所述冷水回水管路上還設(shè)置有冷水流量計(jì)。

所述制冷主機(jī)的蒸發(fā)器的出水端還設(shè)置有用于檢測(cè)冷凍水泵運(yùn)行情況的主機(jī)冷水靶流開關(guān)。

所述制冷主機(jī)的冷凝器的出水端與閉式冷卻塔內(nèi)的噴淋裝置相連接的管路上還設(shè)置有主機(jī)冷卻水靶流開關(guān)和主機(jī)冷卻水出口溫度傳感器。

所述閉式冷卻塔的底部與散熱裝置一的進(jìn)水端連接的管路上還設(shè)置有主機(jī)冷卻水入口溫度傳感器。

本發(fā)明的有益效果在于：整個(gè)冷源系統(tǒng)模塊化，便于運(yùn)輸、安裝以及冷站的快速建設(shè)。此發(fā)明將整個(gè)冷源系統(tǒng)分為兩個(gè)模塊，盡可能的縮小使用面積，使其空間利用率達(dá)到最大，傳統(tǒng)的冷源站不僅占地面積大，在設(shè)計(jì)前期、中期以及后期都需花費(fèi)大量的人力、物力，大大增加了其安裝周期，本發(fā)明兩個(gè)模塊便于拆分運(yùn)輸、現(xiàn)場整合，且可室外安裝，占地面積小，大大降低其生產(chǎn)安裝周期及節(jié)省室內(nèi)建筑面積；雙冷源供冷，充分利用自然環(huán)境條件，提高冷源的能效；閉式冷卻塔可作空調(diào)冷源一的制冷裝置，也可以作為空調(diào)冷源二的散熱裝置，在選擇不同冷源運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換閉式冷卻塔的調(diào)節(jié)參量及調(diào)節(jié)目標(biāo)以滿足不同的運(yùn)行需求，不僅提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，也增加了設(shè)備利用率；在整個(gè)過程中，自動(dòng)進(jìn)行，無需人員值守；寬溫冷水出口溫度，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求，從7℃至22℃之間任意設(shè)置出口溫度，而且能夠穩(wěn)定控制，這樣設(shè)計(jì)有利于提高主機(jī)的使用范圍，并且在不同的出口溫度下都能保證更高的系統(tǒng)能效比。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的管路連接示意圖；

圖中：1-制冷裝置A，11-閉式冷卻塔，2-散熱裝置一，21-噴淋水泵，22-止回閥A，23-Y型過濾器A，3-輸送裝置A，31-閉式塔塔循環(huán)水泵，32-止回閥B，33-Y型過濾器B，4-散熱裝置二，41-冷卻水泵，42-Y型過濾器C，43-止回閥C，5-制冷裝置B，51-制冷主機(jī)，6-輸送裝置B，61-冷凍水泵，62-止回閥D，63-Y型過濾器D，7-檢測(cè)組件，71-冷水回水溫度傳感器，72-噴淋水靶流開關(guān)，73-主機(jī)冷卻水入口溫度傳感器，74-主機(jī)冷卻水出口溫度傳感器，75-主機(jī)冷卻水靶流開關(guān)，76-主機(jī)冷水靶流開關(guān)，77-冷水供水溫度傳感器，78-冷水流量計(jì)。

具體實(shí)施方式

下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

如圖1所示的一種模塊化設(shè)計(jì)的雙冷源集成冷站系統(tǒng)；包括模塊一和模塊二，模塊一中設(shè)置有制冷裝置A1和散熱裝置一2，模塊二中設(shè)置有輸送裝置A3、散熱裝置二4、制冷裝置B5和輸送裝置B6；冷水回水管路通過輸送裝置B6與制冷裝置B5中的制冷主機(jī)51的蒸發(fā)器進(jìn)水端連接，冷水回水管路還通過輸送裝置A3與制冷裝置A1中閉式冷卻塔11的盤管的進(jìn)水端連接；閉式冷卻塔11的盤管的出水端和制冷主機(jī)51的蒸發(fā)器出水端均與冷水供水管路連接；制冷主機(jī)51的冷凝器的進(jìn)水端與散熱裝置二4的出水端連接，散熱裝置二4的進(jìn)水端通過管路與閉式冷卻塔11的底部連接；制冷主機(jī)51的冷凝器的出水端還通過管路與閉式冷卻塔11內(nèi)的噴淋裝置連接；閉式冷卻塔11的底部還通過管路與散熱裝置一2的進(jìn)水端連接，散熱裝置一2的出水端與閉式冷卻塔11內(nèi)的噴淋裝置連接。

空調(diào)冷源一由制冷裝置A1、散熱裝置一2、輸送裝置A3及管路等構(gòu)成，制冷裝置A1為閉式冷卻塔11；散熱裝置一2由噴淋水泵21、止回閥22、Y型過濾器23等組成；輸送裝置A3由閉式塔循環(huán)水泵31、止回閥B32、Y型過濾器B33等組成；在室外條件較好的季節(jié)，冷水回水經(jīng)過Y型過濾器B33過濾及閉式塔循環(huán)水泵31加壓以后輸送至閉式冷卻塔11內(nèi)的盤管，閉式冷卻塔11內(nèi)的噴淋水經(jīng)過塔風(fēng)機(jī)降溫，通過Y型過濾器23過濾及噴淋水泵21加壓輸送到閉式冷卻塔11對(duì)其盤管內(nèi)的冷水回水進(jìn)行噴淋降溫，降溫后的冷水回水成為新的冷水供水給機(jī)房系統(tǒng)供冷，空調(diào)冷源一充分利用外界環(huán)境條件，降低整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

制冷裝置1同時(shí)當(dāng)作空調(diào)冷源二的散熱裝置；空調(diào)冷源二由散熱裝置二4、制冷裝置B5、輸送裝置B6及管路等構(gòu)成；散熱裝置二4由冷卻水泵41、止回閥C42、Y型過濾器C43等構(gòu)成；制冷裝置B5為制冷主機(jī)51；輸送裝置B6由冷凍水泵61、止回閥D62、Y型過濾器D63等構(gòu)成。當(dāng)室外氣候條件較差，用空調(diào)冷源一的功耗將會(huì)大于用空調(diào)冷源二的功耗時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)使用空調(diào)冷源二制冷，與常規(guī)的中央空調(diào)系統(tǒng)冷源站結(jié)構(gòu)一致，系統(tǒng)通過制冷主機(jī)51制冷，通過閉式冷卻塔11散熱；不過本系統(tǒng)通過制冷主機(jī)51設(shè)定制冷出水溫度，提高其出水溫度，降低能耗，控制器通過通訊接口利用變頻器控制冷凍水泵61的運(yùn)行頻率，使其冷量滿足機(jī)房冷量的需求。

所述模塊一和/或模塊二設(shè)計(jì)成集裝箱式。

所述散熱裝置一2中噴淋水泵21出水端的管路上設(shè)置有用于檢測(cè)噴淋水泵21運(yùn)行情況的噴淋水靶流開關(guān)72。所述冷水供水管路和冷水回水管路上還分別設(shè)置有冷水供水溫度傳感器77和冷水回水溫度傳感器71。所述冷水回水管路上還設(shè)置有冷水流量計(jì)78。所述制冷主機(jī)51的蒸發(fā)器的出水端還設(shè)置有用于檢測(cè)冷凍水泵61運(yùn)行情況的主機(jī)冷水靶流開關(guān)76。所述制冷主機(jī)51的冷凝器的出水端與閉式冷卻塔11內(nèi)的噴淋裝置相連接的管路上還設(shè)置有主機(jī)冷卻水靶流開關(guān)75和主機(jī)冷卻水出口溫度傳感器74。所述閉式冷卻塔11的底部與散熱裝置一2的進(jìn)水端連接的管路上還設(shè)置有主機(jī)冷卻水入口溫度傳感器73。

本發(fā)明在實(shí)際工作時(shí)，由無人值守控制裝置控制，無人值守控制裝置由5個(gè)變頻器和控制器等構(gòu)成。其中有一個(gè)變頻器控制閉式冷卻塔11中塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，一個(gè)變頻器控制閉式塔循環(huán)水泵31的運(yùn)行頻率，一個(gè)變頻器控制噴淋水泵21的運(yùn)行頻率，一個(gè)變頻器控制冷凍水泵61的運(yùn)行頻率，一個(gè)變頻器控制冷卻水泵41的運(yùn)行頻率。

由于空調(diào)冷源一啟動(dòng)較快，能快速提供冷源的原因，冷站系統(tǒng)啟動(dòng)，首先啟動(dòng)空調(diào)冷源一，無人值守控制裝置的控制器通過安裝在室外的環(huán)境溫濕度傳感器檢測(cè)室外氣候條件，在控制器中手動(dòng)確定一個(gè)氣候條件參數(shù)，由控制器確定空調(diào)冷源一或空調(diào)冷源二投入運(yùn)行，在空調(diào)冷源二啟動(dòng)前，空調(diào)冷源一仍可持續(xù)提供冷源，確保供冷的持續(xù)性。

在空調(diào)冷源一投入運(yùn)行時(shí)，控制器通過冷水供水溫度傳感器77、冷水回水溫度傳感器79檢測(cè)冷水供回水溫差變化，并由其內(nèi)部的節(jié)能控制軟件進(jìn)行計(jì)算，通過變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整閉式塔循環(huán)水泵31的運(yùn)行頻率；控制器通過冷水供水溫度傳感器77檢測(cè)冷水供水溫度，并由其內(nèi)部的節(jié)能控制軟件進(jìn)行計(jì)算，通過變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整閉式冷卻塔11中的塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率；噴淋水泵21的運(yùn)行頻率與閉式冷卻塔11中的塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率進(jìn)行比例控制，通過變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整噴淋水泵21的運(yùn)行頻率。

在空調(diào)冷源二投入運(yùn)行時(shí)，控制器通過冷水供水溫度傳感器77、冷水回水溫度傳感器79檢測(cè)冷水供回水溫差變化，并由其內(nèi)部的節(jié)能控制軟件進(jìn)行計(jì)算，通過變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整冷凍水泵61的運(yùn)行頻率；控制器通過主機(jī)冷卻水出口溫度傳感器74檢測(cè)冷卻水出水溫度，并由其內(nèi)部的節(jié)能控制軟件進(jìn)行計(jì)算，通過變頻器714動(dòng)態(tài)調(diào)整冷卻水泵41的運(yùn)行頻率；控制器通過主機(jī)冷卻水入口溫度傳感器73檢測(cè)冷卻水入水溫度，并由其內(nèi)部的節(jié)能控制軟件進(jìn)行計(jì)算，通過變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整閉式冷卻塔11中的塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率。在控制水泵及塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率時(shí)，在滿足機(jī)房冷量需求的情況下，盡可能的降低其運(yùn)行頻率，從而降低空調(diào)冷源能耗。

控制器通過主機(jī)冷凍水靶流開關(guān)76檢測(cè)冷凍水泵61的運(yùn)行情況；控制器715通過主機(jī)冷卻水靶流開關(guān)75檢測(cè)冷卻水泵61的運(yùn)行情況；制器715通過噴淋水靶流開關(guān)72檢測(cè)噴淋水泵21的運(yùn)行情況；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷站系統(tǒng)中冷源的運(yùn)行情況，確保系統(tǒng)的高可靠性?？刂破魍ㄟ^變頻器工作溫度傳感器檢測(cè)變頻器工作環(huán)境溫度，以此來控制排熱裝置中排熱風(fēng)扇的運(yùn)行頻率，以此來確保變頻器工作環(huán)境溫度的適宜。

本發(fā)明的模塊化雙冷源集成冷站系統(tǒng)通過將空調(diào)冷源一、空調(diào)冷源二設(shè)計(jì)為模塊化的集裝箱式的裝置，并將無人值守控制裝置設(shè)置在模塊二中，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷站系統(tǒng)的控制。將整個(gè)系統(tǒng)模塊化，這樣使空調(diào)建設(shè)初期縮小系統(tǒng)范圍，設(shè)計(jì)簡單，安裝方便；本系統(tǒng)通過對(duì)在室外不同的氣候條件，選擇不同的供冷冷源，根據(jù)不同地區(qū)溫濕度的不同選擇的條件不同，在室外氣象環(huán)境條件較差時(shí)，例如夏季，冷源由空調(diào)冷源二提供；在室外氣象環(huán)境條件較好時(shí)，例如冬季，冷源由空調(diào)冷源一提供；通過設(shè)置無人值守控制裝置，根據(jù)室外氣候條件自動(dòng)選擇空調(diào)冷源一或空調(diào)冷源二提供冷源；無人值守控制裝置內(nèi)設(shè)置有人機(jī)接口、控制器、變頻器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷源站的各種環(huán)境、空調(diào)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，這里環(huán)境參數(shù)主要為室外溫濕度；空調(diào)參數(shù)包括空調(diào)冷源一的供回水溫度/循環(huán)泵運(yùn)行頻率、空調(diào)冷源二的供回水溫度/冷卻水泵運(yùn)行頻率/冷凍水泵運(yùn)行頻率/噴淋泵運(yùn)行頻率/噴淋水溫度/冷卻水出水溫度/主機(jī)冷水靶流開關(guān)/主機(jī)冷卻水靶流開關(guān)、兩冷源都有的冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率/冷水供水流量、冷源站內(nèi)的排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率。

本發(fā)明的第一個(gè)特點(diǎn)是整個(gè)冷源系統(tǒng)模塊化，便于運(yùn)輸、安裝以及冷站的快速建設(shè)。此發(fā)明將整個(gè)冷源系統(tǒng)分為兩個(gè)模塊，盡可能的縮小使用面積，使其空間利用率達(dá)到最大，傳統(tǒng)的冷源站不僅占地面積大，在設(shè)計(jì)前期、中期以及后期都需花費(fèi)大量的人力、物力，大大增加了其安裝周期，本發(fā)明兩個(gè)模塊便于拆分運(yùn)輸、現(xiàn)場整合，且可室外安裝，占地面積小，大大降低其生產(chǎn)安裝周期及節(jié)省室內(nèi)建筑面積。

本發(fā)明的第二個(gè)特點(diǎn)是此冷站系統(tǒng)為雙冷源供冷，且根據(jù)室外環(huán)境參數(shù)的改變自動(dòng)選擇空調(diào)冷源一或空調(diào)冷源二提供冷源。不同地區(qū)的氣候條件是有差異的，所以不同地區(qū)有不同的氣象條件界點(diǎn)，以此來確定用空調(diào)冷源一或空調(diào)冷源二投入運(yùn)行，在環(huán)境條件較好的季節(jié)，充分利用自然環(huán)境條件，提高冷源的能效。

本發(fā)明的第三個(gè)特點(diǎn)是一塔雙用，閉式冷卻塔可作空調(diào)冷源一的制冷裝置，也可以作為空調(diào)冷源二的散熱裝置。在選擇不同冷源運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換閉式冷卻塔的調(diào)節(jié)參量及調(diào)節(jié)目標(biāo)以滿足不同的運(yùn)行需求。此發(fā)明將閉式塔的噴淋部分設(shè)計(jì)為三通，一端接空調(diào)冷源一的散熱裝置，另一端接空調(diào)冷源二的散熱裝置。當(dāng)空調(diào)冷源一運(yùn)行時(shí)，噴淋系統(tǒng)作為空調(diào)冷源一的蒸發(fā)散熱噴淋水，給閉式冷卻塔盤管內(nèi)的循環(huán)水降溫；當(dāng)空調(diào)冷源二運(yùn)行時(shí)，噴淋系統(tǒng)作為空調(diào)冷源二的制冷裝置冷卻散熱裝置，為空調(diào)冷源二降溫。如此設(shè)計(jì)，不僅提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，也增加了設(shè)備利用率。

本發(fā)明的第四個(gè)特點(diǎn)是無人值守系統(tǒng)。無人值守控制裝置內(nèi)設(shè)置有控制器、變頻器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)冷站系統(tǒng)的全面監(jiān)控，使其能在開機(jī)后能自動(dòng)切換冷源、自動(dòng)運(yùn)行、無人值守?？刂破魍ㄟ^與各個(gè)點(diǎn)的溫濕度傳感器相通訊，采集各個(gè)點(diǎn)的溫濕度參數(shù)；通過設(shè)定冷水的供水溫度，運(yùn)用變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整冷凍水泵和循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率；通過設(shè)定冷卻塔出水溫度，運(yùn)用變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率；通過設(shè)定冷卻水出水溫度，運(yùn)用變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整冷卻水泵的運(yùn)行頻率；噴淋水泵通過與塔風(fēng)機(jī)比例控制，運(yùn)用變頻器動(dòng)態(tài)調(diào)整噴淋水泵的運(yùn)行頻率。運(yùn)行過程中，通過控制器采集室外環(huán)境氣象條件，在環(huán)境氣象條件較好，達(dá)到使用空調(diào)冷源一時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換為空調(diào)冷源一；在環(huán)境氣象條件較差，使用空調(diào)冷源一滿足不了機(jī)房需求冷量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換為空調(diào)冷源二；在整個(gè)過程中，自動(dòng)進(jìn)行，無需人員值守。

本發(fā)明的第五個(gè)特點(diǎn)是寬溫冷水出口溫度，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求，從5℃至22℃之間任意設(shè)置出口溫度，而且能夠穩(wěn)定控制。這樣設(shè)計(jì)有利于提高主機(jī)的使用范圍，并且在不同的出口溫度下都能保證更高的系統(tǒng)能效比。