本實用新型涉及中央空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有冷凍水低溫保護(hù)裝置的中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代建筑的能耗中，約有一半以上用于空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)在營造舒適宜人的工作、生活小環(huán)境的同時，消耗了大量的能源，污染了環(huán)境。中央空調(diào)系統(tǒng)水系統(tǒng)的設(shè)計，是依照最大冷負(fù)荷，管網(wǎng)的最長環(huán)路，最大阻力再乘以一定的安全系數(shù)，并按固定的循環(huán)水溫度差作出的，循環(huán)水水泵按最大流量選定額定功率。一旦水泵啟動運轉(zhuǎn)，則不管實際需要流量的大小，始終在50Hz工頻上滿載工作。這就造成多數(shù)時間水系統(tǒng)在大流量、小溫差的工況下運行。這不僅浪費電能，加快水泵的機(jī)械磨損，還因為水泵耗能的一部分不可逆的以熱量形式耗散在水系統(tǒng)中，加重了主機(jī)的負(fù)荷。此外，在夏季環(huán)境溫度較高時，壓縮機(jī)的運行功率增加，則進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑帶有更多冷量，與制冷劑進(jìn)行熱交換的冷凍水進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管，可能造成盤管結(jié)霜，影響中央空調(diào)的正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種具有冷凍水低溫保護(hù)裝置的中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，能夠降低中央空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗，并防止末端的風(fēng)機(jī)盤管結(jié)霜，保證中央空調(diào)正常運行。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種具有冷凍水低溫保護(hù)裝置的中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，包括制冷主機(jī)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管和控制裝置，所述的控制裝置包括中央空調(diào)集控裝置、冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置，所述的中央空調(diào)集控裝置分別通過通信總線連接冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置；

所述的制冷主機(jī)包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥，所述的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器按照制冷劑流向依次連接成制冷劑循環(huán)回路，所述的蒸發(fā)器通過冷凍水循環(huán)管路連接風(fēng)機(jī)盤管，所述的冷凝器通過冷卻水循環(huán)管路連接冷卻塔系統(tǒng)；

所述的冷凍水系統(tǒng)包括冷凍水變頻器、冷凍水泵、冷凍水供水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器和冷凍水低溫保護(hù)裝置，冷凍水變頻器與冷凍水控制裝置連接，冷凍水泵由冷凍水變頻器控制，冷凍水供水溫度傳感器和冷凍水回水溫度傳感器的輸出端連接冷凍水控制裝置的輸入端，冷凍水供水溫度傳感器設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水供水管路上，冷凍水泵和冷凍水回水溫度傳感器設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水回水管路上，所述的冷凍水低溫保護(hù)裝置包括熱回收器、熱水泵、第一電動水閥、第二電動水閥、第三電動水閥和第四電動水閥，熱回收器設(shè)置在壓縮機(jī)和冷凝器之間的連接管路上，熱回收器通過熱水循環(huán)管路連接風(fēng)機(jī)盤管，第一電動水閥設(shè)置在熱回收器和風(fēng)機(jī)盤管之間的熱水進(jìn)水管路上，熱水泵和第二電動水閥設(shè)置在熱回收器和風(fēng)機(jī)盤管之間的熱水回水管路上，第三電動水閥設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水供水管路上，第四電動水閥設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水回水管路上，第一電動水閥、第二電動水閥、第三電動水閥和第四電動水閥的受控端分別連接冷凍水控制裝置的輸出端；

所述的冷卻水系統(tǒng)包括冷卻水變頻器、冷卻水泵、冷卻水進(jìn)水溫度傳感器和冷卻水出水溫度傳感器，冷卻水變頻器與冷卻水控制裝置連接，冷卻水泵由冷卻水變頻器控制，冷卻水進(jìn)水溫度傳感器設(shè)置在冷凝器與冷卻塔系統(tǒng)之間的冷卻水進(jìn)水管路上，冷卻水泵和冷卻水出水溫度傳感器設(shè)置在冷凝器與冷卻塔系統(tǒng)之間的冷卻水出水管路上。

所述的冷凍水變頻器和冷卻水變頻器均包括工作變頻器和備用變頻器。

所述的中央空調(diào)集控裝置包括工業(yè)控制計算機(jī)、觸摸顯示屏和故障報警器。

所述的冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置均包括依次連接的模擬量輸入模塊、A/D變換模塊、濾波放大模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和模擬量輸出模塊。

所述的冷凍水供水溫度傳感器、冷凍水回水溫度傳感器、冷卻水進(jìn)水溫度傳感器和冷卻水出水溫度傳感器均采用電阻式溫度傳感器。

本實用新型分別通過冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置對冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)作獨立控制運行，同時利用中央空調(diào)集控裝置獲取冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的運行信息，并進(jìn)行集中監(jiān)視、管理和操作，在中央空調(diào)集控裝置故障或中央空調(diào)集控裝置與冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置之間通信中斷時，仍能完成信號的采集、處理和輸出，實現(xiàn)對冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能控制，大大增強(qiáng)了中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的可靠性，并提高了冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的響應(yīng)速度；

本實用新型分別利用冷凍水供、回水溫度傳感器和冷卻水進(jìn)、出水溫度傳感器獲取冷凍水供、回水溫度和冷卻水進(jìn)、出水溫度，實時監(jiān)測空調(diào)末端設(shè)備的負(fù)荷需求量，利用變頻器控制冷凍水泵和冷卻水泵的運行頻率，進(jìn)而動態(tài)改變冷凍水流量和冷卻水流量，使冷凍水供、回水溫差和冷卻水進(jìn)、出水溫差達(dá)到或接近額定的溫差值，既能夠保證傳送所需的冷量，又能大幅節(jié)省水泵的耗能，并減少制冷主機(jī)的附加冷負(fù)荷；

本實用新型利用冷凍水低溫保護(hù)裝置的熱回收器存儲熱水，在冷凍水供水溫度低于設(shè)定的下限值時，關(guān)閉第三電動水閥和第四電動水閥，并開啟第一電動水閥和第二電動水閥，使熱回收器內(nèi)的熱水通過熱水循環(huán)管路進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管，既能避免蒸發(fā)器因溫度過低而結(jié)冰凍管，又能對可能結(jié)霜的風(fēng)機(jī)盤管除霜，提高了中央空調(diào)運行的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的一種具有冷凍水低溫保護(hù)裝置的中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，包括制冷主機(jī)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管和控制裝置。本實用新型的制冷主機(jī)包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥，壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器按照制冷劑流向依次連接成制冷劑循環(huán)回路。其中，蒸發(fā)器位于壓縮機(jī)的低壓側(cè)，冷凝器位于壓縮機(jī)的高壓側(cè)。蒸發(fā)器通過冷凍水循環(huán)管路連接風(fēng)機(jī)盤管，實現(xiàn)空調(diào)末端所需的冷量傳輸，冷凝器通過冷卻水循環(huán)管路連接冷卻塔系統(tǒng)，實現(xiàn)熱量排放。

本實用新型的控制裝置包括中央空調(diào)集控裝置、冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置，中央空調(diào)集控裝置分別通過通信總線連接冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置。本實用新型的中央空調(diào)集控裝置包括工業(yè)控制計算機(jī)、觸摸顯示屏和故障報警器，中央空調(diào)集控裝置通過通信總線從冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置獲取冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的運行參數(shù)，進(jìn)行集中監(jiān)視、管理和操作，并在冷凍水變頻器、冷凍水泵、冷卻水變頻器及冷卻水泵故障時，通過故障報警器給出故障提示，提醒工作人員及時處理。

本實用新型的冷凍水控制裝置和冷卻水控制裝置除與中央空調(diào)集控裝置進(jìn)行通信外，還用于冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)作獨立控制運行，均包括依次連接的模擬量輸入模塊、A/D變換模塊、濾波放大模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和模擬量輸出模塊。

本實用新型的冷凍水系統(tǒng)包括冷凍水變頻器、冷凍水泵、冷凍水供水溫度傳感器1、冷凍水回水溫度傳感器2和冷凍水低溫保護(hù)裝置，冷凍水變頻器與冷凍水控制裝置連接，冷凍水泵由冷凍水變頻器控制，冷凍水供水溫度傳感器1和冷凍水回水溫度傳感器2的輸出端連接冷凍水控制裝置的輸入端，冷凍水供水溫度傳感器1設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水供水管路上，冷凍水泵和冷凍水回水溫度傳感器2設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水回水管路上。其中，冷凍水供水溫度傳感器1和冷凍水回水溫度傳感器2采用電阻式溫度傳感器。

安裝在冷凍水循環(huán)管路上的冷凍水供、回水溫度傳感器實時檢測冷凍水供、回水溫度并將之送至冷凍水控制裝置的模擬量輸入模塊，通過A/D變換模塊和濾波放大模塊進(jìn)行A/D變換和濾波處理后，數(shù)據(jù)處理模塊計算當(dāng)前冷凍水泵的最佳工作頻率，經(jīng)模擬量輸出模塊送至冷凍水變頻器，進(jìn)而控制冷凍水泵變頻調(diào)速運行以改變冷凍水流量，實現(xiàn)設(shè)定供、回水溫差下變流量節(jié)能運行。其中，冷凍水變頻器包括工作變頻器和備用變頻器，有效提高系統(tǒng)運行的可靠性。

本實用新型的冷凍水低溫保護(hù)裝置包括熱回收器、熱水泵、第一電動水閥3、第二電動水閥4、第三電動水閥5和第四電動水閥6，熱回收器設(shè)置在壓縮機(jī)和冷凝器之間的連接管路上，熱回收器通過熱水循環(huán)管路連接風(fēng)機(jī)盤管，第一電動水閥3設(shè)置在熱回收器和風(fēng)機(jī)盤管之間的熱水進(jìn)水管路上，熱水泵和第二電動水閥4設(shè)置在熱回收器和風(fēng)機(jī)盤管之間的熱水回水管路上，第三電動水閥5設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水供水管路上，第四電動水閥6設(shè)置在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間的冷凍水回水管路上，第一電動水閥3、第二電動水閥4、第三電動水閥5和第四電動水閥6的受控端分別連接冷凍水控制裝置的輸出端。

當(dāng)中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)正常運行時，第三電動水閥5和第四電動水閥6開啟，第一電動水閥3和第二電動水閥4關(guān)閉，冷凍水在蒸發(fā)器和風(fēng)機(jī)盤管之間循環(huán)流動，為空調(diào)末端提供冷量；當(dāng)冷凍水供水溫度低于冷凍水控制裝置設(shè)定的下限值時，關(guān)閉第三電動水閥5和第四電動水閥6，并開啟第一電動水閥3和第二電動水閥4，使熱回收器內(nèi)的熱水通過熱水循環(huán)管路進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管，既能避免蒸發(fā)器因溫度過低而結(jié)冰凍管，又能對可能結(jié)霜的風(fēng)機(jī)盤管除霜，提高了中央空調(diào)運行的可靠性。

本實用新型的冷卻水系統(tǒng)包括冷卻水變頻器、冷卻水泵、冷卻水進(jìn)水溫度傳感器7和冷卻水出水溫度傳感器8，冷卻水變頻器與冷卻水控制裝置連接，冷卻水泵由冷卻水變頻器控制，冷卻水進(jìn)水溫度傳感器7設(shè)置在冷凝器與冷卻塔系統(tǒng)之間的冷卻水進(jìn)水管路上，冷卻水泵和冷卻水出水溫度傳感器8設(shè)置在冷凝器與冷卻塔系統(tǒng)之間的冷卻水出水管路上。其中，冷卻水進(jìn)水溫度傳感器7和冷卻水出水溫度傳感器8采用電阻式溫度傳感器。

安裝在冷卻水循環(huán)管路上的冷卻水進(jìn)、出水溫度傳感器實時檢測冷卻水進(jìn)、出水溫度并將之送至冷卻水控制裝置的模擬量輸入模塊，通過A/D變換模塊和濾波放大模塊進(jìn)行A/D變換和濾波處理后，數(shù)據(jù)處理模塊計算當(dāng)前冷卻水泵的最佳工作頻率，經(jīng)模擬量輸出模塊送至冷卻水變頻器，進(jìn)而控制冷卻水泵變頻調(diào)速運行以改變冷卻水流量，實現(xiàn)設(shè)定進(jìn)、出水溫差下變流量節(jié)能運行。其中，冷卻水變頻器包括工作變頻器和備用變頻器，充分保障系統(tǒng)運行的可靠性。

本實用新型根據(jù)實際負(fù)荷需求量的變化，動態(tài)改變中央空調(diào)水系統(tǒng)的流量，使水溫差達(dá)到或接近額定的溫差值，既可以保證傳送所需的冷量，又能大幅度地節(jié)省水泵的耗能，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制，凡依本實用新型的設(shè)計思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。