多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)及其供冷供熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及暖通空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)及其供冷供熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]減少化石能源的利用大致有三途徑:改變?nèi)祟惿罘绞剑惶岣吣茉蠢寐?；提高清潔能源使用率；而提高能源利用率的途徑除提高設(shè)備效率外，更主要的是通過(guò)能源的重復(fù)利用以提高整體系統(tǒng)能源利用率，其中“廢熱”利用應(yīng)是能源重復(fù)利用主要方式之一。
[0003]如本領(lǐng)域技術(shù)人員知，清潔能源指可再生的、消耗后可得到恢復(fù)，或非再生的經(jīng)潔凈技術(shù)處理過(guò)的能源，其中，可再生能源包括:太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、空氣能、水能、生物質(zhì)能等。分析可知，太陽(yáng)能、風(fēng)能、空氣能、水能等是不穩(wěn)定能源，其隨時(shí)間、季節(jié)、氣候的變化，不僅所提供的能量值在波動(dòng)，能量的品位也很不穩(wěn)定。另外，作為能源的“廢熱”同樣也屬不穩(wěn)定能源，如污水中的“廢熱”量隨污水的排放量及溫度的波動(dòng)而變化。供熱空調(diào)領(lǐng)域，由于上述能源的不穩(wěn)定性，在某一系統(tǒng)中采用單一能源的方式已無(wú)法滿足工藝或舒適性要求，針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中有多種冷熱系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)還存在以下不足:
[0004]1、空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔免費(fèi)供冷系統(tǒng)中冷卻塔供冷室外濕球溫度條件是根據(jù)冷凍水供水溫度(系統(tǒng)最低溫度)確定的，必然造成在室外濕球溫度很低的情況下(通常濕球溫度TC以下)才能實(shí)現(xiàn)免費(fèi)供冷，大大壓縮了免費(fèi)供冷的時(shí)間段。而當(dāng)室外濕球溫度接近設(shè)計(jì)工況并伴隨較大波動(dòng)時(shí)，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，往往采用制冷機(jī)供冷，這無(wú)形中進(jìn)一步降低了冷卻塔免費(fèi)供冷工況下的室外濕球溫度。冷凍水供回水溫差一般在5°c以上，供水溫度10C，回水溫度可在15°C以上。如果采用冷卻塔對(duì)冷凍水回水進(jìn)行預(yù)冷方式，可大幅度延長(zhǎng)冷卻塔供冷時(shí)段并擴(kuò)大應(yīng)用地域。這種工況下需要開(kāi)啟冷凍機(jī)對(duì)預(yù)冷后的冷凍水進(jìn)一步降溫。該空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔免費(fèi)供冷系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)此功能。
[0005]2、太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)中輔助熱源串聯(lián)于供熱管網(wǎng)中，增大管網(wǎng)阻力，加大采暖循環(huán)泵的揚(yáng)程，在多輔助熱源的情況下不適用。采暖循環(huán)系統(tǒng)變流量的情況下，某些輔助熱源不能在小流量下正常運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)能滿足采暖需要，不需輔助熱源對(duì)采暖水加熱時(shí)，采暖循環(huán)水仍然流過(guò)輔助熱源。在某些系統(tǒng)中并不需要蓄熱，蓄熱罐則屬多余的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)及其供冷供熱方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問(wèn)題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)、η個(gè)混水器和η個(gè)冷熱源系統(tǒng)；在所述用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)的用戶側(cè)循環(huán)管上串聯(lián)設(shè)置η個(gè)混水器，任意一個(gè)所述混水器的冷熱源側(cè)供回水管上連接一個(gè)冷熱源系統(tǒng)；其中，所述η大于等于2。
[0008]優(yōu)選地，所述冷熱源系統(tǒng)包括穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)和不穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)的數(shù)量至少為I個(gè)，且有I個(gè)所述穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)為穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)。
[0009]更優(yōu)選地，不穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)提供的熱源包括:太陽(yáng)能、風(fēng)能、可利用廢能和空氣會(huì)K。
[0010]優(yōu)選地，連接提供最低品位能源冷熱源系統(tǒng)的混水器到連接提供最高品位能源冷熱源系統(tǒng)的混水器依次串聯(lián)連接在所述用戶側(cè)循環(huán)管上，其中，所述連接提供低品位能源冷熱源系統(tǒng)的混水器靠近用戶側(cè)循環(huán)水管的回水端；
[0011]更優(yōu)選地，所述最高品位能源冷熱源系統(tǒng)是穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，任意一個(gè)混水器用戶側(cè)循環(huán)水出口處均設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。
[0013]優(yōu)選地，所述混水器包括密閉蓄能水罐和比冷熱水回流管直徑大的管段。
[0014]優(yōu)選地，在與任意一個(gè)混水器的冷熱源接口端連接的冷熱源側(cè)供水管上設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。
[0015]本發(fā)明基于多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)的供冷供熱方法，所述方法按照下述步驟實(shí)現(xiàn):
[0016]SI，從用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)中獲取用戶側(cè)需要的總負(fù)荷；
[0017]S2，判斷當(dāng)前所有不穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)提供的冷熱量總和N與用戶側(cè)需要的總負(fù)荷M的大小關(guān)系；
[0018]如果N彡M，則進(jìn)入S3;
[0019]如果N<M，則進(jìn)入S4;
[0020]S3，從提供最低品位能源冷熱源系統(tǒng)開(kāi)始，依次開(kāi)啟冷熱源系統(tǒng)，直到開(kāi)啟的冷熱源系統(tǒng)提供的冷熱總量與用戶側(cè)需要的總負(fù)荷相同為止；
[0021]S4，開(kāi)啟除提供最高品位能源的穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)外的其他冷熱源系統(tǒng)，然后開(kāi)啟提供最高品位能源的穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)直到補(bǔ)足用戶側(cè)需要的總負(fù)荷為止。
[0022]優(yōu)選地，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)向用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)提供冷熱總量為M-N0
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]1、各冷熱源之間及與用戶側(cè)循環(huán)水間流量控制完全獨(dú)立，即G、gl、…gn_l、gn之間無(wú)關(guān)聯(lián)。
[0025]2、冷熱源可靈活加卸載，可根據(jù)能源利用效率隨時(shí)調(diào)整各冷熱源的負(fù)荷量。
[0026]3、冷熱源可按能量品位排列，用戶側(cè)回水首先流經(jīng)低品位冷熱源，再依次流經(jīng)較高品位冷熱源，充分利用低品位冷熱源。
[0027]4、多個(gè)冷熱源中只需一個(gè)可控源起到控制用戶側(cè)供水溫度(Tl)的作用，其他源可為可控源也可為不控源，不控源可為不穩(wěn)定源。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本使用新型多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]其中，I表不第一混水器，IR表不與第一冷熱源系統(tǒng)，IW表不測(cè)量第一混水器輸出熱源溫度的溫度傳感器，IRW表示測(cè)量第一冷熱源系統(tǒng)輸出熱源溫度的溫度傳感器；
[0030]η-1表示第η-1混水器，(n_l) R表示第n_l冷熱源系統(tǒng)；
[0031 ] η表示第η混水器，nR表示第η冷熱源系統(tǒng)；
[0032]X表示用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)；
[0033]Tl表示用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)輸出熱源的溫度，T2表示進(jìn)入用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)的熱源溫度，G表示冷熱水回流管的流量；
[0034]tl表示第一混水器輸出熱源的溫度，tn-Ι表示第η-1混水器輸出熱源的溫度，tn-2表示與第n-2混水器輸出熱源的溫度，tn表示第η混水器輸出熱源的溫度；
[0035]gl表示與第一冷熱源系統(tǒng)連接的冷熱源回流管的流量，gn-1表示與第n-1冷熱源系統(tǒng)連接的冷熱源回流管的流量；gn表示與第η冷熱源系統(tǒng)連接的冷熱源回流管的流量，
[0036]t' I表示第I冷熱源系統(tǒng)輸出的熱源溫度，t' η-1表示第η-1冷熱源系統(tǒng)輸出的熱源溫度，t' η表示第η冷熱源系統(tǒng)輸出的熱源溫度；
[0037]圖2是某數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)機(jī)房及辦公樓采用本發(fā)明所述系統(tǒng)聯(lián)合供冷供暖結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0038]11表示數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)機(jī)，12表示數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)水循環(huán)泵，13表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷機(jī)冷凍水循環(huán)泵，14表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷機(jī)冷卻水循環(huán)泵，15表示辦公樓熱泵制冷側(cè)循環(huán)泵，16表示辦公樓熱泵供熱側(cè)循環(huán)泵，17表示辦公樓空調(diào)水循環(huán)泵，18表示鍋爐熱水循環(huán)泵；11_1表不混水器Α，11-2表不混水器B，11-3表不混水器C ；
[0039]20表示辦公樓供熱板換，21表示辦公樓熱泵機(jī)組，22表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷機(jī)，23表示數(shù)據(jù)機(jī)房免費(fèi)供冷板換；
[0040]100表示鍋爐，101表示混水器D，102表示辦公室空調(diào)末端；
[0041 ] 31表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻塔Α，32表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻塔B，33表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻塔C，34表示數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻塔D，a表示第一閥門，b表示第二閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043]實(shí)施例1
[0044]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中所述多不穩(wěn)定冷熱源聯(lián)合供冷供熱混水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)、η個(gè)混水器和η個(gè)冷熱源系統(tǒng)；在所述用戶側(cè)循環(huán)水系統(tǒng)的用戶側(cè)循環(huán)管上串聯(lián)設(shè)置η個(gè)混水器，任意一個(gè)所述混水器的冷熱源側(cè)供回水管上連接一個(gè)冷熱源系統(tǒng)；其中，所述η大于等于2。
[0045]本實(shí)施例中，所述冷熱源系統(tǒng)包括穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)和不穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)的數(shù)量至少為I個(gè)，且有I個(gè)所述穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)為穩(wěn)定可控冷熱源系統(tǒng)。不穩(wěn)定冷熱源系統(tǒng)提供的熱源包括:太陽(yáng)能、風(fēng)能、可利用廢能和空氣能。
[0046]本實(shí)施例中，連接提供最低品位能源冷熱源系統(tǒng)的混水器到連接提供最高品位能源冷熱源系統(tǒng)的混水器依次串聯(lián)連接在所述用戶側(cè)循環(huán)管上，其中，所述連接提