CN103123148A - 用于超高层建筑的中央空调***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于超高层建筑的中央空调***及其控制方法。包括有低区空调***、高区空调***、超高区空调***、最高区空调***，其中低区空调***包括普通空调冷水主机、低区冷冻水循环泵、低区用户，高区空调***包括有高区换热器、高区冷冻水循环泵、高区用户，超高区空调***包括有超高区换热器、超高区冷冻水循环泵、超高区用户，最高区空调***包括有最高区换热器、最高区冷冻水循环泵、最高区用户。本发明采用闭式***，确保普通承压能力冷水主机的冷冻水只需通过一次换热即可供应到每个末端，减少二次甚至三次换热，达到在满足末端温湿度要求的前提下节约大量空调主机能耗，符合节能降耗的环境要求。本发明设计可靠，节能效果显著。

Description

用于超高层建筑的中央空调***及其控制方法

技术领域

本发明是一种用于超高层建筑的中央空调***及其控制方法，属于用于超高层建筑的中央空调***及其控制方法的创新技术。

背景技术

现在超高层建筑越来越多，建筑高度也越来越高，由于普通空调设备的工作压力不超过1.6MPa，如果超高层建筑中空调设备安装高差超过320米，就需要定制高耐压设备，造价将升高很多；或者采取用换热器分成三个或者更多区域，复叠换热，高区换热器连接在低区换热器后，每个区域内空调设备安装高差均不超过160米，这样可以采用普通设备，造价可以降低，但是这样就带来了能耗增加等问题。其中，采用目前换热效率比较高的板式换热器，换热温差也比较难达到2℃以内，按照国家标准《采暖通风与空气调节设计规范条文说明》GBJ19-87（2001年版）和相关空调主机参数，每增加一套换热器，换热温差增加2℃，空调主机能耗增加8%-10%，采用三个或者更多换热器组，空调主机能耗将增加20%以上，同时由于冷冻水温度上升，不仅使用舒适性下降，而且需要采用更大体积的空调末端和管路，增加设备投资和建筑投资。由于空调主机能耗占空调***能耗的70%左右，这样势必增加大量的能源支出。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，成本低的用于超高层建筑的中央空调***。

本发明的另一目的在于提供一种控制方便的用于超高层建筑的中央空调***的控制方法。本发明通过冷冻水一次换热、直接供应的办法，将仅有一次换热的冷冻水直接送到空调末端，这样避免出现多余的温度损失，将其中包括由于复叠换热造成的普通空调冷水主机增加的能源损耗节省下来，同时避免***压力超过普通空调冷水主机和其它空调设备和管路的承压能力。

本发明的技术方案是：本发明的用于超高层建筑的中央空调***，包括有低区空调***、高区空调***、超高区空调***、最高区空调***，其中低区空调***包括普通空调冷水主机、低区冷冻水循环泵、低区用户，高区空调***包括有高区换热器、高区冷冻水循环泵、高区用户，超高区空调***包括有超高区换热器、超高区冷冻水循环泵、超高区用户，最高区空调***包括有最高区换热器、最高区冷冻水循环泵、最高区用户，普通空调冷水主机运行，将低温冷冻水通过低区冷冻水循环泵输送到低区空调用户，同时空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到高区换热器，通过高区换热器与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵供应到高区用户,空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到超高区换热器，通过超高区换热器与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵供应到超高区用户,空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到最高区换热器，通过最高区换热器与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵供应到最高区用户,且高区换热器、超高区换热器和最高区换热器直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机，再次制冷，重新开始循环。

上述高区换热器、超高区换热器和最高区换热器全部安装在低区用户的水平高度附近，由低区冷冻水循环泵，将普通空调冷水主机出来的冷冻水供应到高区换热器、超高区换热器和最高区换热器，在热交换后冷冻水再回到普通空调冷水主机。

本发明用于超高层建筑的中央空调***的控制方法，包括如下步骤：

1）空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到低区用户；

2）空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到高区换热器，通过高区换热器与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵供应到高区用户；

3）空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到超高区换热器，通过超高区换热器与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵供应到超高区用户；

4）空调冷冻水从普通空调冷水主机通过低区冷冻水循环泵输出到最高区换热器，通过最高区换热器与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵供应到最高区用户；

5）通过高区换热器、超高区换热器和最高区换热器直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机，再次制冷，重新开始循环。冷冻水只需通过一次换热即可供应到每个用户末端，避免二次甚至三次换热。

本发明由于采用通过冷冻水一次换热、直接供应的办法，将仅有一次换热的冷冻水直接送到空调末端，这样避免出现多余的温度损失，将其中包括由于复叠换热造成的普通空调冷水主机增加的能源损耗节省下来，同时避免***压力超过普通空调冷水主机和其它空调设备和管路的承压能力。本发明可以有效地直接利用低温空调冷冻水，避免了通过换热器造成的温升，提高了空调主机及***的运行效率，节能效果显著，符合节能降耗的环境要求。本发明的控制方法容易操作，控制方便。

附图说明

图1为本发明***运行图。

具体实施方式

实施范例：

本发明的***运行示意图如图1所示，本发明的用于超高层建筑的中央空调***，包括有低区空调***13、高区空调***14、超高区空调***15、最高区空调***16，其中低区空调***13包括普通空调冷水主机1、低区冷冻水循环泵2、低区用户3，高区空调***14包括有高区换热器4、高区冷冻水循环泵5、高区用户6，超高区空调***15包括有超高区换热器7、超高区冷冻水循环泵8、超高区用户9，最高区空调***16包括有最高区换热器10、最高区冷冻水循环泵11、最高区用户12，普通空调冷水主机1运行，将低温冷冻水通过低区冷冻水循环泵2输送到低区空调用户3，同时空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到高区换热器4，通过高区换热器4与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵5供应到高区用户6,空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到超高区换热器7，通过超高区换热器8与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵10供应到超高区用户9,空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到最高区换热器10，通过最高区换热器11与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵13供应到最高区用户12,且高区换热器4、超高区换热器9和最高区换热器12直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机1，再次制冷，重新开始循环。本发明首先划定空调***的分区，每个分区内相对高差均小于160米。空调冷水主机1安装在低区范围内，低区承压范围高点设置有高区换热器4、超高区换热器7和最高区换热器10，上述高区换热器4、超高区换热器7和最高区换热器10这三个换热器均安装在不高于低区主机160米的楼层内，使低区空调***工作压力低于1.6MPa。

另外，上述低区空调***13、高区空调***14、超高区空调***15、最高区空调***16，每个***内的用户高差均不超过160米。

上述高区换热器4、超高区换热器7和最高区换热器10全部安装在低区用户3的水平高度附近，由低区冷冻水循环泵2，将普通空调冷水主机1出来的冷冻水供应到高区换热器4、超高区换热器7和最高区换热器10，在热交换后冷冻水再回到普通空调冷水主机1。

上述普通承压能力空调冷水主机1是普通承压能力的空调冷水主机。

上述低区空调***13中的低区冷冻水循环泵2、高区空调***14中的高区冷冻水循环泵5、超高区空调***15中的超高区冷冻水循环泵8、最高区空调***16中的最高区冷冻水循环泵11均采用普通常规产品，无须采用高承压产品。

上述低区用户3、高区用户6、超高区用户9、最高区用户12是空调换热设备。上述空调换热设备是风机盘管，或风柜，或诱导器。

本发明用于超高层建筑的中央空调***的控制方法，包括如下步骤：

1）空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到低区用户3；

2）空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到高区换热器4，通过高区换热器4与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵5供应到高区用户6；

3）空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到超高区换热器7，通过超高区换热器7与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵8供应到超高区用户9；

4）空调冷冻水从普通空调冷水主机1通过低区冷冻水循环泵2输出到最高区换热器10，通过最高区换热器10与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵11供应到最高区用户12；

5）通过高区换热器4、超高区换热器7和最高区换热器10直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机1，再次制冷，重新开始循环。冷冻水只需通过一次换热即可供应到每个用户末端，避免二次甚至三次换热。

如果建筑物更高，可以采取更强承压能力的换热器即可，实际空调分区可以超过4个，甚至更多。

Claims (9)

1.一种用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于包括有低区空调***（13）、高区空调***（14）、超高区空调***（15）、最高区空调***（16），其中低区空调***（13）包括普通空调冷水主机（1）、低区冷冻水循环泵（2）、低区用户（3），高区空调***（14）包括有高区换热器（4）、高区冷冻水循环泵（5）、高区用户（6），超高区空调***（15）包括有超高区换热器（7）、超高区冷冻水循环泵（8）、超高区用户（9），最高区空调***（16）包括有最高区换热器（10）、最高区冷冻水循环泵（11）、最高区用户（12），普通空调冷水主机（1）运行，将低温冷冻水通过低区冷冻水循环泵（2）输送到低区空调用户（3），同时空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到高区换热器（4），通过高区换热器（4）与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵（5）供应到高区用户（6）,空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到超高区换热器（7），通过超高区换热器（8）与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵（10）供应到超高区用户（9）,空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到最高区换热器（10），通过最高区换热器（11）与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵（13）供应到最高区用户（12）,且高区换热器（4）、超高区换热器（9）和最高区换热器（12）直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机（1），再次制冷，重新开始循环。

2.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述高区换热器（4）、超高区换热器（7）和最高区换热器（10）全部安装在低区用户（3）的水平高度附近，由低区冷冻水循环泵（2），将普通空调冷水主机（1）出来的冷冻水供应到高区换热器（4）、超高区换热器（7）和最高区换热器（10），在热交换后冷冻水再回到普通空调冷水主机（1）。

3.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述普通承压能力空调冷水主机（1）是普通承压能力的空调冷水主机。

4.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述高区换热器（4）、超高区换热器（7）和最高区换热器（10）这三个换热器均安装在不高于低区主机160米的楼层内。

5.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述低区空调***（13）、高区空调***（14）、超高区空调***（15）、最高区空调***（16），每个***内的用户高差均不超过160米。

6.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述低区空调***（13）中的低区冷冻水循环泵（2）、高区空调***（14）中的高区冷冻水循环泵（5）、超高区空调***（15）中的超高区冷冻水循环泵（8）、最高区空调***（16）中的最高区冷冻水循环泵（11）均采用普通常规产品，无须采用高承压产品。

7.根据权利要求1所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述低区用户（3）、高区用户（6）、超高区用户（9）、最高区用户（12）是空调换热设备。

8.根据权利要求7所述的用于超高层建筑的中央空调***，其特征在于上述空调换热设备是风机盘管，或风柜，或诱导器。

9.一种用于超高层建筑的中央空调***的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1）空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到低区用户（3）；

2）空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到高区换热器（4），通过高区换热器（4）与高区冷冻水换热，再将高区冷冻水通过高区冷冻水循环泵（5）供应到高区用户（6）；

3）空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到超高区换热器（7），通过超高区换热器（7）与超高区冷冻水换热，再将超高区冷冻水通过超高区冷冻水循环泵（8）供应到超高区用户（9）；

4）空调冷冻水从普通空调冷水主机（1）通过低区冷冻水循环泵（2）输出到最高区换热器（10），通过最高区换热器（10）与最高区冷冻水换热，再将最高区冷冻水通过最高区冷冻水循环泵（11）供应到最高区用户（12）；

5）通过高区换热器（4）、超高区换热器（7）和最高区换热器（10）直接换热后，低区冷冻水回到普通空调冷水主机（1），再次制冷，重新开始循环；冷冻水只需通过一次换热即可供应到每个用户末端，避免二次甚至三次换热。

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