CN108592269A - 一种自然冷热源综合利用空调***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自然冷热源综合利用空调***，包括压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器、第一水泵、水处理仪、第二水泵、末端设备、第一至第十二通阀；所述末端设备包括依次设置的进风段、风量调节段、除湿段、中和段、冷却加热段和风机段，所述末端设备内设有独立的第一风道和第二风道，所述第一风道和第二风道内的风在中和段内进行不接触的热交换，所述第一风道的冷却加热段设有换热盘管，所述第二风道的除湿段设有除湿盘管，所述风机段内安装有风机；所述水处理仪与地表水源连接。本发明还提供一种自然冷热源综合利用空调***的控制方法，节约能源的同时保证空调舒适性，同时可适应多种工况运行。

Description

一种自然冷热源综合利用空调***及控制方法

技术领域

本发明涉及地表水自然冷热源综合利用技术领域，尤其涉及一种自然冷热源综合利用空调***及控制方法。

背景技术

建筑用能占全社会能源消费的比例已接近30％，在建筑能耗中，建筑空调能耗不断增大，空调与采暖用能约占45％，是建筑节能的重点领域。传统建筑空调(如中央空调)采用机械制冷方式供冷，且将除湿和制冷制热设计在同一风道内，制冷和除湿均需要通过制冷***实现，能耗大。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种自然冷热源综合利用空调***，节约能源的同时保证空调舒适性，同时可适应多种工况运行。

本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种自然冷热源综合利用空调***，包括压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器、第一水泵、水处理仪、第二水泵、末端设备、第一二通阀、第二二通阀、第三二通阀、第四二通阀、第五二通阀、第六二通阀、第七二通阀、第八二通阀、第九二通阀和第十二通阀；

所述末端设备包括依次设置的进风段、风量调节段、除湿段、中和段、冷却加热段和风机段，所述末端设备内设有独立的第一风道和第二风道，所述第一风道和第二风道内的风在中和段内进行不接触的热交换，所述第一风道的冷却加热段设有换热盘管，所述第二风道的除湿段设有除湿盘管，所述风机段内安装有风机；

所述压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器依次连接，且所述蒸发器连接至所述压缩机形成闭合回路；

所述换热盘管的输入端通过第一二通阀与第二水泵的输出端连接，并通过第三二通阀与冷凝器的出口连接，所述换热盘管的输出端通过第六二通阀与地表连接，并通过第五二通阀与第二水泵的输入端连接，所述第二水泵的输入端通过第十二通阀与水处理仪连接；

所述除湿盘管的输入端通过第七二通阀与第一水泵的输出端连接，所述除湿盘管的输出端与蒸发器的入口连接，所述蒸发器的入口通过第三二通阀与水处理仪，所述第一水泵的输入端与蒸发器的出口连接，所述第一水泵的输出端还通过第八二通阀与地表连接；

所述水处理仪与地表水源连接。

进一步的，所述风量调节段设有用于调节第一风道和第二风道的开口比例的分隔板，所述分隔板一端旋转设置于第一风道和第二风道之间。第一风道和第二风道的进风量可通过风量调节段调节，从而实现热负荷和湿负荷调节，从而实现热负荷和湿负荷调节。

进一步的，所述中和段内设有换热装置，实现第一风道和第二通道送风温度均匀。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种自然冷热源综合利用空调***，节约能源的同时保证空调舒适性，同时可适应多种工况运行。

本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种自然冷热源综合利用空调***的控制方法，需提供上述的自然冷热源综合利用空调***，所述方法包括如下步骤：

步骤10、在夏季使用时，启用夏季工况进行除湿和冷却：

启动第一二通阀、第二二通阀、第四二通阀、第六二通阀、第七二通阀、第十二通阀、压缩机、第一水泵和第二水泵，关闭其他二通阀，地表水源依次经水处理仪、第十二通阀和第二水泵后，一部分经第二二通阀进入冷凝器吸收热量，另一部分经第一二通阀进入换热盘管吸收热量，之后两部分水通过第六二通阀排放到地表；蒸发器内水经第一水泵，通过第七二通阀进入除湿盘管后回到蒸发器内，形成冷冻水环路；所述压缩机驱动制冷剂依次经过冷凝器、节流机构和蒸发器运行；

步骤20、在冬季使用时，启用冬季工况供热运行：

启动第二二通阀、第三二通阀、第五二通阀、第八二通阀、第九二通阀、压缩机、第一水泵和第二水泵，关闭其他二通阀，冷凝器和换热盘管形成闭合回路，环路水经第二二通阀进入冷凝器吸收热量，再经第三二通阀进入换热盘管换出热量，之后经第五二通阀回到第二水泵的输入端；地表水源经水处理仪和第九二通阀进入蒸发器换热后，经第一水泵和第八二通阀排放到地表；所述压缩机驱动制冷剂依次经过冷凝器、节流结构和蒸发器运行；

步骤30、在过渡季节时，开启第一二通阀、第六二通阀、第十二通阀和第二水泵，关闭压缩机、第一水泵和其他二通阀，地表水源依次经水处理仪、第十二通阀、第二水泵、第一二通阀进入换热盘管内进行吸热或放热后，经第六二通阀排放到地表中。

本发明具有如下优点：

1、利用浅层地表水同时作为直接冷热源和间接冷热源，设计不同工况下的管路***，充分利用自然冷热源的同时保证空调舒适性，且灵活适应于多种工况运行，节能效果显著，可得到大量推广；

2、通过设置新型末端设备实现温控和除湿独立处理，同时采用两个风道进行热交换实现温度均匀送风，提高舒适度；

3、可通过设计合理的运行控制调节，实现空调***冬、夏和过渡季节稳定运行；

4、本发明***结构紧凑，适应性好。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种自然冷热源综合利用空调***的结构示意图。

图2为本发明一种自然冷热源综合利用空调***的控制方法执行流程图。

附图标号说明：

1-压缩机，2-冷凝器，3-节流机构，4-蒸发器，5-第一水泵，6-水处理仪，7-第二水泵，8-末端设备，81-换热盘管，82-除湿盘管，83-风机，84-分隔板，85-换热装置，9-地表水源，x1-第一二通阀，x2-第二二通阀，x3-第三二通阀，x4-第四二通阀，x5-第五二通阀，x6-第六二通阀，y1-第七二通阀，y2-第八二通阀，y3-第九二通阀，y4-第十二通阀。

具体实施方式

如图1，本发明一种自然冷热源综合利用空调***，包括压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4、第一水泵5、水处理仪6、第二水泵7、末端设备8、第一二通阀x1、第二二通阀x1、第三二通阀x1、第四二通阀x1、第五二通阀x1、第六二通阀x1、第七二通阀y1、第八二通阀y2、第九二通阀y3、第十二通阀y4以及管路等；

所述末端设备8(如室内中央空调等)包括依次设置的进风段a、风量调节段b、除湿段c、中和段d、冷却加热段e和风机段f，所述末端设备8内设有独立的第一风道Ⅰ和第二风道Ⅱ，所述第一风道Ⅰ和第二风道Ⅱ内的风在中和段d内进行不接触的热交换，所述第一风道Ⅰ的冷却加热段e设有换热盘管81，所述第二风道Ⅱ的除湿段c设有除湿盘管82，所述风机段f内安装有风机83；

所述压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4依次连接，且所述蒸发器4连接至所述压缩机1形成闭合回路；

所述换热盘管81的输入端通过第一二通阀x1与第二水泵7的输出端连接，并通过第三二通阀x3与冷凝器2的出口连接，所述换热盘管81的输出端通过第六二通阀x6与地表连接，并通过第五二通阀x5与第二水泵7的输入端连接，所述第二水泵7的输入端通过第十二通阀y1与水处理仪6连接；

所述除湿盘管82的输入端通过第七二通阀y1与第一水泵5的输出端连接，所述除湿盘管82的输出端与蒸发器4的入口连接，所述蒸发器4的入口通过第三二通阀x3与水处理仪6，所述第一水泵5的输入端与蒸发器4的出口连接，所述第一水泵5的输出端还通过第八二通阀y2与地表连接；

所述水处理仪6与地表水源9连接。

较佳的，所述风量调节段b设有用于调节第一风道Ⅰ和第二风道Ⅱ的开口比例的分隔板84，所述分隔板84一端旋转设置于第一风道Ⅰ和第二风道Ⅱ之间。

较佳的，所述中和段d内设有换热装置85。

如图2，本发明一种自然冷热源综合利用空调***的控制方法，需提供上述的自然冷热源综合利用空调***，所述方法包括如下步骤：

步骤10、在夏季使用时，启用夏季工况进行除湿和冷却：

启动第一二通阀x1、第二二通阀x2、第四二通阀x4、第六二通阀x6、第七二通阀y1、第十二通阀y4、压缩机1、第一水泵5和第二水泵7，关闭其他二通阀，地表水源9依次经水处理仪6、第十二通阀y4和第二水泵7后，一部分经第二二通阀x2进入冷凝器2吸收热量，另一部分经第一二通阀x1进入换热盘管81吸收热量，之后两部分水通过第六二通阀x6排放到地表；蒸发器4内水经第一水泵5，通过第七二通阀y1进入除湿盘管82后回到蒸发器4内，形成冷冻水环路；所述压缩机1驱动制冷剂依次经过冷凝器2、节流机构5和蒸发器4运行；

步骤20、在冬季使用时，启用冬季工况供热运行：

启动第二二通阀x2、第三二通阀x3、第五二通阀x5、第八二通阀y2、第九二通阀y3、压缩机1、第一水泵5和第二水泵7，关闭其他二通阀，冷凝器2和换热盘管81形成闭合回路，环路水经第二二通阀x2进入冷凝器2吸收热量，再经第三二通阀x3进入换热盘管81换出热量，之后经第五二通阀x5回到第二水泵7的输入端；地表水源9经水处理仪6和第九二通阀y3进入蒸发器4换热后，经第一水泵5和第八二通阀y2排放到地表；所述压缩机1驱动制冷剂依次经过冷凝器2、节流结构3和蒸发器4运行；

步骤30、在过渡季节时，开启第一二通阀x1、第六二通阀x6、第十二通阀y4和第二水泵7，关闭压缩机1、第一水泵5和其他二通阀，地表水源9依次经水处理仪6、第十二通阀y4、第二水泵7、第一二通阀x1进入换热盘管81内进行吸热或放热后，经第六二通阀x6排放到地表中。该过渡季节如从夏季到冬季或从冬季到夏季的这段时间，由于空气温度和地表水源温度变化差异可根据步骤30的执行过程实现制热或制冷的目的，达到冬暖夏凉的效果，充分利用自然资源。

本发明主要由地表水***、制冷***和空调末端***三部分组成，利用浅层地表水，同时作为末端设备冷却加热段和制冷***中冷凝器或蒸发器的换热介质，即可同时作为直接冷热源和间接冷热源，并设计不同工况下的管路***，灵活适应于多种工况运行，保证空调舒适性的同时，节能效果显著，可得到大量推广；通过设置新型末端设备实现温控和除湿独立处理，并设置中和段对两个风道进行非接触式的热交换以实现温度均匀的送风，提高舒适度；本发明设计合理的运行控制调节，实现空调***冬、夏和过渡季节稳定运行；同时本发明***结构紧凑，适应性好。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种自然冷热源综合利用空调***，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器、第一水泵、水处理仪、第二水泵、末端设备、第一二通阀、第二二通阀、第三二通阀、第四二通阀、第五二通阀、第六二通阀、第七二通阀、第八二通阀、第九二通阀和第十二通阀；

所述末端设备包括依次设置的进风段、风量调节段、除湿段、中和段、冷却加热段和风机段，所述末端设备内设有独立的第一风道和第二风道，所述第一风道和第二风道内的风在中和段内进行不接触的热交换，所述第一风道的冷却加热段设有换热盘管，所述第二风道的除湿段设有除湿盘管，所述风机段内安装有风机；

所述压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器依次连接，且所述蒸发器连接至所述压缩机形成闭合回路；

所述换热盘管的输入端通过第一二通阀与第二水泵的输出端连接，并通过第三二通阀与冷凝器的出口连接，所述换热盘管的输出端通过第六二通阀与地表连接，并通过第五二通阀与第二水泵的输入端连接，所述第二水泵的输入端通过第十二通阀与水处理仪连接；

所述除湿盘管的输入端通过第七二通阀与第一水泵的输出端连接，所述除湿盘管的输出端与蒸发器的入口连接，所述蒸发器的入口通过第三二通阀与水处理仪，所述第一水泵的输入端与蒸发器的出口连接，所述第一水泵的输出端还通过第八二通阀与地表连接；

所述水处理仪与地表水源连接。

2.根据权利要求1所述的一种自然冷热源综合利用空调***，其特征在于：所述风量调节段设有用于调节第一风道和第二风道的开口比例的分隔板，所述分隔板一端旋转设置于第一风道和第二风道之间。

3.根据权利要求1所述的一种自然冷热源综合利用空调***，其特征在于：所述中和段内设有换热装置。

4.一种自然冷热源综合利用空调***的控制方法，其特征在于：需提供如权利要求1至3任一项所述的自然冷热源综合利用空调***，所述方法包括如下步骤：

步骤10、在夏季使用时，启用夏季工况进行除湿和冷却：

启动第一二通阀、第二二通阀、第四二通阀、第六二通阀、第七二通阀、第十二通阀、压缩机、第一水泵和第二水泵，关闭其他二通阀，地表水源依次经水处理仪、第十二通阀和第二水泵后，一部分经第二二通阀进入冷凝器吸收热量，另一部分经第一二通阀进入换热盘管吸收热量，之后两部分水通过第六二通阀排放到地表；蒸发器内水经第一水泵，通过第七二通阀进入除湿盘管后回到蒸发器内，形成冷冻水环路；所述压缩机驱动制冷剂依次经过冷凝器、节流机构和蒸发器运行；

步骤20、在冬季使用时，启用冬季工况供热运行：

启动第二二通阀、第三二通阀、第五二通阀、第八二通阀、第九二通阀、压缩机、第一水泵和第二水泵，关闭其他二通阀，冷凝器和换热盘管形成闭合回路，环路水经第二二通阀进入冷凝器吸收热量，再经第三二通阀进入换热盘管换出热量，之后经第五二通阀回到第二水泵的输入端；地表水源经水处理仪和第九二通阀进入蒸发器换热后，经第一水泵和第八二通阀排放到地表；所述压缩机驱动制冷剂依次经过冷凝器、节流结构和蒸发器运行；

步骤30、在过渡季节时，开启第一二通阀、第六二通阀、第十二通阀和第二水泵，关闭压缩机、第一水泵和其他二通阀，地表水源依次经水处理仪、第十二通阀、第二水泵、第一二通阀进入换热盘管内进行吸热或放热后，经第六二通阀排放到地表中。