CN112648694A - 一种分布式蓄能空调*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种分布式蓄能空调***，包括制冷制热***、蓄能***、输配***、用户接入***、用户末端***及用户分布式蓄能***；其中，制冷制热***利用制冷制热设备制取冷冻水或热水输送至输配***；或者制冷制热***制取低温蓄冷或高温蓄热介质输送至蓄能***，蓄能***利用制冷制热***制取的低温蓄冷或高温蓄热介质进行蓄能并配置有释能装置；输配***将冷冻水或热水输送并分配至用户接入***，经热交换后送回制冷制热***、蓄能***；用户接入***将输配***所输送的冷冻水、热水与用户末端***或用户蓄冷***进行冷热交换，用户末端***与用户分布式蓄能***也能够进行热交换。

Description

一种分布式蓄能空调***
技术领域
本发明涉及蓄能空调领域，特别涉及一种分布式蓄能空调***。
背景技术
蓄能空调技术是九十年代以来在国内兴起的一门实用综合技术，通过夜间蓄能白天释能可对电网起“移峰填谷”的作用，同时减少白天主机装机容量；结合峰谷电价差或蓄能电价，还可大幅减少用户运行费用，是一项资源优化配置、经济节能的能源综合利用技术。
区域供冷供热是为了满足某一特定区域多个建筑物的空调冷源和采暖热源要求，由专门的能源站集中制备冷冻水和热水，并通过区域管网供给冷冻水及热水的供冷供热***。由于区域供冷供热***服务面积广，装机容量大，通常采用蓄能***减少***装机容量并提升运行经济性。
设计有蓄能***的区域供冷供热***，主要服务对象为使用中央空调***的公共建筑、商业建筑等。这类建筑空调负荷特性具备白天峰谷负荷差大，夜间几乎无负荷情况。且白天运行时也存在“驼峰”的特性，导致供冷供热***峰值负荷需求高，部分负荷出力不足，供冷供热能力波动极大。仅依靠能源站蓄能及变频调节以适应用户负荷波动，既不利于运行节能，也无法充分发挥区域供冷供热***供能能力。且用户增长至一定规模后，供冷供热***往往存在尖峰供能能力不足，部分负荷又有剩余情况，供需无法匹配，由于能源站土建往往一次完成，难以通过增设主机及蓄能设备进行扩容。
因此，对于区域供冷供热***与用户之间供需不平衡的问题，有必要提供一种蓄能方案来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种分布式蓄能空调***，该***在满足用户需求的前提下，同时最大化利用区域供冷供热***供能能力，提升供冷***运行效率及经济性；利用分布式蓄能方案，区域供冷供热***可在用户处根据用户负荷特性设置水蓄能装置；用户分布式蓄能***作为区域供冷供热***的分布式蓄能末端，用户处于部分负荷工况时，用户分布式蓄能装置蓄能；尖峰负荷时，用户分布式蓄能装置释能供能。蓄能与释能过程中均可以与能源站供能***联合运行。本发明通过用户分布式蓄能装置，通过蓄能提升能源站负荷率，从而提升能源站供能量及区域供冷供热***蓄能量，提高设备及管道利用率，并可在不增加能源站设备的情况下，提升能源站供能输出。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种分布式蓄能空调***，包括制冷制热***、蓄能***、输配***、用户接入***、用户末端***及用户分布式蓄能***；其中，
制冷制热***利用制冷制热设备制取冷冻水或热水输送至输配***；或者制冷制热***制取低温蓄冷或高温蓄热介质输送至蓄能***，蓄能***利用制冷制热***制取的低温蓄冷或高温蓄热介质进行蓄能并配置有释能装置；输配***将冷冻水或热水输送并分配至用户接入***，经热交换后送回制冷制热***、蓄能***；用户接入***将输配***所输送的冷冻水、热水与用户末端***或用户蓄冷***进行冷热交换，用户末端***与用户分布式蓄能***也能够进行热交换。
所述分布式蓄能空调***通过各子***完成冷热交换、能量蓄积与释放，并实现制冷制热、蓄能、用能循环。
所述制冷制热***为独立制冷及制热装置或者冷热同源制冷制热设备。
所述蓄能***为冰蓄冷***或者水蓄能***。蓄冷时主要为蓄冷密度大、蓄冷温度低的冰蓄冷***；蓄热时为水蓄能***；蓄能***通过释能装置与输配***相连接进行释能。
所述输配***包括输送水泵及输配管网，输送水泵通过输配管网将冷冻水及热水输送至用户接入***。
所述用户接入***包括用户换热板换及自控控制***，根据用户需求设置供冷、供热及供冷供热板换，分别实现冷量、热量及冷热量分配与交换。
所述用户分布式蓄能***为蓄能密度小、兼顾蓄冷蓄热功能的水蓄能***，用户分布式蓄能***与用户接入***相连接进行蓄能及释能。
进一步地，所述制冷制热***与蓄能***能够联合运行或者独立运行；联合运行时，分为串联运行与并联运行两种模式，串联运行时可提升供回水温差，减少输送能耗；并联运行时，可提升能源站整体输出。
进一步地，所述用户接入***与用户分布式蓄能***能够联合或者独立运行；独立运行时，用户分布式蓄能***仅在用户无负荷时蓄能，释能时单独释能；联合运行时，用户分布式蓄能***可在用户用能的同时，同步蓄能及释能。
进一步地，所述制冷制热***、蓄能***及输送***的输送水泵位于集中供能站，输送管网沿市政道路敷设，用户接入***及用户蓄能装置位于用户换热间。
进一步地，所述分布式蓄能***设置有自动控制***，根据供能站制冷制热***与蓄能***输出、用户负荷情况与用户分布式蓄能***蓄能及释能情况，自动调节各子***出力，提升运行经济性。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明利用设立于用户处的分布式蓄冷***，使区域供冷供热***维持高负荷率运行，可提升区域供能站及管网利用率并提升供冷供热量。
2、本发明利用分布式蓄能***，可提升区域供冷供热***蓄能量，削峰填谷，提升电网利用效率，并提升区域供冷供热***运行经济性。
3、本发明利用分布式蓄能***，可减少制冷设备启停次数，增加运行小时数，减小运行维护工作量并提升设备使用寿命。
4、本发明利用分布式蓄能***，调节适应用户负荷变化，可提升用户供冷供热稳定性，同时用户蓄能装置可作为用户应急备用冷热源，提升***运行保障。
附图说明
图1为本发明所述一种分布式蓄能空调***的结构示意图；
图2为本发明所述用户分布式蓄能***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1，一种分布式蓄能空调***，包括制冷制热***、蓄能***、输配***、用户接入***、用户末端***、用户蓄能***，其中
制冷制热***包含制冷制热主机a1、冷热水循环泵a2、冷热源循环泵a3、冷热源a4以及配套控制***及阀门管件。根据运行工况，制冷制热主机分为运行夏季制冷冬季制热的双工况热泵主机，也可分为仅运行制冷工况的制冷主机或仅运行制热工况的热泵主机，或以上三种形式的组合，配套冷热源a4根据主机运行工况调整，可分为夏季散热冬季吸热的能源塔或水(地)源热泵、仅夏季散热的冷却塔、仅冬季吸热的热源塔。具体组合方式根据用户需求确定。
蓄能***包含蓄能池b1、蓄能池侧取能泵组b2、供能板换组b3、外网侧取能泵组b4以及配套控制***及阀门管件。蓄能***可仅蓄冷、仅蓄热或兼顾蓄冷蓄热，具体功能应配合制冷制热***A设置。
输配***包含供冷供热分集水器c1、冷热水循环二级泵c2、输配管网c3以及配套控制***及阀门管件。
用户接入***包含用户入口计量、流量及压力控制阀组d1、用户换热板式换热器组d2、用户二次侧循环泵组d3以及配套控制***及阀门管件。
用户分布式蓄能***E包含控制阀组e1、分布式水蓄冷罐e2以及配套控制***及阀门管件。
***运行时，制冷制热主机a1通过冷热源循环泵a3利用冷热源a4提供的冷量或热量，制取冷冻水或热水，并由冷热水循环水泵a2提供循环动力，输送至供冷供热分集水器c1对外供能或输送至蓄能***进行蓄能；蓄能***可利用制冷制热***输送的冷热量进行蓄能，或通过供能版换组b3及配套设备对外供能并输送至供冷供热分集水器c1。冷热水循环二级泵c2提供输送动力，抽取c1的冷水或热水，通过输配管网c2输送至用户，用户经用户接入***将区域供冷供热***提供的冷热水输送至末端供给空调***使用或输送至分布式蓄能***蓄能。各***组件输出根据用户负荷特性及运行策略进行调配。
***运行时，根据用户负荷情况，一般可分为以下工况：
1.夜间低负荷工况，蓄能***蓄能。夜间时，由于大多数用户空调负荷较低，此时区域供冷供热***输出较低，为充分利用***制冷制热能力，利用峰谷电价提升电网效率及区域供冷供热***经济效益，蓄能***及用户分布式蓄能***均运行蓄能工况，制冷制热***输出分为两个部分，一部分对外输出供应用户末端使用及用户分布式蓄能***蓄能，另一部分输送至蓄能***进行蓄能。
2.白天低负荷工况，制冷制热***输出。蓄能***及用户分布式蓄能***根据用户负荷情况调节输出。
3.白天峰值负荷工况，制冷制热***与蓄能***及用户分布式蓄能***联合输出。
4.一般以24h为一个周期，一个周期内，除特殊要求的安全余量外，蓄能量应充分释放，不应有余量。
如图2，用户接入***D与用户分布式蓄能***E及用户末端通过控制阀组Va～Vf连接及切换。Va与Vb安装于用户板式换热器用户侧供回水主管，Va与Vb连锁同时启停，负责切换用户板式换热器工作状态；Vc与Vd安装于用户分布式蓄能装置供回水主管，Ve与Vf连锁同时启停，负责切换用户分布式蓄能装置工作状态；Ve与Vf安装于用户空调末端供回水主管，负责切换用户末端用能与分布式蓄能装置蓄能状态。
根据用户负荷情况，一般可按以下情况运行：
1.用户板式换热器直供。此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc与阀组Vd关闭，阀组Ve与阀组Vf开启。用户通过用户循环泵利用板式换热器换取的冷热量进行供能。
2.用户分布式蓄能装置蓄能，同时用户末端用能。阀组Va～阀组Vf全部打开。用户二次侧循环水通过用户板式换热器换热后分别输送至用户末端用能及用户分布式蓄能装置蓄能。
3.用户分布式蓄能装置蓄能。此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc与阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf关闭。此时用户末端无负荷，用户板式换热器换取的热量全部通过分布式蓄能装置蓄能。
4.用户分布式蓄能装置供能。此时阀组Va与阀组Vb关闭，阀组Vc与阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf开启。此时用户仅通过用户分布式蓄能***利用供能泵供能，与区域供冷供热***相对独立运行。
5.用户分布式蓄能装置与用户板式换热器联合供能。此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc关闭，阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf开启。此时用户为峰值供能工况。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式蓄能空调***，其特征在于：包括制冷制热***、蓄能***、输配***、用户接入***、用户末端***及用户分布式蓄能***；其中，
制冷制热***利用制冷制热设备制取冷冻水或热水输送至输配***；或者制冷制热***制取低温蓄冷或高温蓄热介质输送至蓄能***，蓄能***利用制冷制热***制取的低温蓄冷或高温蓄热介质进行蓄能并配置有释能装置；输配***将冷冻水或热水输送并分配至用户接入***，经热交换后送回制冷制热***、蓄能***；用户接入***将输配***所输送的冷冻水、热水与用户末端***或用户蓄冷***进行冷热交换，用户末端***与用户分布式蓄能***也能够进行热交换；
用户接入***与用户分布式蓄能***及用户末端通过控制阀组Va～阀组Vf连接及切换，阀组Va与阀组Vb连锁同时启停，阀组Ve与阀组Vf连锁同时启停；根据用户负荷情况，按以下情况运行：
(1)用户板式换热器直供：此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc与阀组Vd关闭，阀组Ve与阀组Vf开启；用户通过用户循环泵利用板式换热器换取的冷热量进行供能；
(2)用户分布式蓄能装置蓄能，同时用户末端用能：阀组Va～阀组Vf全部打开；用户二次侧循环水通过用户板式换热器换热后分别输送至用户末端用能及用户分布式蓄能装置蓄能；
(3)用户分布式蓄能装置蓄能：此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc与阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf关闭；此时用户末端无负荷，用户板式换热器换取的热量全部通过分布式蓄能装置蓄能；
(4)用户分布式蓄能装置供能：此时阀组Va与阀组Vb关闭，阀组Vc与阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf开启；此时用户仅通过用户分布式蓄能***利用供能泵供能，与区域供冷供热***相对独立运行；
(5)用户分布式蓄能装置与用户板式换热器联合供能：此时阀组Va与阀组Vb开启，阀组Vc关闭，阀组Vd开启，阀组Ve与阀组Vf开启；此时用户为峰值供能工况。
2.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述制冷制热***为独立制冷及制热装置或者冷热同源制冷制热设备。
3.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述蓄能***为冰蓄冷***或者水蓄能***。
4.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述输配***包括输送水泵及输配管网，输送水泵通过输配管网将冷冻水及热水输送至用户接入***。
5.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述用户接入***包括用户换热板换及自控控制***，根据用户需求设置供冷、供热及供冷供热板换，分别实现冷量、热量及冷热量分配与交换。
6.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述用户分布式蓄能***为蓄能密度小、兼顾蓄冷蓄热功能的水蓄能***，用户分布式蓄能***与用户接入***相连接进行蓄能及释能。
7.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述制冷制热***与蓄能***能够联合运行或者独立运行；联合运行时，分为串联运行与并联运行两种模式，串联运行时可提升供回水温差，减少输送能耗；并联运行时，可提升能源站整体输出。
8.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述用户接入***与用户分布式蓄能***能够联合或者独立运行；独立运行时，用户分布式蓄能***仅在用户无负荷时蓄能，释能时单独释能；联合运行时，用户分布式蓄能***可在用户用能的同时，同步蓄能及释能。
9.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述制冷制热***、蓄能***及输送***的输送水泵位于集中供能站，输送管网沿市政道路敷设，用户接入***及用户蓄能装置位于用户换热间。
10.根据权利要求1所述分布式蓄能空调***，其特征在于：所述分布式蓄能***设置有自动控制***，根据供能站制冷制热***与蓄能***输出、用户负荷情况与用户分布式蓄能***蓄能及释能情况，自动调节各子***出力，提升运行经济性。
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