專利名稱：智能水蓄冷(海水能源)節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是海水能源與水蓄冷智能集成的節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)，尤其在海濱區(qū)域?qū)嵤┘泄├涔?jié)能效果顯著。屬于新能源與高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、海水能源中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)
①海水能源中央空調(diào)原理
海水能源空調(diào)技術(shù)是利用海洋這個巨大的可再生能源庫，將海洋作為中央空調(diào)冷卻水熱匯。海水空調(diào)主要是利用海水的自然熱量和冷量來取暖和制冷，它主要通過少量的高位能輸入，實(shí)現(xiàn)低位能向高位能轉(zhuǎn)移，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供熱、制冷系統(tǒng)。例如:在地處夏熱冬暖地區(qū)的海南，制冷產(chǎn)生的廢熱可回收制取免費(fèi)或廉價的熱水，實(shí)現(xiàn)“冷氣+熱水”雙聯(lián)供(在其他地區(qū)可實(shí)現(xiàn)“冷氣+暖氣+熱水”三聯(lián)供)。從理論上講，它只需要消耗I千瓦的能量，便可以獲得4 6千瓦的能量。海水空調(diào)技術(shù)主要是利用海陸的熱力性質(zhì)差異。由于海洋相對于大陸存在熱力性質(zhì)上的滯后，因此利用其溫度與陸上溫度的不同步性，再運(yùn)用空調(diào)原理，從海水獲得冷量(或熱量)。我們知道，在沿海地區(qū)，當(dāng)炎熱夏季來臨的時候，海水溫度還比較低，非常適合我們使用空調(diào)制冷產(chǎn)生廢熱的冷卻；當(dāng)舒適冬季來臨的時候，海水溫度還比較高，而此時我們剛好也基本不使用空調(diào)冷氣了，但仍可以利用其制取廉價的熱水。利用夏季海水溫度較低且穩(wěn)定的特點(diǎn)，采用海水源熱泵技術(shù)進(jìn)行制冷并回收廢熱提供免費(fèi)或廉價的熱水，節(jié)省能源和客戶的能源成本支出。②海水能源中央空調(diào)節(jié)能節(jié)電率計算 COP =制冷量/輸入功率。在制冷工況下，風(fēng)冷熱泵在24 37°C運(yùn)行，其熱泵機(jī)組COP值在2.81 3.67，室外空氣每降低I度，熱泵機(jī)組COP值提高1.8% 2.3% ;海水源熱泵在海水溫度16 30°C之間運(yùn)行，其熱泵機(jī)組COP值達(dá)到3.79 5.04，蒸發(fā)器進(jìn)水溫度每降低I度，熱泵機(jī)組COP值提高2% 2.5%。由此可見海水源熱泵機(jī)組COP值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于風(fēng)冷熱泵。在負(fù)荷相同狀況下，海水源熱泵機(jī)組能耗比風(fēng)冷熱泵機(jī)組低，計算如下:
(3.79 — 2.81)/2.81 = 34.9%, (5.04 — 3.67) /3.67 = 37.3%,即 35%左右，保守取30%。2、水蓄冷中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)
①水蓄冷中央空調(diào)原理
水蓄冷技術(shù)是將夜間電網(wǎng)多余的谷段電力與水的顯熱相結(jié)合來蓄冷，并在白天用電高峰時段使用蓄藏的低溫冷凍水提供空調(diào)用冷。即空調(diào)主機(jī)晚上谷段電價制冷通過蓄冷裝置蓄冷，高峰電價時段空調(diào)主機(jī)盡量不開機(jī)，為電網(wǎng)“移峰填谷”而節(jié)約電費(fèi)支出。水蓄冷是利用水溫變化儲存顯熱量的蓄能技術(shù)。一般水蓄冷溫度為4 6°C (5°C)，蓄冷溫差為6 10°C (8°C)，單位蓄冷能力為7 11.6千瓦時/立方米(9.3千瓦時/立方米)。蓄冷裝置可設(shè)置在地下、空閑地等。水蓄冷中央空調(diào)利用移峰填谷電力需求側(cè)技術(shù)，節(jié)省資源和能源及客戶能源成本支出。②水蓄冷中央空調(diào)節(jié)能節(jié)電率計算
通過夏熱冬暖地區(qū)海南省部分典型客戶的水蓄冷節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)解決方案數(shù)據(jù)，可得出水蓄冷節(jié)電率為35%左右，保守取30%。

發(fā)明內(nèi)容
1、要解決的技術(shù)問題
為解決單獨(dú)實(shí)施海水能源、水蓄冷中央空調(diào)節(jié)能效益不顯著問題，為使(海南等區(qū)域)臨?？稍偕茉春Ｋ茉春?海南等區(qū)域)最新實(shí)行的分時用電政策得到充分利用，依靠科技創(chuàng)新大規(guī)模實(shí)現(xiàn)電力需求側(cè)節(jié)能，發(fā)明“水蓄冷+海水能源”中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)，即“智能水蓄冷(海水能源)節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)”。2、技術(shù)方案
將海水能源與水蓄冷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新融合和系統(tǒng)集成。系統(tǒng)運(yùn)行時，利用水泵將除沙處理后的低溫海水送入換熱器，低溫海水與從冷凝器流出的進(jìn)入換熱器高溫冷卻淡水進(jìn)行熱交換，換熱后溫度降低的冷卻淡水流出換熱器進(jìn)入冷凝器為中央空調(diào)機(jī)組降溫，換熱后溫度升高的海水匯入浩瀚的大海，實(shí)現(xiàn)將海水作為熱匯的海水能源利用。利用“DDC (PLC)、傳感器、執(zhí)行器、因特網(wǎng)、軟件等”構(gòu)成建筑能源物聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)機(jī)組容量、負(fù)荷、電力供應(yīng)時段進(jìn)行集中水蓄冷和集中供冷的合理調(diào)配，即電力低谷時段中央空調(diào)機(jī)組全力集中蓄冷，在電力非低谷時段中央空調(diào)機(jī)組按需放冷，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)智能監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)省能源和客戶能源成本支出(50%以上)。3、有益效果
利用可再生能源海水能源集中蓄冷和供冷，環(huán)保節(jié)能，節(jié)省能源成本支出50%?！八罾?海水能源”中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能節(jié)電率計算
①在負(fù)荷相同的情況下，我們把普通中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗設(shè)定為H；
②采用海水能源后，節(jié)電為H*30%(即O. 3H)，能耗為H*70% (即O. 7H);
③采用水蓄冷后，節(jié)電為O.7H*30% (即O. 21H)，能耗為O. 7H*70% (即O. 49H);
④“海水能源+水蓄冷”中央空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)合節(jié)電為(O.3H + O. 21H)，即O. 51H，即綜合節(jié)電率為51%，即50%以上(可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用一半以上)，保守取50%。


在圖1 (智能水蓄冷(海水能源)節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖)中，1、2為蓄冷閥門，
3、4為供冷閥門，5、6為放冷閥門，7為蓄冷水泵,8為放冷水泵,9為供冷水泵，10為冷卻水泵，11為海水循環(huán)水泵，12為智能控制系統(tǒng)(ICS)，13為大型蓄冷裝置，14為區(qū)域中央空調(diào)用戶，15為并聯(lián)冷水機(jī)組蒸發(fā)器，16為并聯(lián)冷水機(jī)組冷凝器，17為板式換熱器，18為海水提取裝置，19為海水溫度傳感器，20為冷凍水供水溫度傳感器，21為蓄冷溫度傳感器。蓄冷模式1、2蓄冷閥門打開，3、4、5、6閥門關(guān)閉，7蓄冷水泵工作，冷機(jī)工作。放冷模式5、6放冷閥門打開，1、2、3、4閥門關(guān)閉，8放冷水泵工作，冷機(jī)不工作。
供冷模式3、4供冷閥門打開，1、2、5、6閥門關(guān)閉，9供冷水泵工作，冷機(jī)工作。蓄冷供冷模式1、2蓄冷閥門打開，3、4供冷閥門打開，5、6閥門關(guān)閉，7蓄冷水泵工作，9供冷水泵工作，冷機(jī)工作。
具體實(shí)施例方式該發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)是多技術(shù)集成的節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)，其主要用途為大中型建筑和區(qū)域建筑，同時項(xiàng)目所在地為海濱區(qū)域并實(shí)施分時用電政策。即可在海濱區(qū)域各個單位進(jìn)行實(shí)施，也可在海濱區(qū)域建立大型集中蓄冷供冷站，后者是今后發(fā)展的方向。該發(fā)明利用沿海地區(qū)當(dāng)?shù)厝≈槐M用之不竭的可再生能源(海水能源)，節(jié)能環(huán)保，系統(tǒng)穩(wěn)定，能為客戶提供清潔、便利、優(yōu)質(zhì)的舒適環(huán)境(冷氣熱水聯(lián)供)，同時大大降低用戶的能耗成本和國家的有限資源消耗，對本地區(qū)優(yōu)勢資源(海水能源、分時用電政策等)綜合利用和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)(海洋、新能源及節(jié)能、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)業(yè))技術(shù)提升具有重大影響。為進(jìn)一步提高海水能源空調(diào)系統(tǒng)的效能，除對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化外，未來在海南等地區(qū)廣闊的海岸線實(shí)施“海水能源+水蓄冷”的集中供冷\供暖\供熱水“三聯(lián)供”、集中供冷\供熱水“雙聯(lián)供”、集中供冷或集中供暖的“單供”工程模式的靈活組合，集中供冷站采用海水對空調(diào)機(jī)組進(jìn)行冷卻的方式，提高機(jī)組C0P,進(jìn)一步節(jié)能節(jié)電。設(shè)計建設(shè)動力機(jī)房設(shè)計安裝海水源空調(diào)機(jī)組、換熱設(shè)備、水泵設(shè)備、傳感器及智能控制系統(tǒng)等。設(shè)計建設(shè)海水取水裝置在海邊處設(shè)計建設(shè)海水取水裝置、海水輸送管道、海水除沙凈化裝置等。設(shè)計建設(shè)水蓄冷裝置設(shè)計并建設(shè)大型水蓄冷裝置，裝置可采用金屬結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。設(shè)計建設(shè)末端空調(diào)系統(tǒng)在用戶建筑內(nèi)設(shè)計安裝中央空調(diào)的末端設(shè)備等。設(shè)計建設(shè)管道系統(tǒng)設(shè)計安裝管道系統(tǒng)，利用管道、閥門等將系統(tǒng)有機(jī)的連接起來傳輸能量。
權(quán)利要求
1.智能水蓄冷(海水能源)節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)是一種全新的節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是:將海水能源與水蓄冷技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新融合和集成；系統(tǒng)節(jié)約能源成本支出(50%以上)。
2.海水能源與水蓄冷技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新融合和集成，其特征是:利用海水凈化裝置、海水提升裝置、換熱設(shè)備、輸送管道、電動閥門、變頻水泵、傳感器、控制系統(tǒng)等將海水能源系統(tǒng)、水蓄冷系統(tǒng)、冷水機(jī)組、客戶組成一種全新的節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)蓄冷、放冷、供冷、蓄冷供冷等多種節(jié)能模式運(yùn)行。
3.系統(tǒng)節(jié)約能源成本支出(50%以上)，其特征是:該系統(tǒng)運(yùn)行時，利用水泵將除沙處理后的低溫海水送入換熱器，低溫海水與從冷凝器流出的進(jìn)入換熱器高溫冷卻淡水進(jìn)行熱交換，換熱后溫度降低的冷卻淡水流出換熱器進(jìn)入冷凝器為中央空調(diào)機(jī)組降溫，換熱后溫度升高的海水匯入浩瀚的大海，實(shí)現(xiàn)將海水作為熱匯的海水能源利用；利用“DDC (PLC)、傳感器、執(zhí)行器、因特網(wǎng)、軟件等”構(gòu)成建筑能源控制系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)組容量、負(fù)荷、電力供應(yīng)時段進(jìn)行集中水蓄冷和集中供冷的合理調(diào)配，即電力低谷時段中央空調(diào)機(jī)組全力集中蓄冷，在電力非低谷時段中央空調(diào)機(jī)組按需放冷，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)智能監(jiān)控；利用供冷產(chǎn)生的廢熱制取廉價甚至免費(fèi)的生活熱水。`
全文摘要
本發(fā)明名稱為“智能水蓄冷(海水能源)節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)”，所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)椤靶履茉磁c高效節(jié)能”。該發(fā)明利用我國沿海地區(qū)豐富的海水資源(如夏熱冬暖地區(qū)的海南省)、當(dāng)?shù)仡C布的分時電價政策，在用電低谷時段環(huán)境溫度較低時中央空調(diào)機(jī)組(利用可再生能源淺層地?zé)帷Ｋ茉?滿負(fù)荷制取冷水并通過蓄冷裝置蓄能，在用電高峰時段中央空調(diào)機(jī)組停機(jī)或部分停機(jī)，系統(tǒng)對儲存起來的冷水進(jìn)行放冷，可實(shí)現(xiàn)用電需求側(cè)復(fù)合節(jié)能50%左右；該發(fā)明創(chuàng)新利用可再生能源(海水能源)實(shí)現(xiàn)沿海地區(qū)區(qū)域集中蓄冷、供冷、供熱水。技術(shù)創(chuàng)新采用海水能源和水蓄冷集成。該發(fā)明是電力需求側(cè)節(jié)約資源、利用可再生能源的節(jié)能減排項(xiàng)目，屬國家扶持領(lǐng)域。
文檔編號F24F5/00GK103075776SQ20131004702
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者郭永佾 申請人:郭永佾