一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)及其運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中央空調(diào)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種用水環(huán)路將室內(nèi)小型的水/空氣熱泵機(jī)組并聯(lián)在一起，形成一個(gè)封閉環(huán)路，構(gòu)成一套回收建筑物內(nèi)部余熱作為低位熱源的熱泵供暖、供冷的空調(diào)系統(tǒng)。典型的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)由三部分組成:(I)末端機(jī)組，即室內(nèi)小型水/空氣熱泵機(jī)組；(2)循環(huán)水環(huán)路；(3)輔助設(shè)備，如冷卻塔、加熱設(shè)備、蓄熱裝置等。
[0003]水環(huán)熱泵優(yōu)點(diǎn)在于:可以同時(shí)供冷供暖，適合具有內(nèi)外區(qū)的大型綜合體建筑；系統(tǒng)布置簡潔、靈活，設(shè)計(jì)方便，設(shè)計(jì)周期短，施工方便；運(yùn)行調(diào)節(jié)方便，具節(jié)能性。因此，該系統(tǒng)在很多大型綜合體中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有良好的應(yīng)用。
[0004]水環(huán)熱泵系統(tǒng)中，不同末端機(jī)組可同時(shí)運(yùn)行在制熱與制冷模式，運(yùn)行模式由所負(fù)擔(dān)房間負(fù)荷決定。夏季，所有末端機(jī)組均需負(fù)擔(dān)冷負(fù)荷，處于制冷模式。冬季，外區(qū)末端機(jī)組負(fù)擔(dān)熱負(fù)荷，處于制熱模式；內(nèi)區(qū)，末端機(jī)組負(fù)擔(dān)冷負(fù)荷，處于制冷模式。冬季，水環(huán)熱泵通過循環(huán)水環(huán)路將內(nèi)區(qū)余熱作為外區(qū)末端機(jī)組制熱的低位熱源，從而達(dá)到提高機(jī)組制熱效率、節(jié)能的目的。
[0005]水環(huán)熱泵實(shí)際運(yùn)行過程中，還存在進(jìn)一步提高節(jié)能效果的空間。比如:冬季內(nèi)區(qū)末端機(jī)組處于制冷模式，在冷負(fù)荷較低時(shí)仍需運(yùn)行，造成壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間過長，能耗增加；冬季，甚至過渡季，為了負(fù)擔(dān)外區(qū)熱負(fù)荷，外區(qū)末端機(jī)組處于制熱模式，可能在內(nèi)區(qū)冷負(fù)荷較低時(shí)形成低溫循環(huán)水，可提供的低成本冷量未得到充分利用。
[0006]因此，如何縮短末端機(jī)組壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，合理利用低溫循環(huán)水，降低水環(huán)熱泵運(yùn)行成本，減少能耗，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有水環(huán)熱泵系統(tǒng)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，通過循環(huán)水盤管與室內(nèi)水/空氣熱泵機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，解決目前系統(tǒng)中存在的上述缺陷。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明提供一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括循環(huán)水系統(tǒng)及與循環(huán)水系統(tǒng)連通的用戶末端機(jī)組(多臺(tái))。
[0010]其中，循環(huán)水系統(tǒng)包括由管道連接的冷卻塔、鍋爐(輔助熱源)、循環(huán)水泵。
[0011]用戶末端機(jī)組包括壓縮機(jī)、氣液分離器、四通換向閥、循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器、雙向流通閥組、空氣蒸發(fā)/冷凝器、循環(huán)水盤管、第一電動(dòng)閥門、第二電動(dòng)閥門、循環(huán)水溫度傳感器，以及用于末端用戶運(yùn)行模式控制的末端機(jī)組控制器。
[0012]其中，壓縮機(jī)的出口與四通換向閥第一端口連接，四通換向閥的第二端口與氣液分離器入口相連，氣液分離器的出口與壓縮機(jī)的入口相連；四通換向閥的第三、四端口與循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器制冷劑第一進(jìn)/出口和空氣蒸發(fā)/冷凝器制冷劑第一進(jìn)/出口相連，循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器制冷劑第二進(jìn)/出口與空氣蒸發(fā)/冷凝器制冷劑第二進(jìn)/出口通過雙向流通閥組相連，形成制冷劑回路；
[0013]循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器中循環(huán)水由管道經(jīng)第一電動(dòng)閥門形成熱泵支路，循環(huán)水盤管中循環(huán)水由管道經(jīng)第二電動(dòng)閥門形成盤管支路，熱泵支路與盤管支路并聯(lián)，該并聯(lián)通路的循環(huán)水通過管道連接三通、冷卻塔與旁通管形成的并聯(lián)支路、三通、鍋爐(輔助熱源)與旁通管形成的并聯(lián)支路、循環(huán)水泵、最后與并聯(lián)通路的進(jìn)口端相連，形成熱泵/盤管復(fù)合循環(huán)水回路；
[0014]循環(huán)水溫度傳感器的溫度探頭接入循環(huán)水系統(tǒng)中，并布置在循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器與循環(huán)水盤管并聯(lián)通路出口的下游干管區(qū)域，用以檢測循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器或循環(huán)水盤管后的水溫；
[0015]循環(huán)水溫度傳感器采集的信號輸入末端機(jī)組控制器，末端機(jī)組控制器輸出的信號控制第一電動(dòng)閥門、第二電動(dòng)閥門及壓縮機(jī)；
[0016]在本發(fā)明中，根據(jù)室內(nèi)不同冷熱負(fù)荷，以及循環(huán)水溫度傳感器檢測的循環(huán)水溫與轉(zhuǎn)換溫度ts的關(guān)系，用戶末端機(jī)組分為三種運(yùn)行模式。
[0017]模式一:供熱模式。當(dāng)室內(nèi)存在熱負(fù)荷，四通換向閥動(dòng)作，用戶末端機(jī)組熱泵系統(tǒng)工作在制熱模式。壓縮機(jī)運(yùn)行，第一電動(dòng)閥門開啟，循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)吸熱、循環(huán)水放熱降溫，空氣蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)制冷劑冷凝放熱、空氣吸熱升溫。第二電動(dòng)閥門關(guān)閉，循環(huán)水盤管內(nèi)循環(huán)水不流動(dòng)。
[0018]模式二:熱泵制冷模式。當(dāng)室內(nèi)存在冷負(fù)荷且循環(huán)水溫度傳感器檢測的循環(huán)水溫高于轉(zhuǎn)換溫度ts，四通換向閥動(dòng)作，用戶末端機(jī)組熱泵系統(tǒng)工作在制冷模式。壓縮機(jī)運(yùn)行，第一電動(dòng)閥門開啟，循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)制冷劑冷凝放熱、循環(huán)水吸熱升溫，空氣蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)吸熱、空氣放熱降溫。第二電動(dòng)閥門關(guān)閉，循環(huán)水盤管內(nèi)循環(huán)水不流動(dòng)。
[0019]模式三:循環(huán)水盤管制冷模式。當(dāng)室內(nèi)存在冷負(fù)荷且循環(huán)水溫度傳感器檢測的循環(huán)水溫低于轉(zhuǎn)換溫度ts，壓縮機(jī)停止運(yùn)行，第一電動(dòng)閥門關(guān)閉，用戶末端機(jī)組熱泵系統(tǒng)不工作，制冷劑不流動(dòng)，循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器與空氣蒸發(fā)/冷凝器不換熱。第二電動(dòng)閥門開啟，循環(huán)水盤管內(nèi)循環(huán)水流動(dòng)，循環(huán)水盤管吸熱升溫、空氣放熱降溫。利用低溫循環(huán)水提供的冷量滿足室內(nèi)冷負(fù)荷需求，不需開啟末端機(jī)組的制冷系統(tǒng)，節(jié)能。
[0020]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0021]本發(fā)明涉及的內(nèi)置循環(huán)水盤管水環(huán)熱泵系統(tǒng)采用“循環(huán)水盤管制冷”模式運(yùn)行時(shí)，在循環(huán)水回水溫度低于控制溫度％時(shí)，不開啟用戶末端機(jī)組的制冷系統(tǒng)，利用低溫循環(huán)水的冷量冷卻循環(huán)水盤管，滿足室內(nèi)供冷需求。從而，有效縮短用戶末端機(jī)組中壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，節(jié)能、節(jié)電，減少噪音，降低運(yùn)行費(fèi)用。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)示意圖。
[0023]【附圖符號說明】1.壓縮機(jī)；2.氣液分離器；3.四通換向閥；4.循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器；5.雙向流通閥組；6.空氣蒸發(fā)/冷凝器；7.循環(huán)水盤管；8.冷卻塔；9.鍋爐(輔助熱源)；10.循環(huán)水泵；11.第一電動(dòng)閥門；12.第二電動(dòng)閥門；13.循環(huán)水溫度傳感器；14.末端機(jī)組控制器；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1本發(fā)明提供一種內(nèi)置循環(huán)水盤管的水環(huán)熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法，該系統(tǒng)包括循環(huán)水系統(tǒng)及與循環(huán)水系統(tǒng)連通的用戶末端機(jī)組(多臺(tái))。
[0026]其中，循環(huán)水系統(tǒng)包括由管道連接的冷卻塔8、鍋爐(輔助熱源)9、循環(huán)水泵10。
[0027]用戶末端機(jī)組包括壓縮機(jī)1、氣液分離器2、四通換向閥3、循環(huán)水蒸發(fā)/冷凝器4、雙向流通閥組5、空氣蒸發(fā)/冷凝器6、循環(huán)水盤管7、第一電動(dòng)閥門11、第二電動(dòng)閥門12、循環(huán)水溫度傳感器13，以及用于末端用戶運(yùn)行模式控制