自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機的製作方法
2023-06-28 03:33:26 1
專利名稱：自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機的製作方法
技術領域：
本發明屬於中央空調製造技術領域，特別涉及到一種自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機。
背景技術：
能源危機以及全球氣候變暖已經是全世界共同面臨的問題，使用效率更高的設備、利用可再生能源、消減碳排放量等解決上述問題的措施成為了各國的研究對象。目前，空調市場需求飛速增長，空調耗能也隨之激增，在整個建築能耗中空調系統能耗佔了相當大的比例，故而空調系統效率的提升、性能的優化尤為重要。中央空調系統是按照最大負荷需求進行設計的，然而在實際運行中大部分時間會 在部分負荷區域運行，在水路循環系統中水泵做為最大的能耗單元如不進行實時調控，則會造成極大的能源浪費。在中央空調冷熱源主機設備選擇上滿液式水源熱泵以其高效節能的特點，近年來在我國有著越來越廣泛的應用，其運行能效遠遠高於普通水冷機組、空氣源熱泵或其它製冷/供暖方式。在其應用上通常會專門為機組配置專用機房用於安裝機組設備和水力系統部件。水地源機組(包括滿液式水源熱泵機組)的製冷和制熱切換通常在負荷水側完成，這種方式使得冷熱源水和用戶側水會相互混合，當用戶水質特殊時存在兩側水交叉汙染的可能性，而且這種水源熱泵機組的機房佔地面積較大，工程安裝複雜。目前，大多數廠家只提供冷熱源主機設備，其控制系統也僅針對機組本身的壓縮機、節流機構等部件進行控制，有些廠家會留有外部水力系統水泵啟停的控制接點。當用戶要實現整個中央空調系統的集中控制管理及遠程監控時，需要另外配置一套控制系統，操作維護的整體性及兼容性比較差。
發明內容
本發明的目的是提出一種自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，以節約能源和方便安裝使用和維護。本發明的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機包括具有水源側回水接口和水源側供水接口的水源管路、具有用戶側回水接口和用戶側供水接口的用戶管路、用於用戶管路和水源管路熱交換的熱泵機組，關鍵在於所述用戶管路和水源管路上均設置有水泵、流量計及溫度傳感器，所述用戶管路的用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設置有壓差變送器，用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設有旁通支路，所述旁通支路設置有一個連續電動二通閥；所述熱泵機組、水泵、流量計、溫度傳感器、壓差變送器及連續電動二通閥均與一個控制器連接。上述一體機的控制器可以同時對熱泵機組、用戶管路和水源管路組成的水力系統、用戶負荷側進行集中控制，具體來說，具有下述功能1、根據用戶管路水溫信號來控制熱泵機組的開啟和容量調節。2、根據用戶管路和水源管路的水溫信號、流量信號以及用戶側回水接口和用戶側供水接口之間的壓力差信號來控制水泵的工作以及用戶側回水接口和用戶側供水接口之間連續電動二通閥的開度，以保證一體機組高效運行。進一步 地，所述控制器預留有用於與用戶側空調機組水路電動調節閥連接的控制接點。一般來說，所述用戶管路的用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設置有多個用戶接點，所述用戶接點設置有兩端分別與用戶側回水接口、用戶側供水接口連通的電動調節閥，控制器可以與所述電動調節閥連接並控制其工作，以實現對用戶負荷端進行開啟控制。進一步地，所述控制器設置有用於與上位機連接的接口，便於用戶進行遠程監控。進一步地，所述用戶管路和水源管路均連接有膨脹水箱，以收容和管路中水的脹縮量，從而平衡水量及壓力。進一步地，所述用戶管路和水源管路上均設置有水處理裝置，以保證水質滿足系統運行要求。進一步地，所述熱泵機組為製冷劑側切換的滿液式水源熱泵機組，通過內置換向閥組件切換實現機組冷熱源的高效供應。進一步地，所述熱泵機組、水泵、流量計、溫度傳感器、壓差變送器、旁通支路、連續電動二通閥均設置於同一個箱體內。這樣結構緊湊可靠，佔地面積小，可安裝在室外，無需專用機房，工程安裝量小，方便用戶使用。綜上所述，本發明將冷熱源主機設備和水力系統組件結合為一體置於箱體內，整個裝置結構緊湊可靠，佔地面積小，可安裝在室外，無需專用機房，工程安裝量小，方便用戶使用。本發明的一體機功能齊全，能夠實現冷熱源主機設備、水力系統、用戶負荷側控制閥門的集中控制和用戶的遠程監控，尤其是系統能夠根據用戶負荷側的變化進行變流量控制，保證機組高效節能運行，同時便於用戶實現智能化管理。
圖I為本發明的一個實施例的結構示意圖。其中圖中的附圖標記為1----滿液式水源熱泵機組；2、7----膨脹水箱；3、
8-----水處理裝置；4、9-----水泵；5、10——流量計；6-----電動二通閥；11 15——溫
度傳感器；16——壓差變送器；17——控制器;18、19——變頻器；20——RS485接口 ；21——箱體；22——電動調節閥；23——上位機。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。實施例I :如圖I所示，本本發明的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機為地下環路式水源熱泵機組，實線21為箱體，其內部為一體機的設備，包括滿液式水源熱泵機組I、膨脹水箱2和7、水處理裝置3和8、水泵4和9、流量計5和10、電動二通閥6、溫度傳感器11 15、壓差變送器16、變頻器18和19、控制器17。水源管路具有水源側回水接口和水源側供水接口，用戶管路具有用戶側回水接口和用戶側供水接口，水源管路和用戶管路通過滿液式水源熱泵機組I進行熱交換。用戶側回水管道與水處理裝置3的入口連接，其連接管路上安裝有膨脹水箱2，水處理裝置3的出口與用戶側循環水泵4、流量計5依次連接。水處理裝置3的作用是對系統循環水進行軟化和除垢，經水處理裝置3處理過的循環水流經用戶側循環水泵4和流量計5，進入滿液式水源熱泵機組I的用戶側換熱器，與滿液式水源熱泵機組I內的製冷劑進行換熱後通向用戶側供水管路。在用戶側供、回水管路之間設有旁通支路，旁通支路設置有連續電動二通閥6，可以根據需要旁通部分用戶側循環水回主機換熱器。水源側供水管路依次與水處理裝置8、水源側循環水泵9、流量計10連接，在水處理裝置8進口處管路上安裝有膨脹水箱7，水源側循環水經水處理裝置8處理後流經用戶側循環水泵9和流量計10，進入滿液式水源熱泵機組I的水源側換熱器，與滿液式水源熱泵機組I內的製冷劑進行換熱後流向水源側回水管路。在水源管路和用戶管路所組成的水力系統管路上配置有5個溫度傳感器和I個壓差變送器16，溫度傳感器11用於測量用戶側回水溫度，測點位於供回水旁通支路之前的用 戶側回水管路上。溫度傳感器12和溫度傳感器13分別位於用戶側換熱器進、出水管口，以用於測量用戶側進、出水溫度。溫度傳感器14和溫度傳感器15用於測量水源側回水和送水溫度，測點位於水源側換熱器出水管口和進水管口上。壓差變送器16用於測量用戶側供回水管路壓力差，壓差變送器16兩端分別接於用戶側供、回管路之間。用戶側流量計5採集到的用戶側換熱器流量、溫度傳感器11 13採集到的各點處的溫度以及壓差變送器16採集到的用戶側供、回水管路壓力差數據傳輸到智能控制器17，所述智能控制器17通過一流量控制模型進行用戶側水泵變頻器18頻率和連續電動二通閥6開度的控制，從而達到用戶側供水流量以及用戶側換熱器循環水流量的控制，所述流量控制模型的輸入參數為液體目標流量與液體實測流量的偏差el以及偏差el的變化量eel,目標流量通過採集到的溫度、壓差以及主機當前運轉情況等參數通過計算而確定，其輸出參數為用戶側循環水泵4對應變頻器18的頻率fl和電動連續二通閥6開啟度U。控制器17採集到的水源側供、回水溫度以及主機當前運行情況等參數後，計算出水源側目標流量與流量計10實測流量的偏差e2以及偏差e2的變化量ec2，從而確定水源側水泵變頻器19的頻率f2，控制水泵9的運行。滿液式水源熱泵機組I可單獨配置控制器通過通訊與控制器17連接進行控制，也可以將機組運行相關參數採集到控制器17直接進行控制，同時控制器17與用戶負荷端的電動調節閥22連接，用於根據需求調節負荷側流量。智能控制器17配有RS485接口 20，用於與上位機23進行MODBUS通訊，實現用戶遠程監控目的。與上位機的通訊方式在實際實施時不限於上述一種模式，客戶可根據實際所需選擇，諸如GPRS網絡、區域網路等，實現方式不在此說明中贅敘。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本發明的保護範圍由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，包括具有水源側回水接口和水源側供水接口的水源管路、具有用戶側回水接口和用戶側供水接口的用戶管路、用於用戶管路和水源管路熱交換的熱泵機組，其特徵在於所述用戶管路和水源管路上均設置有水泵、流量計及溫度傳感器，所述用戶管路的用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設置有壓差變送器，用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設有旁通支路，所述旁通支路設置有一個連續電動二通閥；所述熱泵機組、水泵、流量計、溫度傳感器、壓差變送器及連續電動二通閥均與一個控制器連接。
2.根據權利要求I所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述控制器預留有用於與用戶側空調機組水路電動調節閥連接的控制接點。
3.根據權利要求2所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述控制器設置有用於與上位機連接的接口。
4.根據權利要求3所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述用戶管路和水源管路均連接有膨脹水箱。
5.根據權利要求4所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述用戶管路和水源管路上均設置有水處理裝置。
6.根據權利要求5所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述熱泵機組為製冷劑側切換的滿液式水源熱泵機組。
7.根據權利要求6所述的自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，其特徵在於所述熱泵機組、水泵、流量計、溫度傳感器、壓差變送器、旁通支路、連續電動二通閥均設置於同一個箱體內。
全文摘要
本發明提出了一種自變流量的水源熱泵智能集中控制一體機，以節約能源和方便安裝使用和維護。該一體機包括具有水源側回水接口和水源側供水接口的水源管路、具有用戶側回水接口和用戶側供水接口的用戶管路、用於用戶管路和水源管路熱交換的熱泵機組，用戶管路和水源管路上均設置有水泵、流量計及溫度傳感器，用戶管路的用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設置有壓差變送器，用戶側回水接口和用戶側供水接口之間設有旁通支路，旁通支路設置有一個連續電動二通閥；熱泵機組、水泵、流量計、溫度傳感器、壓差變送器及連續電動二通閥均與一個控制器連接。本發明能夠進行變流量控制，保證機組高效節能運行，同時結構緊湊可靠，方便安裝、使用和維護。
文檔編號F24F5/00GK102809195SQ20111014129
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者陳穎, 金輝, 劉一民, 楊長武, 葉倩, 師紅亮 申請人:崑山臺佳機電有限公司