一種區域三聯供系統及其控制方法
2023-04-24 14:40:36 3
專利名稱：一種區域三聯供系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及地源熱泵系統領域，具體是一種區域三聯供系統及其控制方法。
技術背景
現有的地源熱泵系統為了滿足供冷供暖供熱水的需求，項目較大時，一般配置多臺水源熱泵機組，大型水源熱泵機組多臺分布時，控制各管各，給機房維護及需求控制帶來了較大挑戰首先，多臺機組一般採用水路匯總的問題，負荷低的時候，機組開啟的數量少，各機組工作情況不能互相交流和反饋，若總水流量因負荷第而降低，則每臺機組的水流量都減小，空調效果及機組安全性較差；其次，製冷制熱熱水需求混合需要時，操作機組的數量及附件設備較多，機房工作人員工作量及工作難度加大，不利於系統正常快速工作，第三，單獨管理的情況下，就不能平衡各設備的累計運行時間，造成設備磨損不均。發明內容
本發明的目的是解決以上不足，具體是提供一種區域三聯供系統的機房控制方法，其充分利用客戶對供冷、供暖、熱水的需求，來自動控制機組、水泵、閥門等設備的工作， 為機房人員減少工作量及出錯率，綜合機房設備資源，為客戶節省更多的運行費用及不必要的設備磨損。
本發明的技術方案為一種區域三聯供系統，包括生活熱水儲水箱、空調末端系統、地源換熱系統和水源熱泵機組，所述的區域三聯供系統還包括有蒸發器總管水溫傳感器和冷凝器總管水溫傳感器， 所述的生活熱水儲水箱內設置有生活熱水儲水箱溫度傳感器，所述的水源熱泵機組包括第一水源熱泵機組和第二水源熱泵機組，第一水源熱泵機組包括依次循環連接的第一壓縮機、第一冷凝器、第一節流裝置和第一蒸發器，第二水源熱泵機組包括依次循環連接的第二壓縮機、第二冷凝器、第二節流裝置和第二蒸發器；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第一控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器和第二控制閥依次循環連接；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第一控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器和第二控制閥依次循環連接；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第六控制閥、第二聯動閥、第一冷凝器、第八控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第四控制閥、第二聯動閥、第一冷凝器、第三控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器、第五控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器、第五控制閥依次循環連接；所述的蒸發器總管水溫傳感器設置於第一蒸發器和第二蒸發器的進水管路上；所述的冷凝器總管水溫傳感器設置於第一冷凝器的進水管路上；所述的生活熱水儲水箱與熱水循環水泵、第三聯動閥、第二冷凝器依次循環連接。
所述的區域三聯供系統還包括有輔助換熱系統，所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第四控制閥、第二聯動閥、第一冷凝器、第三控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器、 第五控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器、第五控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接。
一種區域三聯供系統的控制方法，包括以下步驟(1)、關閉模式關閉所有控制閥、聯動閥、空調循環水泵、地源循環水泵和熱水循環水泵；(2)、空調製冷模式手動開啟第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥，當蒸發器總管水溫傳感器檢測水流的溫度>製冷開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組、空調循環水泵、地源循環水泵、第一聯動閥和第二聯動閥，空調末端系統從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、 第一控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，然後再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環，第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣再經過第二控制閥輸送給空調循環水泵，第一冷凝器最後把熱量再經過第三控制閥傳遞給地源換熱系統，釋放到地源換熱系統中；(3)、空調供暖模式手動開啟第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥，當冷凝器總管水溫傳感器檢測水流的溫度<供暖開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組、空調循環水泵、地源循環水泵、第一聯動閥和第二聯動閥，地源換熱系統將從地源吸收的熱依次經地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環將第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一冷凝器把熱量經過第八控制閥傳遞給空調末端系統，釋放到室內供暖；(4)、供熱水模式手動開啟第五控制閥和第七控制閥，當生活熱水儲水箱溫度傳感器檢測生活熱水儲水箱中的水溫 製冷開啟設定值，自動開啟第二水源熱泵機組、熱水循環水泵、空調循環水泵、第五聯動閥、第三聯動閥，空調末端系統將從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、第一控制閥、第五聯動閥傳遞給第二蒸發器，再經過第二水源熱泵機組製冷劑循環第二蒸發器將熱量傳遞給第二冷凝器，第二蒸發器將換熱的冷氣經過第二控制閥傳輸給空調末端系統，同時第二冷凝器把熱量傳遞給生活熱水儲水箱，提高生活熱水儲水箱中熱水的溫度；CN 102538291 A
可以與模式2疊加使用。(6)、供曖/供熱水模式 步驟3和步驟4的疊加使用。所述的空調製冷模式中，當地源換熱系統散熱不足吋，造成冷凝器總管水溫傳感器檢測水流的溫度 > 設定值，啟動第四聯動閥，空調末端系統從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、第一控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，然後再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環，第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣再經過第二控制閥輸送給空調循環水泵，第一冷凝器最後把熱量再經過第三控制閥、第四聯動閥傳遞給輔助換熱器，在輔助換熱器中釋放掉部分熱量，然後餘熱再釋放到地源換熱系統中。所述的空調供曖模式中，當從地源換熱系統吸收不足以滿足供曖時，造成蒸發器總管水溫傳感器檢測水流的溫度 < 設定值，啟動第四聯動閥，地源換熱系統將從地源吸收的熱依次經地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環將第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣經第五控制閥、第四聯動閥傳遞至輔助換熱器吸熱，然後回到地源換熱系統中提高地源換熱系統的熱量儲備，同時第一冷凝器把熱量經過第八控制閥傳遞給空調末端系統，釋放到室內供曖。本發明的優點
本發明為區域三聯供系統，可以一臺或多臺水源熱泵機組的系統，它能解決建築的供冷、供曖、供熱水需求。夏季系統可以製冷，冬季機組可以供曖、四季均可以製備生活熱水， 輔以先進的機房控制方法，為建築提供一套完整的的冷熱熱水需求解決方案，對水源熱泵機組群、水泵、電動閥等設備自動根據客戶需求聯動控制，節能環保，廣泛應用於賓館、酒店、醫院、住宅等場所。
圖1是本發明區域三聯供系統的結構示意圖。其中，1-生活熱水儲水箱、2-空調末端系統、3-地源換熱系統、4-輔助換熱系統、 5-熱水循環水泵、6-空調循環水泵、7-地源循環水泵、8-第一水源熱泵機組、9-第一蒸發器、10-第一冷凝器、11-第二冷凝器、12-第一聯動閥、13-第二聯動閥、14-第三聯動閥、 15-第四聯動閥、16-第一控制閥、17-第二控制閥、18-第三控制閥、19-第四控制閥、20-第五控制閥、21-第六控制閥、22-第七控制閥、23-第八控制閥、M蒸發器總管水溫傳感器、 25-冷凝器總管水溫傳感器、26-生活熱水儲水箱溫度傳感器、27-第五聯動閥、28-第一壓縮機、29-第一節流裝置、30-第二壓縮機、31-第二節流裝置，32-第二蒸發器、33-第二水源熱泵機組。
具體實施例方式一、見圖1，ー種區域三聯供系統，包括生活熱水儲水箱1、空調末端系統2、地源換熱系統3、輔助換熱系統4、蒸發器總管水溫傳感器對、冷凝器總管水溫傳感器25、設置於生活熱水儲水箱1內的生活熱水儲水箱溫度傳感器26、第一水源熱泵機組8和第二水源熱泵機組33，第一水源熱泵機組8包括依次循環連接的第一壓縮觀、第一冷凝器10、第一節流裝置四和第一蒸發器9，第二水源熱泵機組33包括依次循環連接的第二壓縮機30、第二冷凝器11、第二節流裝置31和第二蒸發器32 ；
空調末端系統2與空調循環水泵6、第一控制閥16、第一聯動閥12、第一蒸發器9和第 ニ控制閥17依次循環連接；空調末端系統2與空調循環水泵6、第一控制閥16、第五聯動閥 27、第二蒸發器32和第二控制閥17依次循環連接；所述的空調末端系統2與空調循環水泵 16、第六控制閥21、第二聯動閥13、第一冷凝器10、第八控制閥23依次循環連接；
地源換熱系統3與地源循環水泵7、第四控制閥19、第二聯動閥13、第一冷凝器10、第三控制閥18依次循環連接；地源換熱系統3與地源循環水泵7、第四控制閥19、第二聯動閥 13、第一冷凝器10、第三控制閥18、第四聯動閥15、輔助換熱系統4依次循環連接；
地源換熱系統3與地源循環水泵7、第七控制閥22、第一聯動閥12、第一蒸發器9、第五控制閥20依次循環連接；地源換熱系統3與地源循環水泵7、第七控制閥22、第一聯動閥 12、第一蒸發器9、第五控制閥20、第四聯動閥15、輔助換熱系統4依次循環連接；
地源換熱系統3與地源循環水泵7、第七控制閥22、第五聯動閥27、第二蒸發器32、第五控制閥20依次循環連接；地源換熱系統3與地源循環水泵7、第七控制閥22、第五聯動閥 27、第二蒸發器32、第五控制閥20、第四聯動閥15、輔助換熱系統4依次循環連接；
蒸發器總管水溫傳感器M設置於第一蒸發器9和第二蒸發器32的進水管路上；冷凝器總管水溫傳感器25設置於第一冷凝器10的進水管路上；
生活熱水儲水箱1與熱水循環水泵5、第三聯動閥14、第二冷凝器11依次循環連接。ニ、見圖1，區域三聯供系統的控制方法，包括以下步驟
(1)、關閉模式
關閉所有控制閥、聯動閥、空調循環水泵、地源循環水泵和熱水循環水泵；
(2)、空調製冷模式
手動開啟第一控制閥16、第二控制閥17、第三控制閥18和第四控制閥19，當蒸發器總管水溫傳感器M檢測水流的溫度>製冷開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組8、空調循環水泵6、地源循環水泵7、第一聯動閥12和第二聯動閥13，經過 2-6-16-12-9 - 17ヰ2循環，空調末端系統2從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵6、第一控制閥16、第一聯動閥12傳遞給第一蒸發器9，然後再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環觀ヰ10ヰ四ヰ9ヰ28，第一蒸發器9的熱量傳遞給第一冷凝器10，第一蒸發器9換熱後的冷氣再經過第二控制閥17輸送給空調循環水泵2，同時經過10ヰ18ヰ3ヰ7ヰ19ヰ13ヰ洸ヰ10，第一冷凝器10最後把熱量再經過第三控制閥18傳遞給地源換熱系統3，釋放到地源換熱系統3中；夏季，當地源換熱系統3散熱不足吋，造成冷凝器總管水溫傳感器溫度25 >設定值，此時啟動第四聯動閥15，經過 10—18 — 15 — 4 — 3 — 7—19—13—10循環，第一冷凝器把熱量經過第三控制閥18、 第四聯動閥15傳遞給輔助換熱器4，在輔助換熱器4中釋放掉部分熱量，然後餘熱再釋放到地源換熱系統3中。(3)、空調供曖模式
手動開啟第五控制閥20、第六控制閥21、第七控制閥22和第八控制閥23，當冷凝器總管水溫傳感器25檢測水流的溫度 < 供曖開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組8、空調循環水泵6、地源循環水泵7、第一聯動閥12和第二聯動閥13，經過3 - 7 - 22 - 12 - 9 - 20 - 3循環，地源換熱系統3將從地源吸收的熱依次經地源循環水泵7、第七控制閥22、第一聯動閥12傳遞給第一蒸發器9，再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環觀ヰ10ヰ四ヰ9ヰ觀將第一蒸發器9的熱量傳遞給第一冷凝器10，再經過 10-23-2-6-21-13- 10，第一冷凝器10把熱量經過第八控制閥23傳遞給空調末端系統2，釋放到室內供曖； (4)、供熱水模式
手動開啟第五控制閥20和第七控制閥22，當生活熱水儲水箱溫度傳感器沈檢測生活熱水儲水箱中的水溫<製備熱水開啟設定值，自動開啟第二水源熱泵機組33、熱水循環水泵5、地源循環水泵7、第三聯動閥14和第五聯動閥27，經過 3 - 7 - 22 - 27 - 32 - 20ヰ3循環，地源換熱系統3將從地源吸收的熱量依次經地源循環水泵7、第七控制閥22、第五聯動閥27傳遞給第二蒸發器32，再經過第二水源熱泵機組製冷劑循環30ヰ11ヰ31ヰ32ヰ30第二蒸發器32將熱量傳遞給第二冷凝器11，再經過11ヰ1ヰ5ヰ14ヰ11，第二冷凝器11最後把熱量再傳遞給生活熱水儲水箱1中，提高生活熱水儲水箱中熱水的溫度；當從地源換熱系統3吸收不足以滿足供曖時，造成蒸發器總管水溫傳感器M溫度 < 設定值，此時啟動第四聯動閥15，經過 3 - 7 - 22 - 12 - 9 - 20 - 15 - 4 - 3循環，第一蒸發器9換熱後的冷氣經第五控制閥 20、第四聯動閥15傳遞至輔助換熱器4吸熱，然後回到地源換熱系統3中提高地源換熱系統的熱量儲備。(5)、空調製冷/供熱水模式
手動開啟第一控制閥16和第二控制閥17，當蒸發器總管水溫傳感器M檢測水流的溫度>製冷開啟設定值，自動開啟第二水源熱泵機組33、熱水循環水泵5、空調循環水泵6、第五聯動閥27、第三聯動閥14，經過2ヰ6ヰ16ヰ27ヰ32ヰ17ヰ2循環，空調末端系統2 將從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵6、第一控制閥16、第五聯動閥27傳遞給第二蒸發器32，再經過第二水源熱泵機組製冷劑循環30ヰ11ヰ31ヰ32ヰ30第二蒸發器32將熱量傳遞給第二冷凝器11，第二蒸發器32將換熱的冷氣經過第二控制閥17傳輸給空調末端系統2，同時經過11ヰ1ヰ5ヰ14ヰ11，第二冷凝器11把熱量傳遞給生活熱水儲水箱 1，提高生活熱水儲水箱中熱水的溫度； 可以與模式2疊加使用。(6)、供曖/供熱水模式 步驟3和步驟4的疊加使用。
權利要求
1.一種區域三聯供系統，包括生活熱水儲水箱、空調末端系統、地源換熱系統和水源熱泵機組，其特徵在於所述的區域三聯供系統還包括有蒸發器總管水溫傳感器和冷凝器總管水溫傳感器，所述的生活熱水儲水箱內設置有生活熱水儲水箱溫度傳感器，所述的水源熱泵機組包括第一水源熱泵機組和第二水源熱泵機組，第一水源熱泵機組包括依次循環連接的第一壓縮機、第一冷凝器、第一節流裝置和第一蒸發器，第二水源熱泵機組包括依次循環連接的第二壓縮機、第二冷凝器、第二節流裝置和第二蒸發器；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第一控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器和第二控制閥依次循環連接；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第一控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器和第二控制閥依次循環連接；所述的空調末端系統與空調循環水泵、第六控制閥、第二聯動閥、第一冷凝器、第八控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第四控制閥、第二聯動閥、第一冷凝器、第三控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器、第五控制閥依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器、第五控制閥依次循環連接；所述的蒸發器總管水溫傳感器設置於第一蒸發器和第二蒸發器的進水管路上；所述的冷凝器總管水溫傳感器設置於第一冷凝器的進水管路上；所述的生活熱水儲水箱與熱水循環水泵、第三聯動閥、第二冷凝器依次循環連接。
2.根據權利要求1所述的一種區域三聯供系統，其特徵在於所述的區域三聯供系統還包括有輔助換熱系統，所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第四控制閥、第二聯動閥、 第一冷凝器、第三控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥、第一蒸發器、第五控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接；所述的地源換熱系統與地源循環水泵、第七控制閥、第五聯動閥、第二蒸發器、第五控制閥、第四聯動閥、輔助換熱系統依次循環連接。
3.根據權利要求1至2所述的一種區域三聯供系統的控制方法，其特徵在於包括以下步驟(1)、關閉模式關閉所有控制閥、聯動閥、空調循環水泵、地源循環水泵和熱水循環水泵；(2)、空調製冷模式手動開啟第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥，當蒸發器總管水溫傳感器檢測水流的溫度>製冷開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組、空調循環水泵、地源循環水泵、第一聯動閥和第二聯動閥，空調末端系統從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、 第一控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，然後再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環，第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣再經過第二控制閥輸送給空調循環水泵，第一冷凝器最後把熱量再經過第三控制閥傳遞給地源換熱系統，釋放到地源換熱系統中；(3)、空調供暖模式手動開啟第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥，當冷凝器總管水溫傳感器檢測水流的溫度<供暖開啟設定值，自動開啟第一水源熱泵機組、空調循環水泵、地源循環水泵、第一聯動閥和第二聯動閥，地源換熱系統將從地源吸收的熱依次經地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環將第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一冷凝器把熱量經過第八控制閥傳遞給空調末端系統，釋放到室內供暖；(4)、供熱水模式手動開啟第五控制閥和第七控制閥，當生活熱水儲水箱溫度傳感器檢測生活熱水儲水箱中的水溫 製冷開啟設定值，自動開啟第二水源熱泵機組、熱水循環水泵、空調循環水泵、第五聯動閥、第三聯動閥，空調末端系統將從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、第一控制閥、第五聯動閥傳遞給第二蒸發器，再經過第二水源熱泵機組製冷劑循環第二蒸發器將熱量傳遞給第二冷凝器，第二蒸發器將換熱的冷氣經過第二控制閥傳輸給空調末端系統，同時第二冷凝器把熱量傳遞給生活熱水儲水箱，提高生活熱水儲水箱中熱水的溫度；可以與模式2疊加使用；(6)、供暖/供熱水模式步驟3和步驟4的疊加使用。
4.根據權利要求3所述的一種區域三聯供系統的控制方法，其特徵在於所述的空調製冷模式中，當地源換熱系統散熱不足時，造成冷凝器總管水溫傳感器檢測水流的溫度> 設定值，啟動第四聯動閥，空調末端系統從室內吸收的熱量依次經空調循環水泵、第一控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，然後再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環，第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣再經過第二控制閥輸送給空調循環水泵，第一冷凝器最後把熱量再經過第三控制閥、第四聯動閥傳遞給輔助換熱器，在輔助換熱器中釋放掉部分熱量，然後餘熱再釋放到地源換熱系統中。
5.根據權利要求3所述的一種區域三聯供系統的控制方法，其特徵在於所述的空調供暖模式中，當從地源換熱系統吸收不足以滿足供暖時，造成蒸發器總管水溫傳感器檢測水流的溫度<設定值，啟動第四聯動閥，地源換熱系統將從地源吸收的熱依次經地源循環水泵、第七控制閥、第一聯動閥傳遞給第一蒸發器，再經過第一水源熱泵機組製冷劑循環將第一蒸發器的熱量傳遞給第一冷凝器，第一蒸發器換熱後的冷氣經第五控制閥、第四聯動閥傳遞至輔助換熱器吸熱，然後回到地源換熱系統中提高地源換熱系統的熱量儲備，同時第一冷凝器把熱量經過第八控制閥傳遞給空調末端系統，釋放到室內供暖。
全文摘要
本發明公開了一種區域三聯供系統及其控制方法，區域三聯供系統是由生活熱水儲水箱、空調末端系統、地源換熱系統和水源熱泵機組組成，它能解決建築的供冷、供暖、供熱水需求。夏季系統可以製冷，冬季機組可以供暖、冬季可以製備生活熱水，春秋季可以任意製備生活熱水，輔以先進的機房控制方法，為建築提供一套完整的冷暖熱水需求，節能環保，廣泛應用於賓館、酒店、醫院、住宅等場所。
文檔編號F25B49/02GK102538291SQ201110398558
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者張明軍, 蔣海洋 申請人:安徽日源環保能源科技有限公司