專利名稱：一種實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷、供熱領(lǐng)域，特別涉及一種在冷熱源設(shè)備最低運行范圍以下如何安全穩(wěn)定供應(yīng)冷熱量的控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的大型冷熱源設(shè)備的特點是負荷大的時候效率高、節(jié)能；但是負荷低的時候能耗就太大、費用太高，甚至負荷太小的時候，還無法開機，因此使用的靈活性太差，由于這個原因，以前修建的大型中央空調(diào)建筑無法提供少量房間處于加班狀態(tài)下的空調(diào)服務(wù)，越來越多的大型中央空調(diào)項目轉(zhuǎn)而采用分散的小型中央空調(diào)系統(tǒng)，其中尤以寫字樓、辦公樓 為甚。分散的小型中央空調(diào)系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，最突出的就是“使用靈活方便”，在經(jīng)常需要少量工作人員加班的場所，采用小型分散中央空調(diào)系統(tǒng)，幾乎成為了使用方和技術(shù)人員固定的選擇。但是，采用小型中央空調(diào)系統(tǒng)也是要付出代價的，首先，機組容量越小，單價越高，其直接總造價一般比檔次相當?shù)拇笮拖到y(tǒng)高30°/Γ 00% ;其次，機組容量越小，能效比越低，總能耗越大，如果把大、小型空調(diào)系統(tǒng)的主要工作時段、加班時段耗電量分別計量，我們可以發(fā)現(xiàn)小型系統(tǒng)在加班時段節(jié)約的能耗，比主要工作時段多耗的能量少得多，實際總能耗高很多；第三，小型空調(diào)系統(tǒng)需要占用數(shù)量不菲的有效使用面積，如按寫字樓和地下車位的銷售價計算，價值比為4、: 1，其價差甚至可能超過空調(diào)系統(tǒng)投資；第四，小型系統(tǒng)的配電量大，而且分布點位多，離配電房距離遠，電氣投資大；第五，帶來噪聲、振動隱患；第六、機組數(shù)量多且分散，故障幾率增大，維護工作量較大。因此急需一種在低負荷狀態(tài)下既高效節(jié)能、又靈活方便的空調(diào)系統(tǒng)，能將蓄冷/熱技術(shù)和建筑智能化控制技術(shù)結(jié)合的冷熱源系統(tǒng)運行控制方法。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能保證在冷熱負荷低于冷熱源設(shè)備最低調(diào)節(jié)范圍時的冷熱量正常供應(yīng)的專用系統(tǒng)，提高采暖、制冷系統(tǒng)的使用靈活性、可靠性、適應(yīng)性。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，所述冷熱源系統(tǒng)包括專用控制系統(tǒng)、蓄能容器、釋能輸送設(shè)備、傳感器、自控閥、流量探測裝置、冷熱介質(zhì)輸送管道以及保溫絕熱、防潮和配電設(shè)備，其特征在于所述實現(xiàn)方法包括以下控制步驟
Al :當冷熱源系統(tǒng)正常運行時，由原系統(tǒng)的控制方式控制；
Α2 :判斷是否只有一臺最小主機在運行；如果否，則返回Al ；
A3 :如果是，則激活所述專用控制系統(tǒng)，進行運轉(zhuǎn)準備工作，對所述專用控制系統(tǒng)自身的電器元件、釋能輸送設(shè)備、傳感器、自控閥的狀態(tài)進行檢測；若檢測發(fā)現(xiàn)異常，則鎖定所述專用控制系統(tǒng)在不啟動狀態(tài)，同時發(fā)出故障報警信息； 若檢測情況正常，則所述專用控制系統(tǒng)進入待機狀態(tài)；
A4:判斷最小主機的實際負荷與保護停機負荷的差距是否小于預(yù)設(shè)值，如果否，則返回
Al ；
A5 :如果是，則所述專用控制系統(tǒng)獲得對最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的控制權(quán)，維持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的運轉(zhuǎn)，同時開啟蓄能容器及蓄冷自控閥組，或開啟蓄能容器及蓄熱自控閥組，一邊蓄能，一邊由最小主機直接供應(yīng)用戶負荷；所述專用控制系統(tǒng)同時對步驟A6、A14、A17保持監(jiān)測；
A6 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)出口溫度是否優(yōu)于設(shè)定值，蓄冷時取高溫端溫度傳感器的數(shù)據(jù)，蓄熱時取低溫端溫度傳感器的數(shù)據(jù)，如果否，說明蓄能尚未完成，則返回步驟A5 ；
A7 :如果是，說明蓄能已完成，則停止最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備，開啟釋能輸送設(shè)備中流量最大的一臺，并根據(jù)壓差傳感器的反饋信號自動選擇開啟哪一臺釋能輸送設(shè)備、并確定該設(shè)備的出力水平；同時對步驟A8、A20、A21保持監(jiān)測；
AS :根據(jù)流量探測裝置，判斷用戶側(cè)是否有流量，如果有流量，則返回步驟A7 ；
A9 :如果無流量，說明已無需求、或需求出現(xiàn)了斷續(xù)現(xiàn)象，末端用戶的用能設(shè)備電動閥的正常啟閉引起用戶側(cè)總流量時斷時續(xù)，則將釋能輸送設(shè)備降至最低出力運行；
AlO :在超超低負荷狀態(tài)下，根據(jù)流量探測裝置判斷設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)有無流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
All :如果設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)無流量，則釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，探測用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量；
A12 :釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，判斷用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
A13 :如果在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，用戶側(cè)無流量，則停止全部設(shè)備，自控閥復(fù)位，關(guān)閉所述專用控制系統(tǒng)；
A14 :在步驟A5狀態(tài)，監(jiān)測用戶側(cè)是否有流量信號，如果有流量信號，則返回步驟A5 ；A15 :如果無流量信號，則判斷蓄能容器內(nèi)已蓄能比例是否超過設(shè)定值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
A16 :如果否，則保持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備運行，繼續(xù)蓄能；同時對步驟A14、A15保持監(jiān)測；
A17 :在步驟A5狀態(tài)下，判斷壓差傳感器的壓差值是否低于設(shè)定值，如果否，則返回步驟A5 ；
A18 :如果是，說明用戶側(cè)流量低于實際需要，則關(guān)小蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組，直到壓差傳感器的壓差值不低于設(shè)定值；
A19 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組是否全關(guān)，如果是，說明用戶側(cè)負荷上升到超過最小主機的最大出力，則返回步驟Al，將控制權(quán)交回原系統(tǒng)控制方式;
如果否，返回步驟A5 ；
A20 :在步驟A7狀態(tài)下，判斷蓄能容器釋能循環(huán)出口溫度是否由于設(shè)定值，釋放冷量時取低溫端溫度傳感器的數(shù)據(jù)，釋放熱量時取高溫端溫度傳感器的數(shù)據(jù)，如果是，說明蓄能容器能量尚未釋放完畢，則返回步驟A7 ；
A21 :如果否，說明蓄積的能量以釋放完畢，則返回步驟A5。進一步，所述蓄能容器蓄積的冷/熱量相當于與其連接的冷熱源系統(tǒng)在額定制冷/熱量工況下運行I至30分鐘所產(chǎn)生的冷/熱量。進一步，當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機的額定制冷/熱量不大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%且不小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)當中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的制冷/熱量運行調(diào)節(jié)下限值的±20% ;當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的額定制冷/熱量大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%或小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)的額定制冷/熱量的1°/Γ40%。進一步，所述蓄能容器完成一個正常的冷/熱量蓄放周期的時長約為20-150分鐘，所述正常的冷/熱量蓄放周期是指在非周末、非節(jié)假日，由于承擔(dān)加班及值班產(chǎn)生的冷 熱負荷所形成的冷/熱量蓄放周期。進一步，所述蓄能容器為至少一個開啟式蓄能容器或封閉承壓式的蓄能容器。進一步，所述蓄能容器與冷熱源系統(tǒng)的冷/熱介質(zhì)管道采用不加換熱器的方式直接連接或通過換熱器間接連接。進一步，所述釋能輸送設(shè)備為至少一臺變速或定速的輸送設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)低負荷運行盲區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)可靠運行的方法，且可以無級調(diào)節(jié)、穩(wěn)定供應(yīng)足夠小、無限接近于零的冷熱負荷，解決了冷熱源設(shè)備最低調(diào)節(jié)負荷以下的傳統(tǒng)“調(diào)節(jié)盲區(qū)”，利用現(xiàn)有的智能化技術(shù)、蓄能技術(shù)、變流量控制技術(shù)重新組合創(chuàng)新，能以較低代價實現(xiàn)以往代價高昂的、甚至不敢想象的技術(shù)效果，能夠?qū)崿F(xiàn)投資與能耗的雙重節(jié)約，經(jīng)濟效益和社會效益雙優(yōu)，對行業(yè)發(fā)展格局將產(chǎn)生有益的影響。本發(fā)明首次在行業(yè)內(nèi)對冷熱源系統(tǒng)的超超低負荷狀態(tài)提出定義，并對冷熱源系統(tǒng)正常運行狀態(tài)、低負荷狀態(tài)、超低負荷狀態(tài)、超超低負荷狀態(tài)、零負荷狀態(tài)這五種狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化時的運行控制提出了控制方法、判斷依據(jù)、運行邏輯，具有很強的可實現(xiàn)性。還可以實現(xiàn)制冷(熱)與用冷(熱)在時間關(guān)系上的解耦，低負荷高效運行不再依靠冷熱源設(shè)備的低負荷運行性能，而是依靠本發(fā)明公布的方法。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其它優(yōu)點可以通過下面的說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中
圖I為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)本方法的流程 圖2為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)本方法的控制邏輯圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應(yīng)當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I
圖I為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)本方法的流程圖，圖2為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)本方法的控制邏輯圖。如圖I、圖2所示，本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，包括專用控制系統(tǒng)、蓄能容器、釋能輸送設(shè)備、傳感器、蓄冷和蓄熱自 控閥組、流量探測裝置、冷熱介質(zhì)輸送管道以及保溫絕熱、防潮、配電等必要的技術(shù)措施，釋能輸送設(shè)備還設(shè)置有控制運行的第一輸送設(shè)備自控閥5、第二輸送設(shè)備自控閥6、第三輸送設(shè)備自控閥7，所述釋能輸送設(shè)備包括第一釋能輸送設(shè)備2、第二釋能輸送設(shè)備3、第三釋能輸送設(shè)備4，所述第一能輸送設(shè)備與第一輸送設(shè)備自控閥連接形成第一支路，所述第二釋能輸送設(shè)備與第二輸送設(shè)備自控閥連接形成第二支路，所述第三釋能輸送設(shè)備與第三輸送設(shè)備自控閥連接形成第三支路，所述第三支路上還設(shè)置有第三流量探測器17，所述第二和第三支路并接后與第二流量探測器16，所述第一、第二和第三支路并接后與第一流量探測器15連接，所述第一、第二和第三支路并接后與第11號自控閥并接，所述蓄能容器一端設(shè)置有限制熱介質(zhì)流量的第二動態(tài)自控閥14和第23號自控閥，所述第二動態(tài)自控閥14和第23號自控閥串接后與第22號自控閥22并接形成蓄能容器冷源端控制支路，所述冷源端控制支路上還設(shè)置有高溫端溫度傳感器18，所述冷源端控制支路通過第12號自控閥與第11號自控閥連接，所述蓄能容器的另一端設(shè)置有限制冷介質(zhì)流量的第一動態(tài)自控閥8和第21號自控閥，所述第一動態(tài)自控閥8和第21號自控閥串接后與第20號自控閥20并接形成蓄能容器熱源端控制支路，所述熱源端控制支路上還設(shè)置有低溫端溫度傳感器19，所述熱源端控制支路通過相互串接的第10自控閥10和第13自控閥13與冷源端控制支路連接，所述熱源端控制支路通過第9號自控閥與第三支路連接。包括以下控制步驟
Al :當冷熱源系統(tǒng)正常運行時，由原系統(tǒng)的控制方式控制；
A2 :判斷是否只有一臺最小主機在運行；如果否，則返回步驟Al ;所述最小主機為制冷主機25或制熱主機26中的一臺；
A3 :如果是，則激活所述專用控制系統(tǒng)，進行運轉(zhuǎn)準備工作，對所述專用控制系統(tǒng)自身的電器元件、釋能輸送設(shè)備、傳感器、自控閥的狀態(tài)進行檢測；
若檢測發(fā)現(xiàn)異常，則鎖定所述專用控制系統(tǒng)在不啟動狀態(tài)，同時發(fā)出故障報警信息； 若檢測情況正常，則所述專用控制系統(tǒng)進入待機狀態(tài)；
A4 :判斷最小主機的實際負荷與保護停機負荷的差距是否小于預(yù)設(shè)值，如果否，則返回步驟Al ；
A5 :如果是，則所述專用控制系統(tǒng)獲得對最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的控制權(quán)，維持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的運轉(zhuǎn)，同時開啟蓄能容器I及蓄冷自控閥組，所述蓄冷自控閥組包括第11號自控閥、第9號自控閥、第21號自控閥、第22號自控閥、第13號自控閥(蓄冷時)，或開啟蓄能容器I及蓄熱自控閥組，所述蓄熱自控閥組包括第12號自控閥、第23號自控閥、第20號自控閥、第10號自控閥(蓄熱時)，一邊蓄能，一邊由最小主機直接供應(yīng)用戶負荷；所述專用控制系統(tǒng)同時對A6、A14、A17保持監(jiān)測；A6 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)出口溫度是否優(yōu)于設(shè)定值，蓄冷時取高溫端溫度傳感器18的數(shù)據(jù)，蓄熱時取低溫端溫度傳感器19的數(shù)據(jù)，如果否，說明蓄能尚未完成，則返回步驟A5 ；
A7 :如果是，說明蓄能已完成，則停止最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備，開啟釋能輸送設(shè)備，所述釋能輸送設(shè)備包括第一釋能輸送設(shè)備2、第二釋能輸送設(shè)備3、第三釋能輸送設(shè)備4中流量最大的一臺，并根據(jù)壓差傳感器24的反饋信號自動選擇開啟哪一臺釋能輸送設(shè)備、并確定該設(shè)備的出力水平；同時對A8、A20、A21保持監(jiān)測；
AS :根據(jù)第一流量探測裝置15、第二流量探測裝置16、第三流量探測裝置17，判斷用戶側(cè)是否有流量，如果有流量，則返回步驟A7 ； A9:如果無流量，說明已無需求、或需求出現(xiàn)了斷續(xù)現(xiàn)象，末端用戶的用能設(shè)備電動閥的正常啟閉引起用戶側(cè)總流量時斷時續(xù)，則將釋能輸送設(shè)備降至最低出力運行；
AlO :在超超低負荷狀態(tài)下，根據(jù)第一流量探測裝置15、第二流量探測裝置16、第三流量探測裝置17判斷設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)有無流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
All :如果設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)無流量，則釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，探測用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量；
A12:釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，判斷用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
A13 :如果在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，用戶側(cè)無流量，則停止全部設(shè)備，自控閥復(fù)位，關(guān)閉所述專用控制系統(tǒng)；
A14 :在步驟A5狀態(tài)，監(jiān)測用戶側(cè)是否有流量信號，如果有流量信號，則返回步驟A5 ；A15 :如果無流量信號，則判斷蓄能容器內(nèi)已蓄能比例是否超過設(shè)定值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ；
A16 :如果否，則保持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備運行，繼續(xù)蓄能；同時對步驟A14、A15保持監(jiān)測；
A17 :在步驟A5狀態(tài)下，判斷壓差傳感器24的壓差值是否低于設(shè)定值，如果否，則返回步驟A5 ；
A18 :如果是，說明用戶側(cè)流量低于實際需要，則關(guān)小蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組，直到壓差傳感器24的壓差值不低于設(shè)定值；
A19 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組是否全關(guān)，如果是，說明用戶側(cè)負荷上升到超過最小主機的最大出力，則返回步驟Al，將控制權(quán)交回原系統(tǒng)控制方式;
如果否，返回步驟A5 ；
A20 :在步驟A7狀態(tài)下，判斷蓄能容器釋能循環(huán)出口溫度是否由于設(shè)定值，釋放冷量時取低溫端溫度傳感器19的數(shù)據(jù)，釋放熱量時取高溫端溫度傳感器18的數(shù)據(jù)，如果是，說明蓄能容器能量尚未釋放完畢，則返回步驟A7 ；
A21 :如果否，說明蓄積的能量以釋放完畢，則返回步驟A5，如果在冷熱源設(shè)備全部停機的狀態(tài)下啟動本系統(tǒng)，返回步驟A7，其余步驟與上面所述控制步驟相同。所述蓄能容器蓄積的冷/熱量相當于與其連接的冷熱源系統(tǒng)在額定制冷/熱量工況下運行I至30分鐘所產(chǎn)生的冷/熱量。
當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機的額定制冷/熱量不大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%且不小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)當中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的制冷/熱量運行調(diào)節(jié)下限值的±20% ;當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的額定制冷/熱量大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%或小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)的額定制冷/熱量的1°/Γ40%。所述蓄能容器完成一個正常的冷/熱量蓄放周期的時長約為20-150分鐘，所述正常的冷/熱量蓄放周期是指在非周末、非節(jié)假日，由于承擔(dān)加班及值班產(chǎn)生的冷熱負荷所形成的冷/熱量蓄放周期。所述蓄能容器為至少一個開啟式蓄能容器或封閉承壓式的蓄能容器。所述蓄能容器與冷熱源系統(tǒng)的冷/熱介質(zhì)管道采用不加換熱器的方式直接連接 或通過換熱器間接連接。所述釋能輸送設(shè)備為至少一臺變速或定速的輸送設(shè)備。本發(fā)明實施例中提供了對冷熱源系統(tǒng)正常運行狀態(tài)、低負荷狀態(tài)、超低負荷狀態(tài)、超超低負荷狀態(tài)、零負荷狀態(tài)這五種狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化時的運行控制提出了控制方法、判斷依據(jù)、運行邏輯，具有很強的可實現(xiàn)性。所述五種狀態(tài)具體內(nèi)容如下所述，所述低負荷狀態(tài)是指冷熱負荷較低，冷熱源設(shè)備尚能穩(wěn)定運行，但運行效率較低的狀態(tài)；在本方法中將其與正常運行狀態(tài)合并處理；所述超低負荷狀態(tài)是指冷熱負荷低于冷熱源系統(tǒng)中任一臺冷熱源設(shè)備的最低運行范圍，冷熱源設(shè)備無法穩(wěn)定運行的狀態(tài)；所述超超低負荷狀態(tài)是指冷熱負荷相對于冷熱源系統(tǒng)設(shè)計總負荷非常小，而且時斷時續(xù)的負荷狀態(tài)；此狀態(tài)一般會持續(xù)一段時間，也可能很快會進入零負荷狀態(tài)，偶然也可能進入超低負荷狀態(tài)，回到蓄能/釋能的循環(huán)。所述零負荷狀態(tài)是指用戶無冷熱負荷需求的狀態(tài)；但是其與超超低負荷狀態(tài)的甄別是技術(shù)難點。實施例2
本實施例2詳細描述該方法的特征。一棟建筑面積50000 Hl2的寫字樓，通常其制冷主機裝機制冷量為5815KW，配置情況一般為兩大一小，兩臺制冷量2326KW (200萬大卡)的離心式冷水機組，和一臺1163KW(100萬大卡)的螺桿式冷水機組。整個空調(diào)系統(tǒng)的最低可供應(yīng)冷負荷，就是這臺螺桿式冷水機組的最低運行極限，一般是其額定制冷量的20% 1163Kff * 20% = 233KW ；233Kff /5815KW = 4%，也就是說低于總負荷4%的情況下，主機無法啟動，不能提供空調(diào)服務(wù)?？紤]夜間加班時段氣溫降低、太陽輻射消失等因素，單位建筑面積所需冷量降低約20 40%，4% /(100%-20%) = 5%，4% / (100%-40%) = 6. 67%，則不能由制冷主機供冷的最大建筑面積應(yīng)該是總建筑面積的59Γ6. 67%,即2500 m2 3335 m2。這臺螺桿式冷水機組的最低運行極限，就是本實施例提供系統(tǒng)的最大釋放冷量的速度，即233KW，即0 233KW的制冷量，為避免主機頻繁啟動，蓄冷罐按233KW滿負荷供冷一小時設(shè)置，當冷量用完后，則又啟動這臺螺桿式冷水機組蓄冷，在蓄冷過程中由主機對用戶直接供冷，蓄滿冷量后停止主機，又切換到蓄冷罐供冷。如此反復(fù)，可以保證對用戶不間斷提供空調(diào)服務(wù)。則蓄冷罐的有效蓄冷量為233KW * IH = 233KWH。對比一下傳統(tǒng)的冰蓄冷或水蓄冷系統(tǒng)，其蓄放周期為24小時，整個蓄放過程比較長，其目的是賺取峰谷電價差，對電網(wǎng)負荷移峰填谷；本實施例中釋放設(shè)計時間為I小時，實際上加班的人是陸續(xù)走掉的，空調(diào)負荷在逐步減少，實際釋放時間會比I小時長，蓄冷時間很短，最多為233/(1163-233)=0. 25H，蓄冷和釋放時間相加，即一個蓄放周期為I. 25 2. 5小時左右，只有傳統(tǒng)蓄冷系統(tǒng)的5. 2% 10. 4%。本實施例提供的蓄冷量 為233KWH ;對于同樣的寫字樓，傳統(tǒng)的蓄冷系統(tǒng)，按常見的50%蓄冷計算，蓄冷量為5815KW * 65% (同時使用系數(shù))*50%*10H = 18899 KWH。而本實施例的蓄冷量只有傳統(tǒng)水蓄冷的233KWH / 18899KWH = 1.2%，所需的蓄冷容器體積差別非常大，占地面積有天壤之別。本實施例提供的制冷量只有傳統(tǒng)水蓄冷的233KW/(5815KW*65%*50%)=1. 2%,也有巨大的區(qū)別。以上三點對比，可以說明本發(fā)明與傳統(tǒng)蓄能技術(shù)的巨大區(qū)別。因此，本實施例解決了制冷、供熱領(lǐng)域在大系統(tǒng)中如何保證低負荷狀態(tài)運行的難題，可實施性很強，其經(jīng)濟價值、節(jié)能環(huán)保意義都很大。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，所述冷熱源系統(tǒng)包括專用控制系統(tǒng)、蓄能容器、釋能輸送設(shè)備、傳感器、蓄冷自控閥組、蓄熱自控閥組、流量探測裝置、冷熱介質(zhì)輸送管道以及保溫絕熱、防潮和配電設(shè)備，其特征在于所述實現(xiàn)方法包括以下控制步驟 Al :當冷熱源系統(tǒng)正常運行時，由原系統(tǒng)的控制方式控制； A2 :判斷是否只有一臺最小主機在運行；如果否，則返回步驟Al ； A3 :如果是，則激活所述專用控制系統(tǒng)，進行運轉(zhuǎn)準備工作，對所述專用控制系統(tǒng)自身的電器元件、釋能輸送設(shè)備、傳感器、自控閥的狀態(tài)進行檢測； 若檢測發(fā)現(xiàn)異常，則鎖定所述專用控制系統(tǒng)在不啟動狀態(tài)，同時發(fā)出故障報警信息； 若檢測情況正常，則所述專用控制系統(tǒng)進入待機狀態(tài)； A4 :判斷最小主機的實際負荷與保護停機負荷的差距是否小于預(yù)設(shè)值，如果否，則返回Al ； A5 :如果是，則所述專用控制系統(tǒng)獲得對最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的控制權(quán)，維持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備的運轉(zhuǎn)，同時開啟蓄能容器I及蓄冷自控閥組，或開啟蓄能容器I及蓄熱自控閥組，一邊蓄能，一邊由最小主機直接供應(yīng)用戶負荷；所述專用控制系統(tǒng)同時對步驟A6、A14、A17保持監(jiān)測； A6 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)出口溫度是否優(yōu)于設(shè)定值，蓄冷時取高溫端溫度傳感器(18)的數(shù)據(jù)，蓄熱時取低溫端溫度傳感器(19)的數(shù)據(jù)，如果否，說明蓄能尚未完成，則返回步驟A5 ； A7 :如果是，說明蓄能已完成，則停止最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備，開啟釋能輸送設(shè)備中流量最大的一臺，并根據(jù)壓差傳感器(24)的反饋信號自動選擇開啟哪一臺釋能輸送設(shè)備、并確定該設(shè)備的出力水平；同時對步驟A8、A20、A21保持監(jiān)測； AS :根據(jù)流量探測裝置，判斷用戶側(cè)是否有流量，如果有流量，則返回步驟A7 ； A9 :如果無流量，說明已無需求、或需求出現(xiàn)了斷續(xù)現(xiàn)象，末端用戶的用能設(shè)備電動閥的正常啟閉引起用戶側(cè)總流量時斷時續(xù)，則將釋能輸送設(shè)備降至最低出力運行； AlO :在超超低負荷狀態(tài)下，根據(jù)流量探測裝置判斷設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)有無流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ； All :如果設(shè)定時間長度內(nèi)用戶側(cè)無流量，則釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，探測用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量； A12:釋能輸送設(shè)備按預(yù)設(shè)程序間歇運行，在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，判斷用戶側(cè)是否出現(xiàn)流量，如果有流量，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ； A13 :如果在設(shè)定的最多啟動次數(shù)以內(nèi)，用戶側(cè)無流量，則停止全部設(shè)備，自控閥復(fù)位，關(guān)閉所述專用控制系統(tǒng)； A14 :在步驟A5狀態(tài)，監(jiān)測用戶側(cè)是否有流量信號，如果有流量信號，則返回步驟A5 ；A15 :如果無流量信號，則判斷蓄能容器內(nèi)已蓄能比例是否超過設(shè)定值，如果是，則轉(zhuǎn)到步驟A7 ； A16 :如果否，則保持最小主機及其對應(yīng)冷熱介質(zhì)輸送設(shè)備運行，繼續(xù)蓄能；同時對步驟A14、A15保持監(jiān)測； A17 :在步驟A5狀態(tài)下，判斷壓差傳感器(24)的壓差值是否低于設(shè)定值，如果否，則返回步驟A5 ； A18 :如果是，說明用戶側(cè)流量低于實際需要，則關(guān)小蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組，直到壓差傳感器(24)的壓差值不低于設(shè)定值； A19 :判斷蓄能容器蓄能循環(huán)的蓄冷自控閥組或蓄熱自控閥組是否全關(guān)，如果是，說明用戶側(cè)負荷上升到超過最小主機的最大出力，則返回步驟Al，將控制權(quán)交回原系統(tǒng)控制方式; 如果否，返回步驟A5 ； A20 :在步驟A7狀態(tài)下，判斷蓄能容器釋能循環(huán)出口溫度是否由于設(shè)定值，釋放冷量時取低溫端溫度傳感器(19)的數(shù)據(jù)，釋放熱量時取高溫端溫度傳感器(18)的數(shù)據(jù)，如果是，說明蓄能容器能量尚未釋放完畢，則返回步驟A7 ； A21 :如果否，說明蓄積的能量以釋放完畢，則返回步驟A5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于所述蓄能容器蓄積的冷/熱量相當于與其連接的冷熱源系統(tǒng)在額定制冷/熱量工況下運行I至30分鐘所產(chǎn)生的冷/熱量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機的額定制冷/熱量不大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%且不小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)當中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的制冷/熱量運行調(diào)節(jié)下限值的±20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征還在于當冷熱源系統(tǒng)中額定制冷/熱量最小的一臺主機設(shè)備的額定制冷/熱量大于冷熱源系統(tǒng)額定制冷/熱量的50%或小于5%時，所述蓄能容器穩(wěn)定釋放冷/熱量的最大速度為其連接的冷熱源系統(tǒng)的額定制冷/熱量的1°/Γ40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于所述蓄能容器完成一個正常的冷/熱量蓄放周期的時長約為20-150分鐘，所述正常的冷/熱量蓄放周期是指在非周末、非節(jié)假日時，由于承擔(dān)加班及值班產(chǎn)生的冷熱負荷所形成的冷/熱量蓄放周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于所述蓄能容器為至少一個開啟式蓄能容器或封閉承壓式的蓄能容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于所述蓄能容器與冷熱源系統(tǒng)的冷/熱介質(zhì)管道采用不加換熱器的方式直接連接或通過換熱器間接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)運行盲區(qū)內(nèi)可靠運行的方法，其特征在于所述釋能輸送設(shè)備為至少一臺變速或定速的輸送設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種實現(xiàn)冷熱源系統(tǒng)在傳統(tǒng)低負荷運行盲區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)可靠運行的方法，且可以無級調(diào)節(jié)、穩(wěn)定供應(yīng)足夠小、無限接近于零的冷熱負荷，解決了冷熱源設(shè)備最低調(diào)節(jié)負荷以下的傳統(tǒng)“調(diào)節(jié)盲區(qū)”，利用現(xiàn)有的智能化技術(shù)、蓄能技術(shù)、變流量控制技術(shù)重新組合創(chuàng)新，能以較低代價實現(xiàn)以往代價高昂的、甚至不敢想象的技術(shù)效果，能夠?qū)崿F(xiàn)投資與能耗的雙重節(jié)約，經(jīng)濟效益和社會效益雙優(yōu)，對行業(yè)發(fā)展格局將產(chǎn)生有益的影響。本發(fā)明首次在行業(yè)內(nèi)對冷熱源系統(tǒng)的超超低負荷狀態(tài)提出定義，并對冷熱源系統(tǒng)正常運行狀態(tài)、低負荷狀態(tài)、超低負荷狀態(tài)、超超低負荷狀態(tài)、零負荷狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化時的運行控制提出了控制方法、判斷依據(jù)、運行邏輯，具有很強的可實現(xiàn)性。
文檔編號F24F11/00GK102818334SQ20121034030
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者張熠, 艾民, 金輝, 文靈紅, 周書兵 申請人:機械工業(yè)第三設(shè)計研究院