CN209484770U - 一种节能的空调水系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种节能的空调水系统，包括变频制冷主机、控制柜和n个并联的末端支路，所述n≥2，变频制冷主机中的冷冻供水通过水泵泵送至各个末端，在末端换热完成后，再通过水泵将换热后的冷冻水泵送回变频制冷主机，在总供回水管路安装压力传感器和电动压差调节阀，每个末端支路的上游安装有静态平衡阀，下游依次安装调节阀和压差平衡阀，所述变频制冷主机、压差传感器、电动压差调节阀和末端支路调节阀均连接控制柜。本申请采用静态平衡阀、压差平衡阀、水泵变频等多种方式，解决了空调冷冻水运行中“大流量、小温差”运行模式造成的水泵耗能过高问题，同时能更好的满足室内人员温度要求。

Description

一种节能的空调水系统

技术领域

本申请涉及一种节能的空调水系统。

背景技术

在空调水系统中，水泵选型需要按照水系统的最不利环路阻力、设计热负荷确定水泵的扬程和流量。在此过程中，如果系统按照满负荷运行，最不利环路设备的运行可达到设计状态。当系统建设完成启动运行，水泵满负荷运行，最不利末端达到设计状态，而其他支路只能确定流量可以大于设计流量，仍需要调节所在支路的调节阀开度才可达到设计状态。实际运行中，调节阀开度由室内温度相应自动调节，常规要求室内温度偏离设计温度的±2℃时调整调节阀开度，对应阀门开度的A、B值(A＞B)，可知当阀门开度达到A，即可满足室温要求，此时流量大于设计计算的流量。综合多个末端，可知即使满负荷状态，由于室温的调节范围，系统实际总流量大于设计流量，水泵实际流量变大，水泵能耗增加。

此外，调节阀两端压力差会影响调节特性，当两端压力差超过说明书提供的压差时阀门的调节特性曲线会发生偏移(如图1，压差增大时曲线上移，流量增大)，而设计师通常只按照管道直径选择调节阀，很少核实调节阀两端压力差是否与说明书内容一致，根据现场核实得知调节阀两端压差普遍大于说明书提供压差，导致运行时按照预设的温度-开度曲线调节时实际流量大于预设流量，系统整体流量增大，水泵能耗增加。

另外，很难选到流量、扬程完全与设计计算完全一致的水泵，通常选择的水泵参数要大于设计值，这一因素也使得实际水泵的流量、扬程增大，水泵能耗增加。当末端热负荷确定，系统流量增大，必然使得系统运行的温差降低，也就是常说的“大流量、小温差”运行模式，水泵能耗增加，运行费用增加。

针对此现象，急需设计一种新的空调水系统，能够降低水系统运行流量，进而降低水泵能耗。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种节能的空调水系统。

为实现以上目的，本实用新型提供的一种节能的空调水系统，采用如下技术方案：

一种节能的空调水系统，包括变频制冷主机、控制柜和n个并联的末端支路，所述n≥2，变频制冷主机中的冷冻供水通过水泵泵送至各个末端，在末端换热完成后，再通过水泵将换热后的冷冻水泵送回变频制冷主机，在总供回水管路安装压差传感器和电动压差调节阀，每个末端支路的上游安装有静态平衡阀，下游依次安装有调节阀和压差平衡阀(10)，所述变频制冷主机、压差传感器、电动压差调节阀和末端支路下游依次安装的调节阀均连接控制柜。

进一步的，所述末端支路包括末端Ⅰ、末端Ⅱ、末端Ⅲ、……、末端n。

进一步地，所述水泵配置水泵变频器，实现变频功能。

进一步地，所述水泵变频器连接控制柜。

进一步地，所述节能的空调水系统，还包括室内外温度检测装置，所述室内外温度检测装置连接控制柜。

进一步地，所述温度检测装置为温度传感器。

进一步地，所述压差传感器和电动压差调节阀安装于总供回水管路上。

与现有技术相比，本申请空调水系统采用静态平衡阀、压差平衡阀、水泵变频等多种方式，解决了空调冷冻水运行中“大流量、小温差”运行模式造成的水泵耗能过高问题，同时能更好的满足室内人员温度要求，并且系统配置控制柜，整个过程自动完成，节约了人力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为电动调节阀的调节特性曲线；

图2为本申请节能的空调水系统结构示意图；

图3为静态平衡阀安装示意图；

图4为水泵特性曲线；

图中附图标记：1-变频制冷主机、2-水泵、3-水泵变频器、4-控制柜、5-压差传感器、6-电动压差调节阀、7-静态平衡阀、8-末端Ⅰ、 9-调节阀、10-压差平衡阀、11-末端Ⅱ、12-末端Ⅲ、13-末端n、14- 测量口Ⅰ、15-测量口Ⅱ。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图2所示，一种节能的空调水系统，包括变频制冷主机1、控制柜4和n个并联的末端支路，所述n≥2，变频制冷主机1中的冷冻供水通过水泵2泵送至各个末端，在末端换热完成后，再通过水泵2将换热后的冷冻水泵送回变频制冷主机1，在总供回水管路安装压差传感器5和电动压差调节阀6，每个末端支路的上游安装有静态平衡阀7，下游依次安装有调节阀9和压差平衡阀10，所述变频制冷主机1、压差传感器5、电动压差调节阀6和末端支路下游依次安装的调节阀9均连接控制柜4。

本实施例中，所述末端支路包括末端Ⅰ8、末端Ⅱ11、末端Ⅲ 12、……、末端n13。

所述水泵2配置水泵变频器3，实现变频功能；所述水泵变频器3连接控制柜4；所述节能的空调水系统，还包括室内外温度检测装置，所述室内外温度检测装置连接控制柜4；所述温度检测装置为温度传感器。所述压差传感器5和电动压差调节阀6安装于总供回水管路上。

本申请一种节能的空调水系统的运行过程如下：

变频制冷主机1生产冷冻供水，一般冷冻供水温度为7℃，水泵2负责循环冷冻水，通过水泵2将冷冻水送至末端Ⅰ8、末端Ⅱ 11、末端Ⅲ12、……、末端n13，在末端换热完成后，冷冻回水温度升高，然后水泵2将换热后的高温冷冻水送回至变频制冷主机1，完成整个循环过程；

在各末端支路，项目建设完成后调试静态平衡阀7，调试完成将此阀锁闭，调节阀9由控制柜4控制，压差平衡阀10内含弹簧部件可自行调节；

控制柜4监测室内外温度(在此图中未标出)、总供回水压差。控制柜4通过室外温度控制变频制冷主机1的运行频率，通过室内温度控制调节阀9的开度，通过压差传感器5的信号控制水泵变频器3的频率和电动压差调节阀6的开度。控制柜与变频制冷主机、压差传感器等的电路连接结构、以及如何通过信号控制水泵变频器3的频率和电动压差调节阀6的开度等等均属于现有技术，在此不再赘述。

本申请节能的空调水系统的原理：

对于空调水系统，各末端的阻力相差不大，管路阻力远大于末端阻力，所以末端n13所在环路的循环阻力最大，是系统的最不利环路，该环路的阻力大小为水泵选型的一大依据；而对于其他末端所在环路，阻力均小于最不利环路阻力，所以水泵提供给末端Ⅰ8——末端(n-1) 的资用压力偏大，根据△P＝S*m²(△P为末端资用压力，S为末端设备的阻力，m为通过末端设备的流量)可知，末端Ⅰ8——末端(n-1) 的流量偏大，若要使各末端的流量回归设计值，只能降低末端资用压力或者增加其他设备的压力损失，而降低末端资用压力必然导致最不利环路的资用压力不足，所以只能通过增加所在支路其他设备的压力损失实现，即通过安装阀门使各支路达到设计流量，常规空调水系统均在末端支路安装只调节阀9，但调节阀9是根据管径选型配置，无法保证调节阀的阻力可以恰好匹配系统，无法保证末端设备均可达到设计流量，无法保证用户的舒适度。

静态平衡阀7有可调表盘，表盘上有刻度，阀体有两个测量口：测量口Ⅰ14和测量口Ⅱ15(如图3所示)。使用时，将配套压力测量设备插入测量口，得到静态平衡阀两端的压力差，根据静态平衡阀厂家提供的刻度与压力差关系调节表盘，使得管道流量达到设计值。

待运行后，室外温度、室内人员、人员习惯等变化均会引起室内负荷变化，即室内温度变化，控制柜4监测到室温变化后，将信号传递至调节阀9，调节阀9开度变化，经末端的流量变化，完成室温调节过程。在此过程中，由于流量变化，各末端支路两端和调节阀两端的压差均发生变化。对于各末端支路，流量、压差均需要发生变化，根据△P＝S*m²可知，末端支路的流量和压差同趋势变化，即需要水泵的流量和扬程同时增加或减少。根据水泵的特性曲线(图4)，流量和扬程无法满足同时增加或减少的要求。对于调节阀，根据前述内容(图1)，调节阀的调节性能会随两端压力变化而变化，会出现阀门开度变化后的流量与需求的流量不匹配，导致用户的需求无法满足。综上所述，水泵2和调节阀9无法使用户需求得到很好满足，房间温度过高或过低。

在各末端安装压差平衡阀10后，支路的压差变化可以由压差平衡阀10承担，保持各调节阀9两端的压力差不变，保证各调节阀9 的调节性能不变。对于水泵2，安装水泵变频器3后，水泵可进行变频运行，以压差传感器5监测到的冷冻水总供回水压差为变频调节依据，实现系统流量、扬程的同趋势变化。

变频制冷主机1的流量不可无级调节，水泵2的流量过低时水泵效率很低，为了保证变频制冷主机1和水泵2的最低运行流量，同时保证末端的最低需求流量，故在总供回水管路之间设计电动压差调节阀6，当变频制冷主机1和水泵2的最低运行流量大于末端需求流量时，开启电动压差调节阀6，部分冷冻供水不参与换热直接流过电动压差调节阀6。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (7)

1.一种节能的空调水系统，其特征在于，包括变频制冷主机(1)、控制柜(4)和n个并联的末端支路，所述n≥2，变频制冷主机(1)中的冷冻供水通过水泵(2)泵送至各个末端，在末端换热完成后，再通过水泵(2)将换热后的冷冻水泵送回变频制冷主机(1)，在总供回水管路安装压差传感器(5)和电动压差调节阀(6)，每个末端支路的上游安装有静态平衡阀(7)，下游依次安装有调节阀(9)和压差平衡阀(10)，所述变频制冷主机(1)、压差传感器(5)、电动压差调节阀(6)和末端支路下游依次安装的调节阀(9)均连接控制柜(4)。

2.根据权利要求1所述节能的空调水系统，其特征在于，所述末端支路包括末端Ⅰ(8)、末端Ⅱ(11)、末端Ⅲ(12)、……、末端n(13)。

3.根据权利要求1所述节能的空调水系统，其特征在于，所述水泵(2)配置水泵变频器(3)。

4.根据权利要求3所述节能的空调水系统，其特征在于，所述水泵变频器(3)连接控制柜(4)。

5.根据权利要求1所述节能的空调水系统，其特征在于，还包括室内外温度检测装置，所述室内外温度检测装置连接控制柜(4)。

6.根据权利要求5所述节能的空调水系统，其特征在于，所述温度检测装置为温度传感器。

7.根据权利要求1所述节能的空调水系统，其特征在于，所述压差传感器(5)和电动压差调节阀(6)安装于总供回水管路之间。