[发明专利]一种中央空调系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及中央空调系统平衡调控技术，尤其是涉及一种暖通空调系统水平衡调控技术。

背景技术

设置中央空调系统的主要目的是为了获得舒适的室内环境，常见的中央空调系统多采用异程式输配布置循环水管线，在使用中往往会出现以下几种问题：1、不能总是在所有的末端房间内获得所需的温度，特别是当局部末端热负荷出现变化后，不能及时调整至所需的温度；2、即使冷量或热量产出装置有足够的容量的情形下，系统中还是会出现冷热不均的现象；3、当室温达到需要值时，末端的输出仍会不断发生振荡；4、在离供水主管道近的房间时常出现水锤声；5、室内有时会有过冷或令人讨厌的吹风感。

出现这些问题不仅会导致舒适性欠佳，而且还导致系统能耗增加。运行情况较为满意的系统也会多耗能40％。究其原因，主要是连接在管路上的末端装置所需要的流量以及管路中各处的水阻不尽相同，对实际的流量分配有很大的影响，使水流量未能合理地分配到整个水循环系统中，存在水流不平衡的问题，靠近供水主管道的设备的“过流”现象导致远离供水主管道的设备内“欠流”现象的发生。

因此，为了提升舒适性，取得最大限度的节能效果，对循环水回路必须进行流量平衡调控。

为了补偿循环水管路中的压降，达到平衡系统压力的效果，出现了采用同程输配方式(有三根输配管)的水循环回路。虽然该方式使得供、回水干管所路经的距离基本相等，即消耗的沿程阻力基本相同，因此各环路的阻力基本平衡，但这种布置方式相对异程式输配而言，增加了回水干管的长度，耗时费工费料，增加了部分投资费用，而且增加的管道也势必产生能量损失。此外，由于施工的实际工程中是不可能保证所有的管段都具有相同的压降的，因此实际上的压差还是会不一致。

针对上述问题，出现了利用压差平衡方法控制中央空调水系统循环的方法，该方法是在异程式输配的基础上，加装压差平衡阀，利用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，从而使工况变化时仍能保持压差基本不变。采用这种方式，压差平衡阀内部容易出现阻塞，而且每个压差平衡阀都需要调试，整个系统的调试工作相对复杂，对调试者的经验要求高，而且调试工作均是在静态状态下进行的，调试完成后，每个压差平衡阀的阻力相对固定，并不能随时适应系统负荷的变化，不能始终保证系统的平衡。此外通常是以20℃的水来进行系统调试的，在供冷时，普通的水在7℃-12℃的正常运行下，原来获得的水力平衡是可以维持的；但对于含有30％乙二醇的水，在7℃-12℃的工况下，管道压力损失比20℃时大4％；在采暖时，平均水温达到60℃，管道压力损失大约下降15％，管道水力阻力减小，原有的平衡会被打破。

针对压差平衡法存在的问题，近年来出现了流量平衡控制方法，在异程式输配系统中的末端增设流量平衡阀，可直接根据设计来设定流经末端的流量，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均可保持末端设定流量不变，使管网流量调节一次完成，把调试工作变为简单的流量分配，有效地解决管网的水力平衡失调问题。而且设置流量平衡阀可以使每个末端单元的流量保持一致，从而解决原先因为管路较多、静态平衡不准确以及水温的影响造成系统平衡困难的问题。

在系统末端设置流量平衡阀时，阀门控制的设定值是按照该末端单元的设计负荷来选取的，即流量平衡阀的最大流量是所处末端单元在最大设计负荷条件下的可流通流量，在实际使用中流量平衡阀主要起到限流的作用，一旦末端单元的负荷需求超过原设计最大负荷时，就无法再去增加流经该末端单元的冷媒流量了，导致舒适性下降，无法实现在一个区域内能量的调配。

由此可见，选择一种合适的中央空调装置及控制方法，对于同时满足舒适性和节能效果起到重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以有效实现舒适性和节能的中央空调系统及其控制方法。