[发明专利]超高效相变蓄能变负荷中央空调系统

说明书

本发明提供了一种超高效相变蓄能变负荷中央空调系统，包括制冷主机组、相变蓄能器；制冷主机组将会在最高的制冷效率COP下运作，如此时的制冷量高于负荷需求，则通过相变蓄能器实现相变蓄能，相反当制冷量不能满足负荷需求时，相变蓄能器释放蓄能，以补充制冷机组不足够的制冷量。用户可以根据正常的用量统计，制定制冷主机组的运行策略，在相变蓄能器的配合下使制冷主机组高效运行，从而有效提高系统运作的能效，节约能源，相对于现有中央空调系统节约40%‑70%以上。

技术领域

本发明涉及中央空调系统，尤其是一种利用相变蓄能技术的超高效变负荷中央空调系统。

背景技术

评价一台制冷机组的耗电(功)指标是其制冷循环的COP（Coefficient ofPerformance）值。所谓COP是指制冷机组在完成一个制冷循环后，其输出冷量(功)与耗电(功)量之比，即机组的制冷效率。不同类型的制冷机组其制冷效率是不同的。制冷机组按照其主要部件压缩机的种类通常可分为三大类:活塞式、螺杆式、离心式。

其中活塞式制冷机组用于冷量需求较小的场合，螺杆式制冷机组应用于中型企业，离心式制冷机组用于中、大型企业。由于压缩机在原理和结构上的不同，导致三者之间的COP有较大的差别。以目前的技术水平，活塞式制冷机组的COP在标准工况下约3-4。螺杆式制冷机组的COP可达到4-5左右，而离心式制冷机组的COP最高可达5-6。因此相对而言，离心式制冷机组的效率是最高的。一般商业大厦中央空调水冷式离心机加上水泵和水塔，实际录得平均COP最多只有4。

从图2可以看出COP随着冷凝温度的下降以及负荷的上升而变大。由此可见，在通常情况下，为了使机组的COP能够达到最高，用户总是希望制冷主机能够尽可能的满负荷运转。但是实际使用当中，受到天气的影响，往往在全年大部分时间里制冷主机并不需要满负荷运转。多数运转于部分负荷之间，因此其制冷效率相对它所能够达到的最高效率是比较低的。离心式制冷机组的运行特性有别于活塞式和螺杆式。在采用变速马达后，其COP特性曲线会再很大改变。如上图左半部分所示，在部分负荷之间，机组的COP相对普通离心机组有了较大提高。应该说，这已是不小的突破·但是仔细观察上图，可以发现利用变速马达所能提高的COP值有一定的限制。负荷必须在40%-60%之间才能达到最高的COP值。但是作为空调系统来说，全年高大量时间段并非运行于该区间内。所以单纯运用变速马很难达到最佳效果。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种超高效相变蓄能变负荷中央空调系统，通过使用相变蓄能器，运用非平衡策略法使制冷主机组既能够在部分负荷状态加高效运行，又能保证总体负荷要求。

本发明是这样实现上述目的的：

超高效相变蓄能变负荷中央空调系统，包括制冷主机组、相变蓄能器，所述制冷主机组的冷水出口经过产冷循环水泵连接至第一级冷水输送管路，第一级冷水输送管道中还串装有冷量输送变频泵，冷量输送变频泵的出口再通过第二级冷水输送管路输送至用户的送风系统，送风系统的出口连接至回水输送管路，回水输送管路连接至制冷主机组的进水口；所述相变蓄能器一端通过管路连接至产冷循环水泵与冷量输送变频泵之间的第一级冷水输送管路，相变蓄能器一端通过管路连接至回水输送管路；系统会根据需要控制制冷主机组的制冷量、产冷循环水泵及冷量输送变频泵的流量实现相变蓄能器进行蓄能及释放蓄能，具体如下:

相变蓄能器蓄能时，减少冷量输送变频泵的输送量和/或增大制冷主机组的冷水出口的流量，使得第一级冷水输送管管路内的水压大于回水输送管，第一级冷水输送管路内的冷水通过管路流入至相变蓄能器中使相变蓄能器内蓄能材料产相变蓄能，冷水水温升高并经另一端流出相变蓄能器进入回水输送管路；

相变蓄能器释放蓄能时，增大冷量输送变频泵的输送量和/或减少制冷主机组的冷水出口的流量甚至关闭制冷主机组，使得回水输送管管路内的水压大于第一级冷水输送管，回水输送管路的水通过管路流入至相变蓄能器中相变蓄能器的蓄能材料产生相变释放蓄能使回水变冷后经另一端流出相变蓄能器进入第一级冷水输送管路，再由冷量输送变频泵加压后进入第二级冷水输送管路输送至用户的送风系统。