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1、(10)申请公布号 CN 104132491 A (43)申请公布日 2014.11.05 C N 1 0 4 1 3 2 4 9 1 A (21)申请号 201410366478.6 (22)申请日 2014.07.29 F25B 49/02(2006.01) (71)申请人江苏天舒电器有限公司 地址 221600 江苏省南通市南通开发区星湖 大道1692号20幢 (72)发明人王玉军 王颖 许春林 刘军 杨奕 王天舒 (74)专利代理机构上海三和万国知识产权代理 事务所(普通合伙) 31230 代理人侯佳猷 (54) 发明名称 一种工业用冷热平衡机组系统及其控制方法 (57) 摘要 一种工。
2、业用冷热平衡机组系统及其控制方 法,涉及一种用于加热和制冷组合系统的能量回 收利用系统及其控制方法,包括冷热平衡机组,冷 风子系统,热风子系统,热水子系统和控制装置, 冷热平衡机组包括冷热平衡组态的制冷剂循环回 路和热泵组态的制冷剂循环回路;控制装置通过 电动三通阀控制制冷剂循环回路的组态切换;热 水冷凝器依次通过蓄热水箱和组合式风柜热水盘 管和热媒水泵构成热媒水循环回路;冷水蒸发器 通过组合式风柜冷水盘管和冷媒水泵构成冷媒水 循环回路;通过控制装置对冷热平衡机组进行控 制,实现冷热负荷的平衡转移,满足各车间的冷热 负荷和温湿度要求,保证冷热负荷有效平衡,设备 利用率高,成本低,使能量得到有效。
3、利用,充分节 约能源。 (51)Int.Cl. 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104132491 A CN 104132491 A 1/6页 2 1.一种工业用冷热平衡机组系统,包括冷热平衡机组,为降温除湿车间供应冷风的冷 风子系统,为升温车间供应热风的热风子系统,为清洗车间供应热水的热水子系统,以及控 制装置;其特征在于: 所述的冷热平衡机组包括冷热平衡组态的制冷剂循环回路和热泵组态的制冷剂循环 回路;所述的控制装置通过电动三通阀控制制冷剂循环回路的组态切换。
4、; 所述冷热平衡组态的制冷剂循环回路从压缩机的排气口开始,通过依次连接的四通 阀,热水冷凝器和热力膨胀阀,连接到电动三通阀的端口A,再经由连接在电动三通阀端口 C的冷水蒸发器和单向阀,通过四通阀与气液分离器连接到压缩机的吸气口; 所述热泵组态的制冷剂循环回路从压缩机的排气口开始,通过依次连接的四通阀,热 水冷凝器和热力膨胀阀,连接到电动三通阀的端口A,再经由连接在电动三通阀端口B的翅 片蒸发器,通过四通阀与气液分离器连接到压缩机的吸气口; 所述的热水冷凝器的出水口,依次通过热水子系统的蓄热水箱和热风子系统的组合式 风柜热水盘管,经热媒水泵连接到热水冷凝器的进水口,构成工业用冷热平衡机组系统的 。
5、热媒水循环回路;所述的冷热平衡机组通过热媒水将热量传递并储存到蓄热水箱中,并通 过热媒水为热风子系统和热水子系统提供热量; 所述的冷水蒸发器的出水口,通过冷风子系统的组合式风柜冷水盘管,经冷媒水泵连 接到冷水蒸发器的进水口,构成工业用冷热平衡机组系统的冷媒水循环回路;所述的冷热 平衡机组通过冷媒水为冷风子系统提供冷量; 所述的工业用冷热平衡机组系统通过控制装置对冷热平衡机组进行控制,实现升温车 间、降温除湿车间和清洗车间的冷热负荷的平衡转移,满足各个车间的冷热负荷和温湿度 要求。 2.根据权利要求1所述的工业用冷热平衡机组系统,其特征在于所述的电动三通阀 是三通电动调节阀,所述的控制装置可以根。
6、据冷热负荷的变化,通过改变电动三通阀端口B 和端口C的流量分配,动态调节流过冷水蒸发器和翅片蒸发器的制冷剂流量。 3.根据权利要求1所述的工业用冷热平衡机组系统,其特征在于所述的冷媒水循环回 路和热媒水循环回路上,分别设有冷媒水膨胀水箱和热媒水膨胀水箱,可以自动平衡冷媒 水和热媒水的水量和压力。 4.根据权利要求1、2或3所述的工业用冷热平衡机组系统,其特征在于所述的工业用 冷热平衡机组系统还设有辅热机组,所述的辅热机组通过辅热水泵,并联连接在热媒水的 出水和回水管路上,在冷热平衡机组制热量不足时,所述的辅热机组通过热媒水为热风子 系统和热水子系统提供补充热量。 5.一种用于权利要求1、2或3。
7、所述的工业用冷热平衡机组系统的工业用冷热平衡机组 系统控制方法,其特征在于包括以下步骤: S100:运行模式参数设定模块获取蓄热水温上限设定值Txs、出水温度设定值Tcs、升 温车间温度设定值Tss、降温除湿车间温度设定值Tjs和湿度设定值Tsd; S200:根据升温车间、热水清洗车间和降温除湿车间的冷热负荷状态,通过运行模式参 数设定模块确定冷热平衡机组的运行模式,并设置相应的升温热水优先状态和/或降温除 湿优先状态,控制冷热平衡机组进入冷热平衡组态或热泵组态; S300:冷热平衡组态:冷热平衡机组控制模块控制电动三通阀的端口A接通到端口C, 权 利 要 求 书CN 104132491 A 。
8、2/6页 3 建立冷热平衡组态的制冷剂循环回路;热媒水泵启动,建立热水冷凝器、蓄热水箱和组合式 风柜热水盘管之间的热媒水循环;冷媒水泵启动,建立组合式风柜冷水盘管和冷水蒸发器 之间的冷媒水循环;所述的冷热平衡组态包括以下4种模式: 模式1:升温车间升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间需要热水; 模式2:升温车间升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间不需要热水; 模式3:升温车间不需要升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间需要热水; 模式4:升温车间不需要升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间不需要热水; S320:若运行模式为模式1:升温热水检测控制模块判断升温热水优先状态,根据蓄热。
9、 水温和升温车间的温度偏差,调节热水盘管风机转速,控制清洗热水供应;干湿度检测控制 模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差,调节冷水盘管的风机转速; S340:若运行模式为模式2:升温热水检测控制模块根据升温车间温度偏差,调节热水 盘管的风机转速;干湿度检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差,调节冷水 盘管的风机转速; S360:若运行模式为模式3:升温热水检测控制模块比较蓄热水温和出水温度设定值, 控制清洗热水供应;干湿度检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差,调节冷 水盘管的风机转速; S380:若运行模式为模式4:干湿度检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度 。
10、偏差,调节冷水盘管的风机转速; S400:热泵组态:冷热平衡机组控制模块控制电动三通阀的端口A接通到端口B,建立 热泵组态的制冷剂循环回路;热媒水泵启动,建立热水冷凝器、蓄热水箱和组合式风柜热水 盘管之间的热媒水循环;所述的冷热平衡组态包括以下3种模式: 模式5:升温车间升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间需要热水; 模式6:升温车间不需要升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间需要热水; 模式7:升温车间升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间不需要热水; S420:若运行模式为模式5:升温热水检测控制模块判断升温热水优先状态,根据蓄热 水温和升温车间的温度偏差,调节热水盘管。
11、的风机转速和控制清洗热水的供应; S440:若运行模式为模式6:升温热水检测控制模块比较蓄热水温和出水温度设定值, 通过进水电磁阀控制向清洗车间供应热水; S460:若运行模式为模式7:升温热水检测控制模块根据升温车间温度偏差,调节热水 盘管的风机转速; S500:升温热水检测控制模块比较蓄热水温Txc与水箱水温上限值Txs,若Txc Txs,则向冷热平衡机组控制模块发出蓄热水箱超温信号,控制压缩机停止运转,冷热平衡 机组利用蓄热水箱积蓄的热量继续执行升温车间升温和制取清洗热水过程;直到蓄热水温 Txc出水温度设定值Tcs,重新启动压缩机。 6.根据权利要求5所述的工业用冷热平衡机组系统控制方。
12、法,其特征在于所述的步骤 S320包括以下动作: S321:干湿度检测控制模块530实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温度 Tsq,由根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿度 RH,根据降温除湿优先状态控制除湿降温过程: 权 利 要 求 书CN 104132491 A 3/6页 4 S322:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器输出高频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降温, 直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; S323:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控。
13、制器533输出低频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除 湿,直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; S324:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和相对 湿度RH分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态调节 冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的转速,达到除湿和 降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管220风机降 低运行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风柜冷 水盘管风机提高运行速。
14、度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风柜冷 水盘管风机维持当前运行速度,机组均衡降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到设定 的范围; S330:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc和升温车间温度Tsw, 根据升温热水优先状态控制车间升温和制取热水的过程: S331:若升温热水优先状态选择为车间升温优先,则在TswTss3时,通过进水电 磁阀驱动器控制关闭进水电磁阀,停止向热水池中补水,蓄热水箱中的热量补充到组合式 风柜热水盘管,提高制热效果和加热速度;当TswTss-1时,通过进水电磁阀驱动器控制 打开进水电磁阀,向热水池中补水; S332:若升温热水优先状态。
15、选择为清洗热水优先,则关闭组合式风柜热水盘管的风机, 通过进水电磁阀驱动器控制打开进水电磁阀,向热水池中供水,直到热水池中的水达到需 求量之后,再打开组合式风柜热水盘管的风机进行车间升温; S333:否则,升温热水检测控制模块执行自动升温热水控制过程,升温车间升温和生 产清洗用热水同时进行:升温热水检测控制模块比较升温车间温度Tsw与升温车间温度设 定值Tss,根据温度偏差调节热风风机变频控制器的输出频率,动态调节组合式风柜热水 盘管的风机转速:若TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机高速运行;若Tss1 TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机中速运行;若Tss+1TswTss1,组合式 。
16、风柜热水盘管的风机低速运行;若TswTss+1,组合式风柜热水盘管的风机停止运行; S334:升温热水检测控制模块将蓄热水温Txc与出水温度设定值Tcs进行比较,通过进 水电磁阀驱动器控制进水电磁阀:若TxcTcs,关闭进水电磁阀,蓄热水箱进入蓄热升温 状态;若TxcTcs,打开进水电磁阀,向清洗车间供应热水。 7.根据权利要求5所述的工业用冷热平衡机组系统控制方法,其特征在于所述的步骤 S340包括以下动作: S341:干湿度检测控制模块实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温度Tsq,由 根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿度RH,根据 降温除湿优。
17、先状态控制除湿降温过程: S342:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器533输出高频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降 权 利 要 求 书CN 104132491 A 4/6页 5 温,直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; S343:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器输出低频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除湿, 直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; S344:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和相对 湿度。
18、RH分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态调节 冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的转速,达到除湿和 降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管220风机降 低运行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风柜冷 水盘管风机提高运行速度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风柜冷 水盘管风机维持当前运行速度,机组均衡降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到设定 的范围; S345:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc和升温车间温度Tsw, 比。
19、较升温车间温度Tsw与升温车间温度设定值Tss,根据温度偏差调节热风风机变频控制 器的输出频率,动态调节组合式风柜热水盘管的风机转速: S346:若TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机高速运行;若Tss1 TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机中速运行;若Tss+1TswTss1,组合式 风柜热水盘管的风机低速运行;若TswTss+1,组合式风柜热水盘管的风机停止运行。 8.根据权利要求5所述的工业用冷热平衡机组系统控制方法,其特征在于所述的步骤 S360包括以下动作: S361:干湿度检测控制模块实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温度Tsq,由 根据干球温度Tgq和湿球温度Ts。
20、q之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿度RH,根据 降温除湿优先状态控制除湿降温过程: S362:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器输出高频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降温, 直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; S363:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器输出低频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除湿, 直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; S364:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和相对 湿度R。
21、H分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态调节 冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的转速,达到除湿和 降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管220风机降 低运行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风柜冷 水盘管风机提高运行速度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风柜冷 水盘管风机维持当前运行速度,机组均衡降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到设定 的范围; S365:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc,将蓄热水温Txc与出 水温。
22、度设定值Tcs进行比较,通过进水电磁阀驱动器控制进水电磁阀:若TxcTcs,关闭 权 利 要 求 书CN 104132491 A 5/6页 6 进水电磁阀,蓄热水箱进入蓄热升温状态;若TxcTcs,打开进水电磁阀,向清洗车间供应 热水。 9.根据权利要求5所述的工业用冷热平衡机组系统控制方法,其特征在于所述的步骤 S380包括以下动作: S381:干湿度检测控制模块实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温度Tsq,由 根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿度RH,根据 降温除湿优先状态控制除湿降温过程: S382:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷。
23、风风机变频控制器输出高频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降温, 直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; S383:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器输出低频率电 流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除湿, 直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; S384:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和相对 湿度RH分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态调节 冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的。
24、转速,达到除湿和 降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管风机降低运 行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风柜冷水盘 管风机提高运行速度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风柜冷水盘 管风机维持当前运行速度,机组均衡降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到设定的范 围。 10.根据权利要求5所述的工业用冷热平衡机组系统控制方法,其特征在于所述的步 骤 S420包括以下动作: S421:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc和升温车间温度Tsw, 根据升温热水优先状态控制车间升温和制取热水的过。
25、程: S422:若升温热水优先状态选择为车间升温优先,则在TswTss3时,通过进水电 磁阀驱动器控制关闭进水电磁阀,停止向热水池中补水,蓄热水箱中的热量补充到组合式 风柜热水盘管,提高制热效果和加热速度;当TswTss-1时,通过进水电磁阀驱动器控制 打开进水电磁阀,向热水池中补水; S423:若升温热水优先状态选择为清洗热水优先,则关闭组合式风柜热水盘管的风机, 通过进水电磁阀驱动器控制打开进水电磁阀,向热水池中供水,直到热水池中的水达到需 求量之后,再打开组合式风柜热水盘管的风机进行车间升温; S424:否则,升温热水检测控制模块执行自动升温热水控制过程,升温车间升温和生 产清洗用热水同。
26、时进行:升温热水检测控制模块比较升温车间温度Tsw与升温车间温度设 定值Tss,根据温度偏差调节热风风机变频控制器的输出频率,动态调节组合式风柜热水 盘管的风机转速:若TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机高速运行;若Tss1 TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机中速运行;若Tss+1TswTss1,组合式 风柜热水盘管的风机低速运行;若TswTss+1,组合式风柜热水盘管的风机停止运行; 权 利 要 求 书CN 104132491 A 6/6页 7 S425:升温热水检测控制模块将蓄热水温Txc与出水温度设定值Tcs进行比较,通过进 水电磁阀驱动器控制进水电磁阀:若TxcTcs,关闭进。
27、水电磁阀,蓄热水箱进入蓄热升温 状态;若TxcTcs,打开进水电磁阀,向清洗车间供应热水。 权 利 要 求 书CN 104132491 A 1/14页 8 一种工业用冷热平衡机组系统及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于加热和制冷组合系统的能量回收利用系统及其控制方法,尤 其涉及一种工业用冷热平衡机组系统和用于该系统的控制方法。 背景技术 0002 我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70,主要工业产品单位能 耗平均比国际先进水平高出30左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素 外,工业余热利用率低是造成能耗高的重要原因,我国能源利用率仅为33左右,比发达 国家低。
28、约10,至少50的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此从另一角度看, 我国工业余热资源丰富,广泛存在于工业各行业生产过程中,余热资源约占其燃料消耗总 量的1767,其中可回收率达60,余热利用率提升空间大,节能潜力巨大。工业余 热回收利用被认为是一种“新能源”,近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。例 如,中国发明专利“冷热源一体机组” (中国发明专利号:ZL200910047034.5,授权公告号: CN101498499B)公开了一种冷热源一体机组,压缩机的出口分别与风冷冷凝器、水冷冷凝器 相连,风冷冷凝器和水冷冷凝器汇合后连接节流装置,节流装置再分别与水冷蒸发器、风 冷蒸发器相连。
29、,水冷蒸发器和风冷蒸发器汇合后再连接到压缩机的进口;水冷蒸发器的出 口与冷冻水用户端的进口相连,冷冻水用户端的出口与水冷蒸发器循环连接;水冷冷凝器 的出口与热水用户端的进口相连,热水用户端的出口与水冷冷凝器循环连接。该发明的改 变了传统将建筑中某特定空间为控制目标,转变成整幢大楼为控制目标,综合规划整幢大 楼的冷源、热源供给,使之冷热量平衡,减少废热或废冷排放,从而将不可再生能源消耗降 低到最低,形成综合节能体系。中国发明专利申请“一种冷热内平衡机组”(发明专利申请 号:201310025625.9,公开号:CN103075842A)公开了一种冷热内平衡机组,包括用压缩机、 热源侧换热器、热源。
30、侧热平衡器、热力膨胀阀、冷源侧换热器、冷源侧冷平衡器、汽液分离器 用管道串联连接。在制热时,冷源侧的冷量可能通过翅片散热器、水路循环散热或内冷平衡 器散热等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用冷的终端得到有效利用;在制冷时,热 源侧的热量可能通过翅片散热器、水路循环散热或内热平衡器散热等换热装置在空气或水 中或冷媒中传递到用热的终端得到有效利用。 0003 上述发明虽然可以通过热能平衡利用提高机组冷热量使用效率,实现零排放和能 源循环利用。但是,由于每个工业企业对能源消耗的情况都不尽相同,没有对企业的实际需 求进行细化研究,采用上述通用型冷热平衡机组设备并不能将冷、热负荷进行合理利用,并 不能。
31、有效地节省投资成本,甚至可能造成设备的利用率下降,系统也难以有效控制而实现 长期安全、稳定、高效运行。 发明内容 0004 本发明的目的是要提供一种工业用冷热平衡机组系统,用于解决工业企业热能综 合利用的技术问题。 说 明 书CN 104132491 A 2/14页 9 0005 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是: 0006 一种工业用冷热平衡机组系统,包括冷热平衡机组,为降温除湿车间供应冷风的 冷风子系统,为升温车间供应热风的热风子系统,为清洗车间供应热水的热水子系统,以及 控制装置;其特征在于: 0007 所述的冷热平衡机组包括冷热平衡组态的制冷剂循环回路和热泵组态的制冷剂 循环回。
32、路;所述的控制装置通过电动三通阀控制制冷剂循环回路的组态切换; 0008 所述冷热平衡组态的制冷剂循环回路从压缩机的排气口开始,通过依次连接的四 通阀,热水冷凝器和热力膨胀阀,连接到电动三通阀的端口A,再经由连接在电动三通阀端 口C的冷水蒸发器和单向阀,通过四通阀与气液分离器连接到压缩机的吸气口; 0009 所述热泵组态的制冷剂循环回路从压缩机的排气口开始,通过依次连接的四通 阀,热水冷凝器和热力膨胀阀,连接到电动三通阀的端口A,再经由连接在电动三通阀端口 B的翅片蒸发器,通过四通阀与气液分离器连接到压缩机的吸气口; 0010 所述的热水冷凝器的出水口,依次通过热水子系统的蓄热水箱和热风子系统。
33、的组 合式风柜热水盘管,经热媒水泵连接到热水冷凝器的进水口,构成工业用冷热平衡机组系 统的热媒水循环回路;所述的冷热平衡机组通过热媒水将热量传递并储存到蓄热水箱中, 并通过热媒水为热风子系统和热水子系统提供热量; 0011 所述的冷水蒸发器的出水口,通过冷风子系统的组合式风柜冷水盘管,经冷媒水 泵连接到冷水蒸发器的进水口,构成工业用冷热平衡机组系统的冷媒水循环回路;所述的 冷热平衡机组通过冷媒水为冷风子系统提供冷量; 0012 所述的工业用冷热平衡机组系统通过控制装置对冷热平衡机组进行控制,实现升 温车间、降温除湿车间和清洗车间的冷热负荷的平衡转移,满足各个车间的冷热负荷和温 湿度要求。 00。
34、13 本发明的工业用冷热平衡机组系统的一种较佳的技术方案,其特征在于所述的电 动三通阀是三通电动调节阀,所述的控制装置可以根据冷热负荷的变化,通过改变电动三 通阀端口B和端口C的流量分配,动态调节流过冷水蒸发器和翅片蒸发器的制冷剂流量。 0014 本发明的工业用冷热平衡机组系统的一种更好的技术方案,其特征在于所述的冷 媒水循环回路和热媒水循环回路上,分别设有冷媒水膨胀水箱和热媒水膨胀水箱,可以自 动平衡冷媒水和热媒水的水量和压力。 0015 本发明的工业用冷热平衡机组系统的一种改进的技术方案,其特征在于所述的工 业用冷热平衡机组系统还设有辅热机组,所述的辅热机组通过辅热水泵,并联连接在热媒 水。
35、的出水和回水管路上,在冷热平衡机组制热量不足时,所述的辅热机组通过热媒水为热 风子系统和热水子系统提供补充热量。 0016 本发明的另一个目的是要提供一种用于上述工业用冷热平衡机组系统控制方法。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是: 0017 一种用于上述工业用冷热平衡机组系统的工业用冷热平衡机组系统控制方法,其 特征在于包括以下步骤: 0018 S100:运行模式参数设定模块获取蓄热水温上限设定值Txs、出水温度设定值 Tcs、升温车间温度设定值Tss、降温除湿车间温度设定值Tjs和湿度设定值Tsd; 0019 S200:根据升温车间、热水清洗车间和降温除湿车间的冷热负荷状态,通过运行。
36、模 说 明 书CN 104132491 A 3/14页 10 式参数设定模块确定冷热平衡机组的运行模式,并设置相应的升温热水优先状态和/或降 温除湿优先状态,控制冷热平衡机组进入冷热平衡组态或热泵组态; 0020 S300:冷热平衡组态:冷热平衡机组控制模块控制电动三通阀的端口A接通到端 口C,建立冷热平衡组态的制冷剂循环回路;热媒水泵启动,建立热水冷凝器、蓄热水箱和 组合式风柜热水盘管之间的热媒水循环;冷媒水泵启动,建立组合式风柜冷水盘管和冷水 蒸发器之间的冷媒水循环;所述的冷热平衡组态包括以下4种模式: 0021 模式1:升温车间升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间需要热水; 0022。
37、 模式2:升温车间升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间不需要热水; 0023 模式3:升温车间不需要升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间需要热水; 0024 模式4:升温车间不需要升温、降温除湿车间需要降温除湿、清洗车间不需要热 水; 0025 S320:若运行模式为模式1:升温热水检测控制模块判断升温热水优先状态,根据 蓄热水温和升温车间的温度偏差,调节热水盘管风机转速,控制清洗热水供应;干湿度检测 控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差,调节冷水盘管的风机转速; 0026 S340:若运行模式为模式2:升温热水检测控制模块根据升温车间温度偏差,调节 热水盘管的风机转速;干湿度。
38、检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差,调节 冷水盘管的风机转速; 0027 S360:若运行模式为模式3:升温热水检测控制模块比较蓄热水温和出水温度设 定值,控制清洗热水供应;干湿度检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温湿度偏差, 调节冷水盘管的风机转速; 0028 S380:若运行模式为模式4:干湿度检测控制模块判断降温除湿优先状态,根据温 湿度偏差,调节冷水盘管的风机转速; 0029 S400:热泵组态:冷热平衡机组控制模块控制电动三通阀的端口A接通到端口B, 建立热泵组态的制冷剂循环回路;热媒水泵启动,建立热水冷凝器、蓄热水箱和组合式风柜 热水盘管之间的热媒水循环;所述的冷。
39、热平衡组态包括以下3种模式: 0030 模式5:升温车间升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间需要热水; 0031 模式6:升温车间不需要升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间需要热 水; 0032 模式7:升温车间升温、降温除湿车间不工作保持原状态、清洗车间不需要热水; 0033 S420:若运行模式为模式5:升温热水检测控制模块判断升温热水优先状态,根据 蓄热水温和升温车间的温度偏差,调节热水盘管的风机转速和控制清洗热水的供应; 0034 S440:若运行模式为模式6:升温热水检测控制模块比较蓄热水温和出水温度设 定值,通过进水电磁阀控制向清洗车间供应热水; 0035 S460。
40、:若运行模式为模式7:升温热水检测控制模块根据升温车间温度偏差,调节 热水盘管的风机转速; 0036 S500:升温热水检测控制模块比较蓄热水温Txc与水箱水温上限值Txs,若Txc Txs,则向冷热平衡机组控制模块发出蓄热水箱超温信号,控制压缩机停止运转,冷热平衡 机组利用蓄热水箱积蓄的热量继续执行升温车间升温和制取清洗热水过程;直到蓄热水温 Txc出水温度设定值Tcs,重新启动压缩机。 说 明 书CN 104132491 A 10 4/14页 11 0037 本发明的工业用冷热平衡机组系统控制方法的一种较佳的技术方案,其特征在于 所述的步骤S320包括以下动作: 0038 S321:干湿度。
41、检测控制模块530实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温 度Tsq,由根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿 度RH,根据降温除湿优先状态控制除湿降温过程: 0039 S322:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器输出高频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降 温,直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; 0040 S323:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器533输出 低频率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车 间除湿,直。
42、到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; 0041 S324:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和 相对湿度RH分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态 调节冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的转速,达到除 湿和降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管220风 机降低运行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风 柜冷水盘管风机提高运行速度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风 柜冷水盘管风机维持当前运行速度,机组均衡。
43、降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到 设定的范围; 0042 S330:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc和升温车间温度 Tsw,根据升温热水优先状态控制车间升温和制取热水的过程: 0043 S331:若升温热水优先状态选择为车间升温优先,则在TswTss3时,通过进 水电磁阀驱动器控制关闭进水电磁阀,停止向热水池中补水,蓄热水箱中的热量补充到组 合式风柜热水盘管,提高制热效果和加热速度;当TswTss-1时,通过进水电磁阀驱动器 控制打开进水电磁阀,向热水池中补水; 0044 S332:若升温热水优先状态选择为清洗热水优先,则关闭组合式风柜热水盘管的 风机,通过进水电磁阀。
44、驱动器控制打开进水电磁阀,向热水池中供水,直到热水池中的水达 到需求量之后,再打开组合式风柜热水盘管的风机进行车间升温; 0045 S333:否则,升温热水检测控制模块执行自动升温热水控制过程,升温车间升温和 生产清洗用热水同时进行:升温热水检测控制模块比较升温车间温度Tsw与升温车间温度 设定值Tss,根据温度偏差调节热风风机变频控制器的输出频率,动态调节组合式风柜热水 盘管的风机转速:若TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机高速运行;若Tss1 TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机中速运行;若Tss+1TswTss1,组合式 风柜热水盘管的风机低速运行;若TswTss+1,组合式风柜。
45、热水盘管的风机停止运行; 0046 S334:升温热水检测控制模块将蓄热水温Txc与出水温度设定值Tcs进行比较,通 过进水电磁阀驱动器控制进水电磁阀:若TxcTcs,关闭进水电磁阀,蓄热水箱进入蓄热 升温状态;若TxcTcs,打开进水电磁阀,向清洗车间供应热水。 0047 本发明的工业用冷热平衡机组系统控制方法的一种更好的技术方案,其特征在于 所述的步骤S340包括以下动作: 说 明 书CN 104132491 A 11 5/14页 12 0048 S341:干湿度检测控制模块实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和湿球温度 Tsq,由根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温。
46、除湿车间的相对湿度 RH,根据降温除湿优先状态控制除湿降温过程: 0049 S342:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器533输出 高频率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车 间降温,直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; 0050 S343:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器输出低频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除 湿,直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; 0051 S344:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和 。
47、相对湿度RH分别与降温温度设定值Tjs和湿度设定值RHs进行比较,根据温湿度偏差动态 调节冷风风机变频控制器的输出频率,无机调节组合式风柜冷水盘管风机的转速,达到除 湿和降温的动态平衡:若Tgq-Tjs3,且RH-RHs10时,组合式风柜冷水盘管220风 机降低运行速度,加大机组的除湿量;若Tgq-Tjs5,且湿度RH-RHs5时,组合式风 柜冷水盘管风机提高运行速度,加大机组的制冷效果,降低机组的除湿量;否则,组合式风 柜冷水盘管风机维持当前运行速度,机组均衡降温除湿,直到降温除湿车间的温湿度达到 设定的范围; 0052 S345:升温热水检测控制模块实时检测蓄热水箱的蓄热水温Txc和升温车。
48、间温度 Tsw,比较升温车间温度Tsw与升温车间温度设定值Tss,根据温度偏差调节热风风机变频 控制器的输出频率,动态调节组合式风柜热水盘管的风机转速: 0053 S346:若TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机高速运行;若Tss1 TswTss3,组合式风柜热水盘管的风机中速运行;若Tss+1TswTss1,组合式 风柜热水盘管的风机低速运行;若TswTss+1,组合式风柜热水盘管的风机停止运行。 0054 本发明的工业用冷热平衡机组系统控制方法的一种优选的技术方案,其特征在于 所述的步骤S360包括以下动作: 0055 S361:干湿度检测控制模块实时检测降温除湿车间的干球温度Tgq和。
49、湿球温度 Tsq,由根据干球温度Tgq和湿球温度Tsq之差,计算或查表得到降温除湿车间的相对湿度 RH,根据降温除湿优先状态控制除湿降温过程: 0056 S362:若降温除湿优先状态选择为降温优先状态,冷风风机变频控制器输出高频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机高速运行,加大机组的制冷效果,对降温除湿车间降 温,直到TgqTjs,转自动降温除湿状态继续运行; 0057 S363:若降温除湿优先状态选择为除湿优先状态,冷风风机变频控制器输出低频 率电流,驱动组合式风柜冷水盘管风机低速运行,加大机组的除湿效果,对降温除湿车间除 湿,直到RHRHs,转自动降温除湿状态继续运行; 0058 S364:否则,干湿度检测控制模块执行自动降温除湿控制过程:将干球温度Tgq和 相对湿度RH分。