区域供冷单元及供冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其是涉及一种中温水大温差区域供冷单元及供冷系统。


背景技术：

2.目前，在国家碳中和的背景下，越来越多的节能措施被提出来，其中就有区域性能源综合管理，将能源集中控制，综合降低区域性总体能耗，其中区域性制冷技术在区域性能源管理中占据了重要的组成部分，但是现行的区域性能源管理系统存在冷水机组水温输出低，冷水机组能效(cop)偏低，同样冷量需求下设备能耗较高，管路供回水温度差值过小，管网内流速过大，造成管网输配压力耗损增大，输配效率低等缺点。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种区域供冷单元及供冷系统，以解决现有技术中存在的供冷系统输配效率低、耗损高、能效低的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.本实用新型提供的一种区域供冷单元，包括冷水机组和蓄冷组件，所述冷水机组分别与所述蓄冷组件和用冷终端管路连接，以向用冷终端提供冷量或向所述蓄冷组件内储存冷量；所述蓄冷组件与用冷终端管路连接，以将其内储存的冷量向用冷终端输送；所述冷水机组的出水为中温水。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述中温水温度为大于9.5℃。
7.作为本实用新型的进一步改进，还包括除湿装置，所述除湿装置一端与用冷终端管路连接，以对用冷终端内的空气进行降温除湿，另一端与向用冷终端输送冷量的管路换热连接，以获得降温除湿所需的冷量。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述除湿装置包括依次管路连接的蒸发器、冷凝器、压缩机，所述除湿装置还包括与用冷终端室内连接的进风管和出风管，所述进风管和所述出风管分别连接在所述蒸发器两侧。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述用冷终端包括末端换热设备和用冷建筑，所述末端换热设备与所述冷水机组或所述蓄冷组件提供的冷量进行热交换，并与所述用冷建筑管路连接，以降低建筑内的环境温度；所述进风管和所述出风管与所述用冷建筑连接。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述区域供冷单元具有三种运行模式，分别是峰时供冷模式、谷时供冷模式和冷量加减模式，还包括能实现冷量流向切换和冷量供应源切换的切换模块，通过控制所述切换模块能实现所述区域供冷单元三种运行模式的切换。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述切换模块包括设置在冷水机组回水管上的一级泵、设置在二级泵供水管上的二级泵、设置在下布水器进水管上的蓄冷泵、设置在下布水器出水管上的释冷泵、控制元件，所述控制元件与所述一级泵、所述二级泵、所述蓄冷泵、所述释冷泵和所述冷水机组均电性连接。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述冷水机组和末端换热设备之间的供水管路包括依次设置的冷水机组供水管、管网供水总管和二级泵供水管；所述冷水机组和末端换热设备之间的回水管路包括依次设置的二级泵回水管、管网回水总管和冷水机组回水管；所述二级泵供水管上设置有二级泵，所述冷凝器与所述二级泵供水管换热连接；所述冷水机组回水管上设置有一级泵；所述冷水机组与所述蓄冷组件之间的供水管路包括下布水器进水管，所述下布水器进水管一端与所述蓄冷组件的下布水器连通，另一端与所述管网供水总管连接；所述下布水器进水管上设置有蓄冷泵；所述冷水机组与所述蓄冷组件之间的回水管路包括上布水器回水管，所述上布水器回水管一端与所述管网回水总管连通，另一端与所述蓄冷组件内的上布水器连通。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述蓄冷组件和末端换热设备之间的供水管路包括下布水器出水管，所述下布水器出水管与所述下布水器进水管并联设置，且所述下布水器出水管上设置有释冷泵。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述冷水机组的出水和回水温差不小于10℃。
15.作为本实用新型的进一步改进，通过调节所述一级泵、所述二级泵和/或所述释冷泵内介质流速，以实现所述冷水机组的出水和回水温差。
16.本实用新型提供的一种供冷系统，包括多个用冷终端以及与多个所述用冷终端均管路连接的所述区域供冷单元。
17.本实用新型提供的供冷系统的供冷方法为，包括如下步骤：
18.步骤100、启动供冷系统，进行区域供冷；
19.步骤200、根据启动时供电情况，控制切换模块进行运行模式切换，使区域供冷单元处于峰时供冷模式或谷时供冷模式；
20.步骤300、当冷水机组进行冷量加减载时，控制切换模块切换，使区域供冷单元处于冷量加减模式。
21.作为本实用新型的进一步改进，峰时供冷模式和加减冷量模式均为冷水机组停机，由蓄冷组件向用冷终端提供冷量的模式；谷时供冷模式为冷水机组启动，同时向蓄冷组件和用冷终端提供冷量的模式。
22.作为本实用新型的进一步改进，冷水机组的出水设定为中温水，通过调节一级泵、二级泵和/或释冷泵的流速，以控制冷水机组的回水温度，并使冷水机组的出水和回水温差不小于10℃。
23.作为本实用新型的进一步改进，冷水机组的设定出水温度为10℃。
24.本实用新型提供的供冷系统中配备有计算机可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时能实现所述供冷方法的功能。
25.本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
26.本实用新型提供的区域供冷单元，是一种中温水大温差区域供冷单元，该区域供冷单元是在现有的水蓄冷区域性供冷系统的基础上对系统进行优化，实现系统“大温差、小流量”降低管网输配压力，提高设备能效，并优化系统的控制方式，综合提高区域性供冷系统的综合能效，降低区域性供冷系统综合能耗；
27.本实用新型的区域供冷单元，通过使用中温水系统，提升冷水机组出水温度，冷水机组性能大幅度提升，进而降低主机能耗，降低管网综合能耗；
28.本实用新型的区域供冷单元，通过调节各部分水泵的流速，使系统供回水温差拉大，在总冷输送量确定的情况下，管网输送流量降低、，管网输送流速降低、从而导致区域管网内最不利环路压损降低，对水泵性能要求降低、进而降低水泵能耗、降低管网综合能耗；
29.本实用新型的区域供冷单元，通过控制蓄冷组件的蓄冷泵和释冷泵，控制蓄冷组件的冷量输出，结合地方峰谷用电的政策，错峰运行冷水机组，节约用电，变相降低地方电网压力；
30.本实用新型的区域供冷单元，通过在冷水机组冷量加减载时，将管网供冷冷源切换至蓄冷组件，减少因设备加减载造成的系统冷量波动，提高区域性供冷系统的稳定性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本实用新型区域供冷系统的结构示意图。
33.图中1、蒸发器；2、冷凝器；3、压缩机；4、进风管；5、出风管；6、末端换热设备；7、用冷建筑；8、冷水机组回水管；9、一级泵；10、二级泵供水管；11、二级泵；12、下布水器进水管；13、蓄冷泵；14、下布水器出水管；15、释冷泵；16、冷水机组供水管；17、管网供水总管；18、二级泵回水管；19、管网回水总管；20、下布水器；21、上布水器回水管；22、上布水器；100、冷水机组；200、蓄冷组件；300、用冷终端；400、除湿装置。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
35.如图1所示，本实用新型提供了一种区域供冷单元，包括冷水机组100和蓄冷组件200，冷水机组100分别与蓄冷组件200和用冷终端300管路连接，以向用冷终端300提供冷量或向蓄冷组件200内储存冷量；蓄冷组件200与用冷终端300管路连接，以将其内储存的冷量向用冷终端300输送；冷水机组100的出水为中温水。
36.在此需要说明的是，冷水机组100、蓄冷组件200和用冷终端300均为现有技术中产品或设备，本实用新型并未对此部分的结构进行改进，故在此不做过多赘述。
37.进一步的，本实施例中，中温水的温度为大于9.5℃，更进一步的，如图1所示，以中温水温度为10摄氏度为例进行具体说明。
38.作为本实用新型的一种可选实施方式，还包括除湿装置400，除湿装置400一端与用冷终端300管路连接，以对用冷终端300内的空气进行降温除湿，另一端与向用冷终端300输送冷量的管路换热连接，以获得降温除湿所需的冷量，或者说以将与降温除湿后升温的介质进行热交换以持续对空气进行降温除湿。
39.进一步的，除湿装置400包括依次管路连接的蒸发器1、冷凝器2、压缩机3，除湿装
置400还包括与用冷终端300室内连接的进风管4和出风管5，进风管4和出风管5分别连接在蒸发器1两侧。
40.使用时，室内的空气经过出风管5进入到蒸发器1侧，与蒸发器1内的冷媒介质换热后经进风管4送回到室内，而冷媒介质经蒸发器1部分换热升温后与压缩机3后与向用冷终端300提供冷量的管路进行换热，从而提高冷量流通介质的温度，使得回到冷水机组100或蓄冷组件200中的回水温度升高，从而提高系统运行的进回水温差。
41.进一步的，用冷终端300包括末端换热设备6和用冷建筑7，末端换热设备6与冷水机组100或蓄冷组件200提供的冷量进行热交换，并与用冷建筑7管路连接，以降低建筑内的环境温度；进风管4和出风管5与用冷建筑7连接。
42.本实用新型中，区域供冷单元具有三种运行模式，分别是峰时供冷模式、谷时供冷模式和冷量加减模式，还包括能实现冷量流向切换和冷量供应源切换的切换模块，通过控制切换模块能实现区域供冷单元三种运行模式的切换。
43.具体的，切换模块包括设置在冷水机组回水管8上的一级泵9、设置在二级泵供水管10上的二级泵11、设置在下布水器进水管12上的蓄冷泵13、设置在下布水器出水管14上的释冷泵15、控制元件，控制元件与一级泵9、二级泵11、蓄冷泵13、释冷泵15和冷水机组100均电性连接。控制元件可以控制各个泵的启停组合，以及冷水机组100的启停，从而通过不同泵的启停组合实现区域供冷单元的运行模式切换。
44.进一步的，冷水机组100和末端换热设备6之间的供水管路包括依次设置的冷水机组供水管16、管网供水总管17和二级泵供水管10；冷水机组100和末端换热设备6之间的回水管路包括依次设置的二级泵回水管18、管网回水总管19和冷水机组回水管8；二级泵供水管10上设置有二级泵11，冷凝器2与二级泵供水管10换热连接；冷水机组回水管8上设置有一级泵9；冷水机组100与蓄冷组件200之间的供水管路包括下布水器进水管12，下布水器进水管12一端与蓄冷组件200的下布水器20连通，另一端与管网供水总管17连接；下布水器进水管12上设置有蓄冷泵13；冷水机组100与蓄冷组件200之间的回水管路包括上布水器回水管21，上布水器回水管21一端与管网回水总管19连通，另一端与蓄冷组件200内的上布水器22连通。
45.蓄冷组件200和末端换热设备6之间的供水管路包括下布水器出水管14，下布水器出水管14与下布水器进水管12并联设置，且下布水器出水管14上设置有释冷泵15。
46.作为本实用新型的一种可选实施方式，冷水机组100的出水和回水温差不小于10℃。通过调节一级泵9、二级泵11和/或释冷泵15内介质流速，以实现冷水机组100的出水和回水温差。
47.本实用新型提供的一种供冷系统，包括多个用冷终端300以及与多个用冷终端300均管路连接的区域供冷单元。需要说明的是，为了简化系统，多个区域供冷单元包括多套冷水机组100，一套蓄冷组件200，所有的冷水机组100的进出水管以及所有的用冷终端300的进出管均并联设置。
48.具体的，用冷建筑侧设置除湿装置，除湿装置中冷凝器与二级泵供水管进行热交换，冷凝器放置在建筑的出风位置也就是出风管处，解决出风湿度过低问题，防止出风口凝露，此外，对除湿后的回风进行加热，减少除湿装置对建筑负荷的影响，方便建筑温湿度独立控制的精度。
49.本实用新型的中温水大温差区域供冷系统，将区域供冷管网中供水温度从常规的4℃低温水提升至10℃的中温水，冷水机组水温每提升1℃，冷水机组综合能效cop将会提升2％～3％，在总冷不变的前提下，冷水机组供水温度越高，冷水机组综合能效也越高，耗电量将会大幅度降低，减少设备能耗；将区域供冷管网供回水温差从常规的供回水温差5℃提升至10℃，根据冷量输配公式，当冷水机组供回水温差增大，管网输配流量降低，进而管网水流速降低，管网阻力降低(管网阻力均与管内流速正相关)，一级泵、二级泵扬程降低，水泵型号降低，进而水泵耗电能力下降，管网输配综合能效提升，进而降低管网输配的综合能耗；由于使用中温水系统，其除湿能力会有所下降，所以在末端用户使用侧增设除湿装置，该除湿装置通过增设制冷循环降低室内回风的温度的方式，除去室内多余湿度，另外新增制冷循环散热的冷凝器与末端出水进行热交换，进一步提高区域供冷管网的回水温度，使管网的供回水温差更容易达到10℃的温差，另外因为有该回水降温的措施除湿装置不需要另设冷却塔装置进行散热，节约建筑空间。
50.本实用新型提供的供冷系统的供冷方法为，包括如下步骤：
51.步骤100、启动供冷系统，进行区域供冷；
52.步骤200、根据启动时供电情况，控制切换模块进行运行模式切换，使区域供冷单元处于峰时供冷模式或谷时供冷模式；结合当地用电政策，错峰用电，在用电高峰期切换至蓄冷组件供冷，制冷循环为蓄冷组件-释冷泵-蓄下布水器排水管-管网供水总管-二级泵-二级泵供水管-末端换热设备-冷凝器-二级泵回水管-管网回水总管-上布水器回水管-蓄冷组件，在用电低谷期使用冷水机组蓄冷和制冷，其中制冷循环为冷水机组-冷水机组供水管-管网供水总管-二级泵-二级泵供水管-末端换热设备-冷凝器-二级泵回水管-管网回水总管-冷水机组回水管-一级泵-冷水机组；蓄冷循环为冷水机组-冷水机组供水管-管网供水总管-蓄冷泵-下布水器进水管-蓄冷组件-上布水器回水管-管网回水总管-一级泵-冷水机组回水管-冷水机组，降低区域性电网用电压力，从另一方面上综合利用电网供电；在冷水机组冷量加减载时，将管网供冷冷源由冷水机组切换至蓄冷组件，减少因冷水机组加减载造成的系统冷量波动，提高区域性供冷系统的稳定性；
53.步骤300、当冷水机组进行冷量加减载时，控制切换模块切换，使区域供冷单元处于冷量加减模式。
54.峰时供冷模式和加减冷量模式均为冷水机组停机，由蓄冷组件向用冷终端提供冷量的模式；谷时供冷模式为冷水机组启动，同时向蓄冷组件和用冷终端提供冷量的模式。
55.冷水机组的出水设定为中温水，通过调节一级泵、二级泵和/或释冷泵的流速，以控制冷水机组的回水温度，并使冷水机组的出水和回水温差不小于10℃。
56.冷水机组的设定出水温度为10℃。
57.本实用新型提供的供冷系统配备了一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时能实现供冷方法的功能。
58.本实用新型提供的区域供冷单元，是一种中温水大温差区域供冷单元，该区域供冷单元是在现有的水蓄冷区域性供冷系统的基础上对系统进行优化，实现系统“大温差、小流量”降低管网输配压力，提高设备能效，并优化系统的控制方式，综合提高区域性供冷系统的综合能效，降低区域性供冷系统综合能耗；
59.本实用新型的区域供冷单元，通过使用中温水系统，提升冷水机组出水温度，冷水
机组性能大幅度提升，进而降低主机能耗，降低管网综合能耗；
60.本实用新型的区域供冷单元，通过调节各部分水泵的流速，使系统供回水温差拉大，在总冷输送量确定的情况下，管网输送流量降低、，管网输送流速降低、从而导致区域管网内最不利环路压损降低，对水泵性能要求降低、进而降低水泵能耗、降低管网综合能耗；
61.本实用新型的区域供冷单元，通过控制蓄冷组件的蓄冷泵和释冷泵，控制蓄冷组件的冷量输出，结合地方峰谷用电的政策，错峰运行冷水机组，节约用电，变相降低地方电网压力；
62.本实用新型的区域供冷单元，通过在冷水机组冷量加减载时，将管网供冷冷源切换至蓄冷组件，减少因设备加减载造成的系统冷量波动，提高区域性供冷系统的稳定性。
63.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
65.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
67.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
69.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种区域供冷单元，其特征在于，包括冷水机组和蓄冷组件，所述冷水机组分别与所述蓄冷组件和用冷终端管路连接，以向用冷终端提供冷量或向所述蓄冷组件内储存冷量；所述蓄冷组件与用冷终端管路连接，以将其内储存的冷量向用冷终端输送；所述冷水机组的出水为中温水。2.根据权利要求1所述的区域供冷单元，其特征在于，所述中温水的温度为大于9.5℃。3.根据权利要求2所述的区域供冷单元，其特征在于，还包括除湿装置，所述除湿装置一端与用冷终端管路连接，以对用冷终端内的空气进行降温除湿，另一端与向用冷终端输送冷量的管路换热连接，以获得降温除湿所需的冷量。4.根据权利要求3所述的区域供冷单元，其特征在于，所述除湿装置包括依次管路连接的蒸发器、冷凝器、压缩机，所述除湿装置还包括与用冷终端室内连接的进风管和出风管，所述进风管和所述出风管分别连接在所述蒸发器两侧。5.根据权利要求4所述的区域供冷单元，其特征在于，所述用冷终端包括末端换热设备和用冷建筑，所述末端换热设备与所述冷水机组或所述蓄冷组件提供的冷量进行热交换，并与所述用冷建筑管路连接，以降低建筑内的环境温度；所述进风管和所述出风管与所述用冷建筑连接。6.根据权利要求1所述的区域供冷单元，其特征在于，所述区域供冷单元具有三种运行模式，分别是峰时供冷模式、谷时供冷模式和冷量加减模式，还包括能实现冷量流向切换和冷量供应源切换的切换模块，通过控制所述切换模块能实现所述区域供冷单元三种运行模式的切换。7.根据权利要求6所述的区域供冷单元，其特征在于，所述切换模块包括设置在冷水机组回水管上的一级泵、设置在二级泵供水管上的二级泵、设置在下布水器进水管上的蓄冷泵、设置在下布水器出水管上的释冷泵以及控制元件，所述控制元件与所述一级泵、所述二级泵、所述蓄冷泵、所述释冷泵和所述冷水机组均电性连接。8.根据权利要求2所述的区域供冷单元，其特征在于，所述冷水机组的出水和回水温差不小于10℃。9.一种供冷系统，其特征在于，包括多个用冷终端以及与多个所述用冷终端均管路连接的如权利要求1-8中任一所述的区域供冷单元。

技术总结
本实用新型提供了一种区域供冷单元及供冷系统，涉及制冷设备技术领域，解决了供冷系统输配效率低、耗损高、能效低的技术问题。该区域供冷单元包括冷水机组和蓄冷组件，冷水机组分别与蓄冷组件和用冷终端管路连接，以向用冷终端提供冷量或向蓄冷组件内储存冷量；蓄冷组件与用冷终端管路连接，以将其内储存的冷量向用冷终端输送；冷水机组的出水为中温水；冷水机组的出水和回水温差不小于10℃。本实用新型是一种中温水大温差区域供冷单元，降低管网输配压力，提高设备能效，并优化系统的控制方式，综合提高区域性供冷系统的综合能效，降低区域性供冷系统综合能耗。性供冷系统综合能耗。性供冷系统综合能耗。


技术研发人员：陈旭峰 周伟 田浩 李俏楠
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2022/3/8