CN106839218A - 中央空调系统能效提升组件及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调系统能效提升组件及控制方法，所述组件包括依次连接的冷却水循环系统、冷水机组能效提升装置以及供冷循环系统；所述冷却水循环系统包括第一冷却塔，冷水机组能效提升装置包括水水换热器和蒸发器，供冷循环系统包括末端空调器；所述第一冷却塔通过第一出水管、第一回水管和水水换热器连通，以将第一冷却塔的冷却水引入水水换热器，末端空调器分别通过第二出水管、第二回水管和水水换热器连接以及蒸发器连接，同时水水换热器和蒸发器通过联通管道连通；实现了通过水水换热器对末端空调器进行一级降温后，再通过蒸发器进行二级降温，充分利用了第一冷却塔的自然冷源降温供冷，减少了蒸发器的负荷，提升了冷水机组的能效。

Description

中央空调系统能效提升组件及其控制方法

技术领域

本发明主要涉及中央空调技术领域，具体地说，涉及一种中央空调系统能效提升组件及其控制方法。

背景技术

随着我国稳步推进供给侧结构性改革，工业生产呈现缓中趋稳、稳中有进、稳中提质态势。为了工业生产保持平稳增长，降低工厂生产能源费用是一项有效的降成本措施，其中工厂中央空调耗电量往往占了工厂用电量的50％或以上，所以降低中央空调耗电量是降低生产能源费用的关键。

在半导体工厂、数据机房等工业厂房中，生产运行过程由于工艺设备发热，为保障生产车间内的环境温湿度全年达到生产所需环境，中央空调系统需要全年运行制冷。其制冷主要通过将制冷剂在蒸发器中蒸发吸热的方式进行，没有综合考虑室外环境等因素，没有充分利用室外自然冷源，不能提升冷水机组能效。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种空调系统能效提升组件及其控制方法，旨在解决现有技术中空调系统冷水机组没有充分利用室外自然能源的问题。

为实现上述目的，本发明提出的空调系统能效提升组件包括包括通过管道依次连接的冷却水循环系统(100)、冷水机组能效提升装置(200)以及供冷循环系统(300)；

所述冷却水循环系统(100)包括第一冷却塔(110)，第一循环水泵(120)以及与第一冷却塔(100)连通的第一出水管(130)和第一回水管(140)；

所述冷水机组能效提升装置(200)包括水水换热器(210)和蒸发器(220)，所述水水换热器(210)上设置有第一进水口(211)、第一出水口(212)、第二进水口(214)和第二出水口(213)，蒸发器(220)上设置有第三进水口(221)和第三出水口(222)，第一出水管(130)经第一循环水泵(120)和第一进水口(211)连通，第一回水管(140)和第一出水口(212)连通，第二出水口(213)通过连通管道和第三进水口(221)连通；

所述供冷循环系统(300)包括末端空调器(310)、第二循环水泵(320)以及与末端空调器(310)连通的第二出水管(330)和第二回水管(340)，第二出水管(330)经第二循环水泵(320)和第二进水口(214)连通，第二回水管(340)和第三出水口(222)连通。

优选地，所述第二出水管(330)上设置有第一电动阀(1)和第二电动阀(2)，所述第一电动阀(1)的第一端和第二电动阀(2)的第一端并联在第二出水管(330)上，第一电动阀(1)的第二端与第二进水口(214)连通，第二电动阀(2)的第二端连接到连通管道上；

所述第二回水管(340)上设置有第三电动阀(3)和第四电动阀(4)，所述第三电动阀(3)的第一端和第四电动阀(4)的第一端并联在第二回水管上，第三电动阀(3)的第二端与第三出水口(222)连通，第四电动阀(4)的第二端连接到连通管道上。

优选地，所述冷却水循环系统(100)还包括第二冷却塔(160)、第三循环水泵(150)以及与第二冷却塔(160)连通的第三出水管(170)和第三回水管(180)，所述第三出水管(170)和第三回水管(180)之间设置有第五电动阀(8)，其中第五电动阀(8)的第一端和第三出水管(170)连通，第五电动阀(8)的第二端和第三回水管(180)连通；

所述冷水机组能效提升装置(200)还包括冷凝器(230)，所述冷凝器(230)上设置有第四进水口(231)和第四出水口(232)，所述第四进水口(231)经第三循环水泵(150)和第五电动阀(8)的第一端连接，所述第四出水口(232)和第五电磁阀(8)的第二端连接。

优选地，所述中央空调系统能效提升组件还包括设置于第一出水管(130)上的第一温度传感器(10)、第三出水管(170)上的第二温度传感器(9)、连通管道上的第三温度传感器(7)、第二出水管(330)上的第四温度传感器(5)以及第二回水管上的第五温度传感器(6)；

所述中央空调系统能效提升组件还包括第一控制器(13)和第二控制器(12)，所述第一温度传感器(10)、第三温度传感器(9)、第四温度传感器(5)、第五温度传感器(6)、第一电动阀(1)、第二电动阀(2)、第三电动阀(3)以及第四电动阀(4)均和第一控制器(13)连接；所述第二控制器(12)和第二温度传感器(9)以及第五电动阀(8)连接，以根据第二温度传感器(9)检测的温度控制第五电动阀(8)的开启或关闭。

优选地，所述中央空调系统能效提升组件还包括分别与第一控制器(13)、第二控制器(12)连接的室外温湿度传感器(11)，所述第一控制器(13)根据根据室外温湿度传感器(11)检测的室外温度和室外相对湿度计算室外湿球温度，第二控制器(12)根据室外湿球温度控制第一循环水泵(120)的开启或关闭。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种上述任意一项所述中央空调系统能效提升组件的控制方法，所述空调出水管道上设置有第一电动阀和第二电动阀，所述第二回水管上设置有第三电动阀和第四电动阀，所述冷水机组能效提升装置还包括冷凝器，所述中央空调系统能效提升组件的控制方法包括以下步骤：

检测室外温度和室外相对湿度，并根据室外温度和室外相对湿度计算湿球温度；

当检测到冷凝器进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵开启，以将第一冷却塔的冷却水引入到水水换热器对末端空调器的冷水进行降温；

当检测到水水换热器的第一进水口的进水温度低于第二预设值时，控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调的冷水引入到水水换热器，通过第一冷却塔的冷却水进行一级降温后经过蒸发器进行二级降温。

优选地，所述当检测到冷凝器进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵开启的步骤之后还包括：

当检测到联通管道的冷水温度与检测到末端空调器回水温度的差值在预设时长内均小于第三预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭、第三电动阀关闭、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到水水换热器，通过第一冷却塔的冷却水进行一级降温。

优选地，所述冷却水循环系统还包括第二冷却塔、第三循环水泵以及第五电动阀，所述中央空调系统能效提升组件的控制方法还包括步骤：

当检测到冷凝器进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀关闭，以使第二冷却塔的冷却水经过第三循环水泵进入冷凝器；

当检测到水水换热器第一进水口的进水温度高于第二预设值时，控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到蒸发器降温。

优选地，所述当检测到冷凝器进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀关闭的步骤之后还包括：

当检测到末端空调器出水温度与检测到联通管道的冷水温度差值小于第四预设值时，控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到蒸发器降温。

优选地，所述控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭的步骤之后包括：

控制第一循环水泵以及第一冷却塔关闭运行。

本发明技术方案中，所述中央空调系统能效提升组件包括通过管道依次连接的冷却水循环系统、冷水机组能效提升装置以及供冷循环系统；所述冷却水循环系统包括第一冷却塔，第一循环水泵以及与第一冷却塔连通的第一出水管和第一回水管；所述冷水机组能效提升装置包括水水换热器和蒸发器，所述水水换热器上设置有第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，蒸发器上设置有第三进水口和第三出水口，第一出水管经第一循环水泵和第一进水口连通，第一回水管和第一出水口连通，第二出水口通过连通管道和第三进水口连通；所述供冷循环系统包括末端空调器、第二循环水泵以及与末端空调器连通的第二出水管和第二回水管，第二出水管经第二循环水泵和第二进水口连通，第二回水管和第三出水口连通。本放案通过第一出水管、第一回水管将第一冷却塔和水水换热器连通，第二出水管将末端空调器和水水换热器连接，第二回水管将末端空调器和蒸发器连接，联通管道将水水换热器和蒸发器连接，实现在蒸发器对末端空调器的冷水降温不够时，通过第一冷却塔的冷却水对末端空调器进行一级降温后，再通过蒸发器进行二级降温，从而在室外温度较低时，充分利用第一冷却塔的自然冷源降温供冷，减少了蒸发器的负荷，提升了冷水机组的能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的中央空调系统能效提升组件的装配结构示意图；

图2是本发明的中央空调系统能效提升组件的控制方法第一实施例的流程示意图；

图3是本发明的中央空调系统能效提升组件的控制方法第二实施例的流程示意图；

图4是本发明的中央空调系统能效提升组件的控制方法第三实施例的流程示意图；

图5是本发明的中央空调系统能效提升组件的控制方法第四实施例的流程示意图；

图6是本发明的中央空调系统能效提升组件的控制方法第五实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种中央空调系统能效提升组件。

请参照图1，在本发明实施例中，该中央空调系统能效提升组件，其特征在于，包括通过管道依次连接的冷却水循环系统100、冷水机组能效提升装置200以及供冷循环系统300；所述冷却水循环系统100包括第一冷却塔110，第一循环水泵120以及与第一冷却塔100连通的第一出水管130和第一回水管140；所述冷水机组能效提升装置200包括水水换热器210和蒸发器220，所述水水换热器210上设置有第一进水口211、第一出水口212、第二进水口214和第二出水口213，蒸发器220上设置有第三进水口221和第三出水口222，第一出水管130经第一循环水泵120和第一进水口211连通，第一回水管140和第一出水口212连通，第二出水口213通过连通管道和第三进水口221连通；所述供冷循环系统300包括末端空调器310、第二循环水泵320以及与末端空调器310连通的第二出水管330和第二回水管340，第二出水管330经第二循环水泵320和第二进水口214连通，第二回水管340和第三出水口222连通。

本发明的中央空调系统能效提升组件由冷却水循环系统100、冷水机组能效提升装置200以及供冷循环系统300三部分组成，其中冷却水循环系统100包括第一冷却塔110，冷水机组能效提升装置200包括水水换热器210和蒸发器220，供冷循环系统300包括末端空调器310。第一冷却塔110通过第一出水管130、第一回水管140和水水换热器210上的第一进水口211、第一出水口212连通，第一出水管130道上设置有第一循环水泵120，以将第一冷却塔110中的冷却水经第一出水管130输送到水水换热器210后，再经第一回水管140回到第一冷却塔110，实现冷却水在第一冷却塔110和水水换热器210之间的循环。末端空调器310通过第二出水管330和水水换热器210上的第二进水口214连通、通过第二回水管340和蒸发器220上的第三出水口222连通，同时水水换热器210上的第二出水口213通过连通管道与蒸发器220上的第三进水口221连通，第二出水管330上设置有第二循环水泵320，以将末端空调器310中的冷水经第二出水管330输送到水水换热器210，再经连通管道输送到蒸发器220，最后经第二回水管340回到末端空调器310，实现冷水在末端空调器310、水水换热器210及蒸发器220之间的循环。当末端空调器310的冷水运行到水水换热器210时，从冷却塔输送到水水换热器210的冷却水会跟冷水进行换热，将末端空调器310过来的冷水一级降温处理，经一级降温处理后的冷水继续运行到蒸发器220，蒸发器220进一步对其进行二级降温，经二级降温处理的冷水被运送回到末端空调器310，对末端空调器310所在的环境进行降温，从而充分利用第一冷却塔110的自然冷源降温供冷，减少了蒸发器220的负荷，提升了冷水机组的能效。

在进一步地技术方案中，所述第二出水管330上设置有第一电动阀1和第二电动阀2，所述第一电动阀1的第一端和第二电动阀2的第一端并联在第二出水管330上，第一电动阀1的第二端与第二进水口214连通，第二电动阀2的第二端连接到连通管道上；所述第二回水管340上设置有第三电动阀3和第四电动阀4，所述第三电动阀3的第一端和第四电动阀4的第一端并联在第二回水管340上，第三电动阀3的第二端与第三出水口222连通，第四电动阀4的第二端连接到连通管道上。

进一步地，本技术方案的第二出水管330上设置有第一电动阀1和第二电动阀2，且第一电动阀1和第二电动阀2的第一端均并联在第二出水管330上，第一电动阀1的第二端与水水换热器210的第二进水口214连通，第二电动阀2的第二端与连通管道连通，以实现从末端空调器310经第二出水管330输送的冷水既可经过第一电动阀1到达水水换热器210进行一级降温，也可不经过水水换热器210直接从第二电动阀2输送到蒸发器220进行二级降温。相应的第二回水管340上设置有第三电动阀3和第四电动阀4，且第三电动阀3和第四电动阀4的第一端均并联在第二回水管340上，第三电动阀3的第二端与蒸发器220的第三出水口222连通，第四电动阀4的第二端与连通管道连通，以实现从水水换热器210输送过来的冷水经过蒸发器220二级降温后经第三电动阀3回到末端空调器310，或者不经过蒸发器220二级降温，从第四电动阀4回到末端控制器，也可以是从末端空调器310经第二出水管330输送的冷水经第二电动阀2到蒸发器220二级降温后，从第三电动阀3回到末端控制器。本方案根据不同的降温需求，配合第一电动阀1、第二电动阀2、第三电动阀3以及第四电动阀4的开启和关闭，实现不同的冷水运行通路，可满足不同环境的使用需求。

在更进一步地技术方案中，所述冷却水循环系统100还包括第二冷却塔160、第三循环水泵150以及与第二冷却塔160连通的第三出水管170和第三回水管180，所述第三出水管170和第三回水管180之间设置有第五电动阀8，其中第五电动阀8的第一端和第三出水管170连通，第五电动阀8的第二端和第三回水管180连通；所述冷水机组能效提升装置200还包括冷凝器230，所述冷凝器230上设置有第四进水口231和第四出水口232，所述第四进水口231经第三循环水泵150和第五电动阀8的第一端连接，所述第四出水口232和第五电磁阀的第二端连接。

更进一步地，冷却水循环系统100还包括第二冷却塔160和第三循环水泵150，冷水机组能效提升装置200还包括冷凝器230，第二冷却塔160通过第三出水管170、第三回水管180和冷凝器230上的第四进水口231、第四出水口232连通，且第三循环水泵150设置于第三出水管170上，以将第二冷却塔160的冷却水经第三出水管170输送到冷凝器230后，再经第三回水管180送回到第二冷却塔160，形成第二冷却塔160和冷凝器230之间的循环。同时冷水机组能效提升装置200还包括压缩机240和节流机构250，且压缩机240和节流机构250的第一端均连接到冷凝器230上，第二端均连接到蒸发器220上，形成压缩机240、蒸发器220、节流机构250以及冷凝器230的逆卡诺循环。第二冷却塔160的冷却水用于给冷凝器230散热降温，当外界温度较低时，第二冷却塔160的冷却水温度相应的较低，从而使冷凝器230的温度降低较大，导致冷水机组停机保护。为了防止冷水机组发生低温停机保护，本方案在第三出水管170和第三回水管180之间设置了第五电动阀8，以在第三出水管170的进水温度较低，即从第二冷却塔160进入到冷凝器230的冷却水温度较低时，开启第五电动阀8，使从冷凝器230出来经过第三回水管180的冷却水分成两部分，第一部分直接回到第二冷却塔160，第二部分从第五电动阀8经第三出水管170再次流经冷凝器230，因第二部分的冷却水没有经过第二冷却塔160直接流回冷凝器230，其温度不会太低，从而防止冷凝器230降温较大，避免冷水机组停机保护。

优选地，所述中央空调系统能效提升组件还包括设置于第一出水管130上的第一温度传感器10、第三出水管170上的第二温度传感器9、连通管道上的第三温度传感器7、第二出水管330上的第四温度传感器5以及第二回水管340上的第五温度传感器6；所述中央空调系统能效提升组件还包括第一控制器13和第二控制器12，所述第一温度传感器10、第三温度传感器7、第四温度传感器5、第五温度传感器6、第一电动阀1、第二电动阀2、第三电动阀3以及第四电动阀4均和第一控制器13连接；所述第二控制器12和第二温度传感器9以及第五电动阀8连接，以根据第二温度传感器9检测的温度控制第五电动阀8的开启或关闭。

本技术方案中，中央空调系统能效提升组件还包括用于检测水水换热器210的第一进水口211进水温度的第一温度传感器10、检测冷凝器230进水温度的第二温度传感器9、检测联通管道冷水温度第三温度传感器7、检测的末端空调器310出水温度的第四温度传感器5以及末端空调器310回水温度的第五温度传感器6；此外，本中央空调系统能效提升组件还包括第一控制器13和第二控制器12，第一温度传感器10、第三温度传感器7、第四温度传感器5、第五温度传感器6、第一电动阀1、第二电动阀2、第三电动阀3以及第四电动阀4均和第一控制器13连接，以供第一控制器13根据不同温度传感器检测的不同位置的温度，控制相应的电动阀开启或关闭，形成不同回路的水循环，满足不同环境的使用需求；第二控制器12和第二温度传感器9以及第五电动阀8连接，以根据第二温度传感器9检测的温度控制第五电动阀8的开启或关闭，使从冷凝器230回来的水部分或全部回到第二冷却塔160，实现根据外界环境对冷却塔进行散热，防止冷凝器230降温较大，避免冷水机组停机保护。

优选地，所述中央空调系统能效提升组件还包括分别与第一控制器13、第二控制器12连接的室外温湿度传感器11，所述第一控制器13根据根据室外温湿度传感器11检测的室外温度和室外相对湿度计算室外湿球温度，第二控制器12根据室外湿球温度控制第一循环水泵120的开启或关闭。

在进一步地技术方案中，本中央空调系统能效提升组织还包括用于检测室外环境的温度以及相对湿度，第一控制器13与此室外温湿度传感器11连接，以根据检测的室外温度和室外相对湿度计算室外湿球温度；同时第二控制器12也与此室外温湿度传感器11连接，以根据室外湿球温度控制第一循环水泵120的开启或关闭。因在第二冷却塔160的出水温度不变的情况下，湿球温度越低，第二冷却塔160的进出水温差越大，所以当检测到室外湿球温度低于某一预设值时，说明从第二冷却塔160出去的冷却水到水水换热器210换热回到第二冷却塔160后，其回水温度高出出水温度较多，进出水温差较大。即从末端空调器310到水水换热器210的冷水的温度较高，需要开启第一循环水泵120，形成第一冷却塔110和水水换热器210的循环，以对末端空调器310的冷水进行降温。

本发明还提供一种基于上述任一项所述中央空调系统能效提升组件的控制方法，所述空调出水管道上设置有第一电动阀1和第二电动阀2，所述第二回水管340上设置有第三电动阀3和第四电动阀4，所述冷水机组能效提升装置200还包括冷凝器230，参照图2，在一实施例中，本发明提供的中央空调系统能效提升组件的控制方法包括以下步骤：

步骤S10，检测室外温度和室外相对湿度，并根据室外温度和室外相对湿度计算湿球温度；

本发明的中央空调系统能效提升组件，利用自然冷源提升冷水机组能效。具体地，根据检测的室外温度和室外相对湿度计算湿球温度，并将此湿球温度作为是否引入自然冷源进行降温的判断条件之一。其中室外温度和室外相对湿度的检测可以是室外温湿度传感器11，根据室外温湿度检测的室外温度和室外相对湿度计算出湿球温度，湿球温度代表在某一地点某一时间，水通过蒸发所能达到的最低温度。对于本发明来说是水在第二冷却塔160中可能被冷却到的最低温度，即第二冷却塔160出水温度的最低极限值，因而当湿球温度值越低，用于降温的自然冷源效果越好。

步骤S20，当检测到冷凝器230进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵120开启，以将第一冷却塔110的冷却水引入到水水换热器210对末端空调器310的冷水进行降温；

进一步地，本发明还需要检测冷凝器230的进水温度，具体地可采用温度传感器进行检测，且设置有第一预设值作为进水温度的对比，在进水温度高于第一预设值时，说明外界环境温度较高，相应的冷却水的温度也较高，使用冷却水对冷凝器230散热不会影响冷水机组的正常工作；而在进水温度低于第一预设值时，则说明外界环境温度低，冷却水的温度也低，使用其对冷凝器230散热时可能导致冷水机组停机保护。所以在冷凝器230进水温度低于第一预设值可能导致冷水机组不能正常工作，且湿球温度低于预设湿球温度可利用自然冷源进行散热降温时，控制第一循环水泵120开启，以将第一冷却塔110的冷却水作为自然冷源引入到水水换热器210对末端空调器310的冷水进行降温。

步骤S30，当检测到水水换热器210的第一进水口211的进水温度低于第二预设值时，控制第一电动阀1开启、第二电动阀2关闭、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，以将末端空调的冷水引入到水水换热器210，通过第一冷却塔110的冷却水进行一级降温后经过蒸发器220进行二级降温。

更进一步地，水水换热器210的第一进水口211与第一冷却塔110的第一出水管130连通，其进水即为第一冷却塔110的出水，第二预设值为用于判断进水温度是否可用于换热降温的预设温度值。当检测到进水温度低于第二预设值时，说明进水温度足够低，可用于水水换热器210的换热降温，此时控制第一电动阀1开启、第二电动阀2关闭、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水经第一电动阀1引入到水水换热器210，在水水换热器210中使用第一冷却塔110的冷却水对末端空调器310的冷水进行降温。

本实施例的技术方案中，当根据检测的室外温度和室外相对湿度计算出的湿球温度低于预设的湿球温度值时，则表明作为自然冷源的第二冷却塔160的进出水温差大，即回水温度高出出水温度较多，可以使用其作为自然冷源对末端空调器310的冷水降温。同时当检测的冷凝器230进水温度低于第一预设温度值时，则表明外界温度较低，用于进入冷凝器230对其散热降温的冷却水温度较低，从而使冷凝器230温度较低较大，导致冷水机组停机保护，末端空调器310不能有效制冷。此时控制第一循环水泵120开启，将第一冷却塔110的冷却水引入到水水换热器210，形成第一冷塔与水水换热器210的冷却水循环；此外还控制第一电动阀1开启、第二电动阀2关闭、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水经第一电动阀1引入到水水换热器210，再经水水换热器210通过连通管道流入蒸发器220，在蒸发器220中通过第三电动阀3流回到末端空调器310，形成末端空调器310、水水换热器210及蒸发器220之间的冷水循环。当末端空调器310的冷水运行到水水换热器210时，从冷却塔输送到水水换热器210的冷却水会跟冷水进行换热，将末端空调器310过来的冷水一级降温处理，经一级降温处理后的冷水继续运行到蒸发器220，蒸发器220进一步对其进行二级降温，经二级降温处理的冷水被运送回到末端空调器310，对末端空调器310所在的环境进行降温，从而充分利用第一冷却塔110的自然冷源降温供冷，减少了蒸发器220的负荷，提升了冷水机组的能效。

进一步地，参照图3，基于本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第一实施例，在本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第二实施例中，所述当检测到冷凝器230进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵120开启的步骤之后还包括：

步骤S40，当检测到联通管道的冷水温度与检测到末端空调器310回水温度的差值在预设时长内均小于第三预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一电动阀1开启、第二电动阀2关闭、第三电动阀3关闭、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水引入到水水换热器210，通过第一冷却塔110的冷却水进行一级降温。

在本发明另一实施例中，因连通管道的冷水温度为经过水水换热器210换热降温后出来的冷水温度，末端空调器310回水温度为经过降温冷却后回到末端空调器310，用于将末端空调器310所在环境降温的冷水温度，当连通管道的冷水温度与末端空调器310回水温度的差值在连续的预设时长内均小于第三预设值时，则表明两者之间的差值较小，经过水水换热器210的换热降温后即可达到末端空调器310回水温度的要求。预设时长用于判断水水换热器210换热的稳定性，在一定预设时长内，两者的差值均小于第三预设值，说明水水换热器210换热稳定，只要控制第一电动阀1开启、第二电动阀2关闭、第三电动阀3关闭、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水引入到水水换热器210，通过第一冷却塔110的冷却水进行一级降温即可实现末端空调器310对其所在环境的冷却降温，无需接入蒸发器220的二级降温，进一步减少了蒸发器220的负荷，提升了冷水机组的能效。

进一步地，参照图4，基于本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第二实施例，在本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第三实施例中，所述冷却水循环系统100还包括第二冷却塔160、第三循环水泵150以及第五电动阀8，所述中央空调系统能效提升组件的控制方法还包括步骤：

步骤S50，当检测到冷凝器230进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀8关闭，以使第二冷却塔160的冷却水经过第三循环水泵150进入冷凝器230；

步骤S60，当检测到水水换热器210第一进水口211的进水温度高于第二预设值时，控制第一电动阀1关闭、第二电动阀2开启、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水引入到蒸发器220降温。

进一步地，当检测到冷凝器230的进水温度高于第一预设值时，说明外界环境温度较高，相应的冷却水的温度也较高，使用冷却水对冷凝器230散热不会影响冷水机组的正常工作，此时将第五电动阀8关闭，以使低温冷却塔的冷却水经过第三循环水泵150进入冷凝器230，对冷凝器230进行散热。同时当检测到水水换热器210第一进水口211的进水温度高于第二预设值，说明水水换热器210的进水温度不够低，不可用于水水换热器210的换热降温，在这种情况下采用压缩机240、蒸发器220、节流机构250以及冷凝器230形成的逆卡诺循环对末端空调器310进行降温。控制第一电动阀1关闭、第二电动阀2开启、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，形成末端空调器310经第二电动阀2到蒸发器220，再经第三电动阀3回到末端空调器310的循环，末端空调器310的冷水引入到蒸发器220，压缩机240将制冷剂压缩也输送到蒸发器220，制冷剂在蒸发器220中蒸发吸热，从而实现对末端空调器310的冷水降温。

进一步地，参照图5，基于本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第三实施例，在本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第四实施例中，所述当检测到冷凝器230进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀8关闭的步骤之后还包括：

步骤S70，当检测到末端空调器310出水温度与检测到联通管道的冷水温度差值小于第四预设值时，控制第一电动阀1关闭、第二电动阀2开启、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，以将末端空调器310的冷水引入到蒸发器220降温。

更进一步地，在本发明另一实施例中，末端空调器310出水温度为需要降温的冷水温度，连通管道的冷水温度为经过水水换热器210换热降温后的温度。当末端空调器310出水温度与联通管道的冷水温度差值小于第四预设值时，说明经过水水换热器210降温后，温度并没有很大的变化，即水水换热器210的降温作用不明显，此时采用压缩机240、蒸发器220、节流机构250以及冷凝器230形成的逆卡诺循环对末端空调器310进行降温。控制第一电动阀1关闭、第二电动阀2开启、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭，形成末端空调器310经第二电动阀2到蒸发器220，再经第三电动阀3回到末端空调器310的循环，末端空调器310的冷水引入到蒸发器220，压缩机240将制冷剂压缩也输送到蒸发器220，制冷剂在蒸发器220中蒸发吸热，从而实现对末端空调器310的冷水降温。

进一步地，参照图6，基于本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第四实施例，在本发明中央空调系统能效提升组件的控制方法第五实施例中，所述控制第一电动阀1关闭、第二电动阀2开启、第三电动阀3开启、第四电动阀4关闭的步骤之后包括：

步骤S80，控制第一循环水泵120以及第一冷却塔110关闭运行。

进一步地，在水水换热器210的降温作用不明显，经过水水换热器210降温后，末端空调器310的温度并没有很大的变化时，采用压缩机240、蒸发器220、节流机构250以及冷凝器230形成的逆卡诺循环的方式对末端空调器310进行降温，水水换热器210不工作。因此将支撑水水换热器210工作的第一冷却塔110以及第一循环水泵120关闭运行，以进一步降低能耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种中央空调系统能效提升组件，其特征在于，包括通过管道依次连接的冷却水循环系统(100)、冷水机组能效提升装置(200)以及供冷循环系统(300)；

所述冷却水循环系统(100)包括第一冷却塔(110)，第一循环水泵(120)以及与第一冷却塔(100)连通的第一出水管(130)和第一回水管(140)；

所述冷水机组能效提升装置(200)包括水水换热器(210)和蒸发器(220)，所述水水换热器(210)上设置有第一进水口(211)、第一出水口(212)、第二进水口(214)和第二出水口(213)，蒸发器(220)上设置有第三进水口(221)和第三出水口(222)，第一出水管(130)经第一循环水泵(120)和第一进水口(211)连通，第一回水管(140)和第一出水口(212)连通，第二出水口(213)通过连通管道和第三进水口(221)连通；

所述供冷循环系统(300)包括末端空调器(310)、第二循环水泵(320)以及与末端空调器(310)连通的第二出水管(330)和第二回水管(340)，第二出水管(330)经第二循环水泵(320)和第二进水口(214)连通，第二回水管(340)和第三出水口(222)连通。

2.如权利要求1所述的中央空调系统能效提升组件，其特征在于，所述第二出水管(330)上设置有第一电动阀(1)和第二电动阀(2)，所述第一电动阀(1)的第一端和第二电动阀(2)的第一端并联在第二出水管(330)上，第一电动阀(1)的第二端与第二进水口(214)连通，第二电动阀(2)的第二端连接到连通管道上；

所述第二回水管(340)上设置有第三电动阀(3)和第四电动阀(4)，所述第三电动阀(3)的第一端和第四电动阀(4)的第一端并联在第二回水管上，第三电动阀(3)的第二端与第三出水口(222)连通，第四电动阀(4)的第二端连接到连通管道上。

3.如权利要求1或2所述的中央空调系统能效提升组件，其特征在于，所述冷却水循环系统(100)还包括第二冷却塔(160)、第三循环水泵(150)以及与第二冷却塔(160)连通的第三出水管(170)和第三回水管(180)，所述第三出水管(170)和第三回水管(180)之间设置有第五电动阀(8)，其中第五电动阀(8)的第一端和第三出水管(170)连通，第五电动阀(8)的第二端和第三回水管(180)连通；

所述冷水机组能效提升装置(200)还包括冷凝器(230)，所述冷凝器(230)上设置有第四进水口(231)和第四出水口(232)，所述第四进水口(231)经第三循环水泵(150)和第五电动阀(8)的第一端连接，所述第四出水口(232)和第五电磁阀(8)的第二端连接。

4.如权利要求3所述的中央空调系统能效提升组件，其特征在于，所述中央空调系统能效提升组件还包括设置于第一出水管(130)上的第一温度传感器(10)、第三出水管(170)上的第二温度传感器(9)、连通管道上的第三温度传感器(7)、第二出水管(330)上的第四温度传感器(5)以及第二回水管上的第五温度传感器(6)；

所述中央空调系统能效提升组件还包括第一控制器(13)和第二控制器(12)，所述第一温度传感器(10)、第三温度传感器(9)、第四温度传感器(5)、第五温度传感器(6)、第一电动阀(1)、第二电动阀(2)、第三电动阀(3)以及第四电动阀(4)均和第一控制器(13)连接；所述第二控制器(12)和第二温度传感器(9)以及第五电动阀(8)连接，以根据第二温度传感器(9)检测的温度控制第五电动阀(8)的开启或关闭。

5.如权利要求4所述的中央空调系统能效提升组件，其特征在于，所述中央空调系统能效提升组件还包括分别与第一控制器(13)、第二控制器(12)连接的室外温湿度传感器(11)，所述第一控制器(13)根据根据室外温湿度传感器(11)检测的室外温度和室外相对湿度计算室外湿球温度，第二控制器(12)根据室外湿球温度控制第一循环水泵(120)的开启或关闭。

6.一种基于权利要求1至5任意一项所述中央空调系统能效提升组件的控制方法，其特征在于，所述空调出水管道上设置有第一电动阀和第二电动阀，所述第二回水管上设置有第三电动阀和第四电动阀，所述冷水机组能效提升装置还包括冷凝器，所述中央空调系统能效提升组件的控制方法包括以下步骤：

检测室外温度和室外相对湿度，并根据室外温度和室外相对湿度计算湿球温度；

当检测到冷凝器进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵开启，以将第一冷却塔的冷却水引入到水水换热器对末端空调器的冷水进行降温；

当检测到水水换热器的第一进水口的进水温度低于第二预设值时，控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调的冷水引入到水水换热器，通过第一冷却塔的冷却水进行一级降温后经过蒸发器进行二级降温。

7.如权利要求6所述的中央空调系统能效提升组件的控制方法，其特征在于，所述当检测到冷凝器进水温度低于第一预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一循环水泵开启的步骤之后还包括：

当检测到联通管道的冷水温度与检测到末端空调器回水温度的差值在预设时长内均小于第三预设值，且湿球温度低于预设湿球温度值时，控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭、第三电动阀关闭、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到水水换热器，通过第一冷却塔的冷却水进行一级降温。

8.如权利要求6所述的中央空调系统能效提升组件的控制方法，其特征在于，所述冷却水循环系统还包括第二冷却塔、第三循环水泵以及第五电动阀，所述中央空调系统能效提升组件的控制方法还包括步骤：

当检测到冷凝器进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀关闭，以使第二冷却塔的冷却水经过第三循环水泵进入冷凝器；

当检测到水水换热器第一进水口的进水温度高于第二预设值时，控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到蒸发器降温。

9.如权利要求8所述的中央空调系统能效提升组件的控制方法，其特征在于，所述当检测到冷凝器进水温度高于第一预设值时，控制第五电动阀关闭的步骤之后还包括：

当检测到末端空调器出水温度与检测到联通管道的冷水温度差值小于第四预设值时，控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭，以将末端空调器的冷水引入到蒸发器降温。

10.如权利要求9所述的中央空调系统能效提升组件的控制方法，其特征在于，所述控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启、第三电动阀开启、第四电动阀关闭的步骤之后包括：

控制第一循环水泵以及第一冷却塔关闭运行。