单冷源中温水空调系统及空气调节方法与流程

本发明涉及空气调节，尤其是涉及单冷源中温水空调系统及空气调节方法。

背景技术：

1、建筑能耗占社会总能耗的比例约为21.8%，其中空调系统能耗占建筑能耗的比例高达40%-60%。因此，提升空调系统能效是降低建筑能耗的关键路径之一。目前，主流空调系统主要分为以下两类：

2、其一，国标7/12℃常规空调系统。该系统是目前应用最广泛的空调形式，其统一采用7/12℃的低温冷源，且新风通常被处理至室内空气等焓或等湿状态后送入室内，室内全部除湿需求由风机盘管在降温过程中一并承担。但是由于风机盘管需要独立承担全部除湿需求，其冷冻水供水温度被强制限定在较低水平（7℃），以维持足够低的表冷器壁温来析出冷凝水，导致整个空调系统均运行在低能效区间，显热处理能效受限，严重限制了制冷主机及整个系统能效比的提升。

3、其二，温湿度独立控制空调系统。该系统采用16℃-18℃的高温冷源供给风机盘管，仅用于承担室内显热（降温）负荷；另设置一套独立的5℃-7℃低温冷源供给新风机组，由新风承担室内全部余湿负荷。该方案旨在通过提升显热处理部分的蒸发温度来提升整体能效。但是温湿度独立控制空调系统的高温冷源承担的制冷量占比约30%，低温冷源能效仍较低且制冷量占比高，系统综合能效提升有限；需要高温冷水和低温冷水双冷源设备及机房，系统复杂，初期投资高，推广应用受限。

技术实现思路

1、本发明提供了一种单冷源中温水空调系统及空气调节方法，为了解决现有空调系统的空气处理方式为仅风盘除湿或仅新风机组除湿，存在送风掺混过程和能效较低的问题。

2、本发明采用的技术方案是，设计一种空气调节方法，包括：

3、实时获取当前建筑的热湿比ε，并以室内状态点为基准，确定热湿比线；

4、对比新风机组的新风送风状态点与所述热湿比线的对应目标含湿量的含湿量差值；

5、根据该含湿量差值判断新风送风含湿量相对于所述目标含湿量的第一偏差方向；

6、对比风机盘管的回风送风状态点与所述热湿比线对应的目标温度的温度差值；

7、根据该温度差值判断回风送风温度相对于所述目标温度的第二偏差方向；

8、根据所述第一、第二偏差方向，对除湿量和温度执行与对应偏差方向相对应的反向调节操作，以使所述新风送风状态点和回风送风状态点同步重合落在同一所述热湿比线的预设偏差范围内。

9、有益效果：采用新风机组与风机盘管联合除湿方式，两者协同除湿，解决水温提升与除湿不足的矛盾，从而提高能效，为建筑节能及空调系统提效提供可行技术路径；然后通过将所有新风机组的新风送风状态点和所有风机盘管的回风送风状态点落在同一也是实时唯一的热湿比线的预设偏差范围内，取消送风掺混过程，使多末端的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题。

10、进一步地、所述除湿量的反向调节操作优先于所述温度的反向调节操作。

11、有益效果：通过湿度优先调节，消除了除湿过程对温度参数校准的耦合干扰，使温度参数校准在稳定的初始条件下启动，实现湿-热解耦。

12、湿度参数校准完成后，含湿量已满足热湿比线的要求，此后进行的温度参数校准会以“维持含湿量不变”为约束条件，温度参数校准仅改变显热状态，使送风状态点沿等含湿量线滑动至目标温度，这一约束机制保证了温度参数校准不会破坏已建立的湿度平衡，确保最终回风送风状态点与新风送风状态点同步精确锚定于同一热湿比线的预设偏差范围内。

13、进一步地、根据对比新风机组的新风送风状态点与所述热湿比线的对应目标含湿量的含湿量差值，所述空气调节方法包括：

14、当所述新风送风状态点的新风含湿量大于所述目标含湿量时，判定所述新风送风状态点相对于所述热湿比线偏向上方，执行加强除湿操作，降低新风送风的含湿量；

15、当所述新风含湿量等于所述目标含湿量时，判定所述新风送风状态点处于所述热湿比线的预设偏差范围内；

16、当所述新风含湿量小于所述目标含湿量时，判定所述新风送风状态点相对于所述热湿比线偏向下方，执行减弱除湿操作，减弱新风送风的除湿力度，将所述新风送风状态点锚定在所述热湿比线的预设偏差范围内。

17、有益效果：当新风含湿量大于目标含湿量时，控制器便会执行加强除湿操作，以降低新风送风的含湿量；当新风含湿量等于目标含湿量时，控制器不工作，维持当前新风送风的含湿量；当新风含湿量小于目标含湿量时，控制器便会执行减弱除湿操作，减弱新风送风的除湿力度，以将多个新风机组的新风送风状态点锚定在同一条热湿比线的预设偏差范围内，使同一空调系统的多个新风机组的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题，稳定维持新风机组与风机盘管联合除湿协同运行工况。

18、进一步地、所述加强除湿操作包括增大所述新风机组对应的冷水调节阀的开度和/或提高所述新风机组的风机频率和/或降低流向所述新风机组的水温；

19、所述减弱除湿操作包括减小所述新风机组对应的冷水调节阀的开度和/或降低所述新风机组的风机频率和/或提高流向所述新风机组的水温。

20、有益效果：当新风含湿量大于目标含湿量时，控制器便会增大新风机组对应的冷水调节阀的开度和/或提高新风机组的风机频率和/或降低流向新风机组的水温和/或增大流入新风机组的冷冻水流量，以降低新风送风的含湿量；当新风含湿量等于目标含湿量时，控制器不工作，维持当前新风送风的含湿量；当新风含湿量小于目标含湿量时，控制器便会减小新风机组对应的冷水调节阀的开度和/或降低新风机组的风机频率和/或提高流向新风机组的水温和/或减小流入新风机组的冷冻水流量，减弱新风送风的除湿力度，以将多个新风机组的新风送风状态点锚定在同一条热湿比线的预设偏差范围内，使同一空调系统的多个新风机组的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题，稳定维持新风机组与风机盘管联合除湿协同运行工况。

21、且在空气调节过程中，控制器主要通过调节新风机组对应的冷水调节阀的开度和新风机组的风机频率这两个主要措施来改变新风的送风状态，且调节新风机组对应的冷水调节阀的开度对新风送风的温度和含湿量的影响更加明显，且室内需求的新风送风量往往是固定的，在新风送风状态点通过对应的冷水调节阀调节至热湿比线附近，需要二次修正时再通过微调新风风机频率进行调节，从而确保多个新风机组的新风送风状态点维持在同一条热湿比线上。

22、进一步地、根据对比风机盘管的回风送风状态点与所述热湿比线对应的目标温度的温度差值，所述空气调节方法包括：

23、当所述回风送风状态点的回风温度大于所述目标温度时，判定所述回风送风状态点相对于所述热湿比线偏向右侧，执行降温除湿操作，以降低回风送风的温度及其含湿量；

24、当所述回风温度等于所述目标温度时，判定所述回风送风状态点处于所述热湿比线的预设偏差范围内；

25、当所述回风温度小于所述目标温度时，判定所述回风送风状态点相对于所述热湿比线偏向左侧，执行升温除湿操作，以提高回风送风的温度并减弱其除湿力度，将所述回风送风状态点锚定在所述热湿比线的预设偏差范围内。

26、有益效果：当回风温度大于目标温度时，控制器便会执行降温除湿操作，以降低回风送风的温度及其含湿量；当回风温度等于目标温度时，控制器不工作，维持当前回风送风的温度及其含湿量；当回风温度小于目标温度时，控制器便会执行升温除湿操作，提高回风送风的温度并减弱其除湿力度，以将多个风机盘管的回风送风状态点锚定在同一条热湿比线的预设偏差范围内，使同一空调系统的多个风机盘管的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题，稳定维持新风机组与风机盘管联合除湿协同运行工况。

27、进一步地、所述降温除湿操作包括增大所述风机盘管对应的冷水调节阀的开度和/或提高所述风机盘管的风机频率和/或降低流向所述风机盘管的水温；

28、所述升温除湿操作包括减小所述风机盘管对应的冷水调节阀的开度和/或降低所述风机盘管的风机频率和/或提高流向所述风机盘管的水温。

29、有益效果：当回风温度大于目标温度时，控制器便会增大风机盘管对应的冷水调节阀的开度和/或提高风机盘管的风机频率和/或降低流向风机盘管的水温和/或增大流入风机盘管的冷冻水流量，以降低回风送风的温度及其含湿量；当回风温度等于目标温度时，控制器不工作，维持当前回风送风的温度及其含湿量；当回风温度小于目标温度时，控制器便会减小风机盘管对应的冷水调节阀的开度和/或降低风机盘管的风机频率和/或提高流向风机盘管的水温和/或减小流入风机盘管的冷冻水流量，以提高回风送风的温度并减弱其除湿力度，以将多个风机盘管的回风送风状态点锚定在同一条热湿比线的预设偏差范围内，使同一空调系统的多个风机盘管的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题，稳定维持新风机组与风机盘管联合除湿协同运行工况。

30、且在空气调节过程中，控制器主要通过调节风机盘管对应的冷水调节阀的开度和风机盘管的风机频率这两个主要措施来改变回风的送风状态，且调节风机盘管对应的冷水调节阀的开度对回风送风的温度和含湿量的影响更加明显，且室内需求的回风送风量往往是固定的，在回风送风状态点通过对应的冷水调节阀调节至热湿比线附近，需要二次修正时再通过微调风机盘管的风机频率进行调节，从而确保多个风机盘管的回风送风状态点与多个新风机组的新风送风状态点维持在同一条热湿比线上。

31、进一步地、所述空气调节方法包括：

32、获取所述新风机组当前运行状态参数；

33、根据所述运行状态参数判断所述新风机组是否偏离额定工况；

34、当判定为偏离额定工况时，确定当前建筑热湿比ε、目标室内状态点的焓值in和含湿量dn；

35、获取当前新风送风状态点的温湿度状态，计算出当前新风送风状态点的焓值ix和含湿量dx；

36、判断是否等于‌；

37、若，确定所述新风机组的除湿能力不变，维持当前所述风机盘管的运行参数；

38、若，确定所述新风机组的除湿能力发生变化，通过调节所述风机盘管的运行参数来控制其除湿力度，使当前室内状态点落入所述目标室内状态点的预设舒适范围内。

39、有益效果：当新风机组的除湿能力发生变化，能通过调节风机盘管的运行参数来控制其除湿力度，实现无缝冗余除湿，增强空调系统对新风运行波动的适应性，提升空调系统的运行稳定性，使当前室内状态点落入目标室内状态点的预设舒适范围内，保障室内环境的舒适性。

40、进一步地、根据，所述空气调节方法包括：

41、判断是否大于ε；

42、若，减小所述风机盘管对应的冷水调节阀的开度；

43、若，增大所述风机盘管对应的冷水调节阀的开度。

44、有益效果：当，表明新风机组因新风量变多导致除湿能力增强，故控制器需减小风机盘管对应的冷水调节阀的开度，以降低风机盘管的除湿能力；且当，表明新风机组因新风量变少导致除湿能力降低，故控制器需增大风机盘管对应的冷水调节阀的开度，以提高风机盘管的除湿能力，从而实现无缝冗余除湿，增强空调系统对新风运行波动的适应性，提升空调系统的运行稳定性，使当前室内状态点落入目标室内状态点的预设舒适范围内，保障室内环境的舒适性。

45、进一步地、根据，所述空气调节方法包括：

46、判断是否大于ε；

47、若，降低所述风机盘管对应的风机频率；

48、若，提高所述风机盘管对应的风机频率。

49、有益效果：当，表明新风机组因新风量变多导致除湿能力增强，故控制器需降低风机盘管对应的风机频率，以降低风机盘管的除湿能力；且当，表明新风机组因新风量变少导致除湿能力降低，故控制器需提高风机盘管对应的风机频率，以提高风机盘管的除湿能力，从而实现无缝冗余除湿，增强空调系统对新风运行波动的适应性，提升空调系统的运行稳定性，使当前室内状态点落入目标室内状态点的预设舒适范围内，保障室内环境的舒适性。

50、本发明还提出一种单冷源中温水空调系统，包括：

51、主机，其分别与冷冻水泵和冷却水泵双向连接并构成循环；

52、冷却塔，其与所述冷却水泵双向连接并构成循环；

53、至少一个新风机组，各所述新风机组均与所述冷冻水泵双向连接并构成循环；

54、至少一个风机盘管，各所述风机盘管均与所述冷冻水泵双向连接并构成循环；

55、控制器，其被配置为：实时获取当前建筑的热湿比ε，并以室内状态点为基准，确定热湿比线；

56、对比新风机组的新风送风状态点与所述热湿比线的对应目标含湿量的含湿量差值；

57、根据该含湿量差值判断新风送风含湿量相对于所述目标含湿量的第一偏差方向；

58、对比风机盘管的回风送风状态点与所述热湿比线对应的目标温度的温度差值；

59、根据该温度差值判断回风送风温度相对于所述目标温度的第二偏差方向；

60、根据所述第一、第二偏差方向，对除湿量和温度执行与对应偏差方向相对应的反向调节操作，以使所述新风送风状态点和回风送风状态点同步重合落在同一所述热湿比线的预设偏差范围内。

61、有益效果：采用新风机组与风机盘管联合除湿方式，两者协同除湿，解决水温提升与除湿不足的矛盾，从而提高能效，为建筑节能及空调系统提效提供可行技术路径；然后通过将所有新风机组的新风送风状态点和所有风机盘管的回风送风状态点落在同一也是实时唯一的热湿比线的预设偏差范围内，取消送风掺混过程，使多末端（新风机组与风机盘管）的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题。

62、且当新风机组的除湿能力发生变化，能通过调节风机盘管的运行参数来控制其除湿力度，实现无缝冗余除湿，增强空调系统对新风运行波动的适应性，提升空调系统的运行稳定性，使当前室内状态点落入目标室内状态点的预设舒适范围内，保障室内环境的舒适性。

63、与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

64、本发明采用新风机组与风机盘管联合除湿方式，两者协同除湿，解决水温提升与除湿不足的矛盾，从而提高能效，为建筑节能及空调系统提效提供可行技术路径；然后通过将所有新风机组的新风送风状态点和所有风机盘管的回风送风状态点落在同一也是实时唯一的热湿比线的预设偏差范围内，取消送风掺混过程，使多末端（新风机组与风机盘管）的空气调节过程标准化，从而解决新风机组与风机盘管联合处理温湿度负荷时，送风点控制不统一、系统调节复杂的技术难题。