中央空调二次泵平衡管蓄冷系统的制作方法

1.本发明属于中央空调二次泵领域，特别是涉及一种中央空调二次泵平衡管蓄冷系统。


背景技术：

2.在中央空调系统中，对应用在一些系统作用半径较大、设计水流阻力较高、各环路负荷特性相差较大，或压力损失相差悬殊、环路之间使用功能有重大区别以及区域供冷时的中央空调系统，比较常用的一个方案是使用变流量二级泵系统进行冷冻水的二次输送。二级泵变流量系统用旁通管将冷水系统划分为冷水制备和冷水输送两个部分，形成一次环路和二次环路。一次环路由冷水机组、一级泵，供回水管路和旁通管组成，负责冷水制备，按定流量运行。二次环路由二级泵、空调末端设备、供回水管路和旁通管组成，负责冷水输送，按变流量运行。旁通管将一次环路和二次环路两者连接在一起。就整个水系统而言，其水路是相通的，但两个环路的功能互相独立。但由于供回水水温间有着显著差异，在一二次环路流量不一致时系统供给末端的分水器冷冻水温度会由于集水器的混水而升高，这就导致了机房冷源输出冷水温度不变时供给末端的冷量减小；若要保证末端冷量，又要相对应地降低供冷端冷冻水供水温度，主机效率降低，致使机房整体能耗的增加。这也成了如今中央空调二级泵系统亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种中央空调二次泵平衡管蓄冷系统，以解决上述现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种中央空调二次泵平衡管蓄冷系统，包括：
5.冷源模块、分集水器模块、一次泵模块、末端模块、二次泵模块、数据监测模块、平衡管蓄冷装置、回水温度控制模块；
6.所述冷源模块用于提供冷量；
7.所述分集水器模块包括分水器与集水器；
8.所述一次泵模块用于在所述冷源模块与所述分集水器模块间进行冷冻水循环；
9.所述末端模块用于消耗冷量；
10.所述二次泵模块用于在所述末端模块与所述分集水器模块间进行冷冻水循环；
11.所述数据监测模块包括流量计与温度传感器，用于监测所述分集水器的温度与流量；
12.所述平衡管蓄冷装置用于调节所述分集水器模块的混水温度；
13.所述回水温度控制模块用于调节所述分集水器模块中的回水温度。
14.可选地，系统的运行模式包括输出模式与平衡模式；
15.输出模式时，所述平衡管蓄冷装置向所述分水器输出冷量；
16.平衡模式时，所述平衡管蓄冷装置停止输出冷量，并将剩余冷量传输至所述集水
器。
17.可选地，所述平衡管蓄冷装置包括放冷调节阀与桥管平衡阀；
18.所述平衡管蓄冷装置通过调节所述分集水器模块间的冷冻水流向和混入，实现对混水温度的调节。
19.可选地，当所述分集水器的二次侧流量高于一次侧流量时，所述放冷调节阀开启，所述桥管平衡阀关闭，所述平衡管蓄冷装置开始进行放冷，降低二次侧的供水温度。
20.可选地，当所述分集水器的一次侧流量高于二次侧流量时，所述平衡管蓄冷装置停止运行，所述放冷调节阀关闭，所述桥管平衡阀开启。
21.可选地，所述回水温度控制模块包括预测器与控制器；
22.所述预测器用于对所述分集水器模块中的回水温度进行预测，输出预测曲线；
23.所述控制器用于根据所述预测曲线对所述回水温度进行控制。
24.可选地，所述预测器通过记录所述数据监测模块的回水温度数据与所述分集水器模块的回水频率数据，设定目标温度，并构建神经网络预测模型，将所述回水温度数据与所述回水频率数据输入神经网络预测模型，基于所述目标温度对所述神经网络预测模型进行训练，输出温度预测值，当所述温度预测值达到所述目标温度时停止训练，根据输出的温度预测值构建预测曲线。
25.可选地，所述预测器对所述神经网络预测模型进行训练的过程中设定误差参数，当所述温度预测值与实际回水温度的差值小于所述误差参数时，则将小于误差参数的温度预测值再次输入神经网络预测模型，对所述神经网络预测模型进行优化学习
26.本发明的技术效果为：
27.本发明能够通过全系统的协调控制，利用中央空调二次泵平衡管的特性，以一种可控的平衡管蓄冷装置作为附属设备，通过对桥管混水温度的调节，避免了末端模块在二次侧流量较大时的冷量损失和能耗浪费，达到了在现有二次泵平衡管平衡控制的基础上进一步节能降耗的目的，并通过构建神经网络预测模型，以及设置误差参数对神经网络预测模型进行优化，实现了平衡模式下对回水温度的控制，保证了系统的稳定性。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
29.图1为本发明实施例中的中央空调二次泵平衡管蓄冷系统结构图；
30.图2为本发明实施例中的中央空调二次泵平衡管蓄冷系统输出模式工作原理图；
31.图3为本发明实施例中的中央空调二次泵平衡管蓄冷系统平衡模式工作原理图。
具体实施方式
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
33.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
34.实施例一
35.如图1-3所示，本实施例中提供一种中央空调二次泵平衡管蓄冷系统。
36.本实施例在中央空调二次泵平衡管蓄冷系统中开创性地将一个平衡管蓄冷装置安装于二次泵系统分集水器平衡管中间，在一二次环路流量不一致，尤其是二次侧环路流量f2》一次侧环路流量f1(见图2)时，降低混水温度，避免末端供冷水温升高，减小冷水机组过度降温带来的能耗浪费。
37.本实施例所描述的系统共包括以下组成部分：
38.冷源模块：是全系统的冷量来源。
39.一次泵模块：在冷源与分集水器间进行冷冻水循环。
40.分集水器模块：包括分水器与集水器。
41.末端模块：为冷量消耗的终端。
42.二次泵模块：在末端与分集水器间进行冷冻水循环。
43.平衡管蓄冷装置：为避免二次侧流量f2较大时高温冷冻回水混入低温冷冻供水管中，致使输入末端的冷冻水温度升高，整体冷量降低而安装在平衡管上的附属装置。
44.数据监测模块：包括流量计与温度传感器，用于监测所述分集水器的温度与流量。
45.回水温度控制模块：包括预测器与控制器，通过预测器与控制器实现对分集水器中的回水温度进行预测与调节。
46.系统的运行分为两个模式：输出模式由蓄冷设备向分水器输出冷量；平衡模式停止放冷，将多余的冷冻水送回集水器。
47.全系统的控制要点在于调节分集水器间的冷冻水流向和混入。
48.当一次侧流量较大时，由于低温冷冻水直接流入一次侧冷冻回水管，致使一次侧水温t1降低至t
’1：
49.f1》f2，t
’1《t150.低温冷冻水通过桥管混入集水器中时，低温冷冻水在冷冻机房中内循环，不影响末端供冷；
51.反之，当二次侧流量较大时，由于高温冷冻回水直接流入二次侧冷冻供水管，致使二次侧水温t2升高至t
’2：
52.f1《f2，t
’2》t253.在高温冷冻回水混入分水器中时，高温冷冻回水会反向输出至末端，这将造成冷量的浪费和能耗的激增。在中央空调二次泵平衡管蓄冷系统中提供额外的蓄冷设备进行放冷，降低高温冷冻回水混入分水器的水温，直至分水器中的冷冻水接近冷源提供至分水器中的水温，从而提高冷量的输出，降低能源的浪费。
54.回水温度控制模块中的预测器通过记录数据监测模块中的回水温度数据与分集水器模块的回水频率数据，设定目标温度，并构建神经网络预测模型，将回水温度数据与回水频率数据输入神经网络预测模型，基于目标温度对神经网络预测模型进行训练，输出温度预测值，当温度预测值达到目标温度时停止训练，根据输出的温度预测值构建预测曲线。同时在进行训练的过程中设定误差参数，当输出的温度预测值与实际回水温度的差值小于误差参数时，则将小于误差参数的温度预测值再次输入神经网络预测模型，对神经网络预测模型进行优化学习。
55.实施例二
56.如图1-2所示，本实施例中提供一种中央空调二次泵平衡管蓄冷系统的应用实例：
57.在某区域写字楼群中使用了二次泵供冷的方式对末端水系统进行供冷。由于分集水器间平衡管的混水效果，使得分水器到二次泵间供给末端的冷冻水温度会远高于主机出水温度，这使冷量供给低于设计值，又造成了很多能量和冷量的浪费。在本实施例中，利用本发明中的技术，在分集水器间加入一个平衡管蓄冷装置，利用谷电时段进行蓄冷，同时在系统运行时进行放冷。系统运行时，分为以下两种情况：当二次侧流量高于一次侧时，打开放冷调节阀v1，关闭桥管平衡阀v2，平衡管蓄冷装置进行放冷操作，降低二次侧供水温度，避免集水器高温回水直接混入分水器中。当一次侧流量高于一次侧时，系统中断平衡管蓄冷装置的运行，关闭放冷调节阀v1，并打开桥管平衡阀v2，以保证一二次侧的流量平衡。在此实施例中使用此系统既优化了运行状态、降低了能耗，又保证了系统运行的稳定安全。
58.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。