专利名称：智能水蓄冷(海水能源)节能中央空调系统的制作方法
技术领域：
本发明是海水能源与水蓄冷智能集成的节能中央空调系统，尤其在海滨区域实施集中供冷节能效果显著。属于新能源与高效节能技术领域。
背景技术：
1、海水能源中央空调节能技术
①海水能源中央空调原理
海水能源空调技术是利用海洋这个巨大的可再生能源库，将海洋作为中央空调冷却水热汇。海水空调主要是利用海水的自然热量和冷量来取暖和制冷，它主要通过少量的高位能输入，实现低位能向高位能转移，进行能量转换的供热、制冷系统。例如:在地处夏热冬暖地区的海南，制冷产生的废热可回收制取免费或廉价的热水，实现“冷气+热水”双联供(在其他地区可实现“冷气+暖气+热水”三联供)。从理论上讲，它只需要消耗I千瓦的能量，便可以获得4 6千瓦的能量。海水空调技术主要是利用海陆的热力性质差异。由于海洋相对于大陆存在热力性质上的滞后，因此利用其温度与陆上温度的不同步性，再运用空调原理，从海水获得冷量(或热量)。我们知道，在沿海地区，当炎热夏季来临的时候，海水温度还比较低，非常适合我们使用空调制冷产生废热的冷却；当舒适冬季来临的时候，海水温度还比较高，而此时我们刚好也基本不使用空调冷气了，但仍可以利用其制取廉价的热水。利用夏季海水温度较低且稳定的特点，采用海水源热泵技术进行制冷并回收废热提供免费或廉价的热水，节省能源和客户的能源成本支出。②海水能源中央空调节能节电率计算 COP =制冷量/输入功率。在制冷工况下，风冷热泵在24 37°C运行，其热泵机组COP值在2.81 3.67，室外空气每降低I度，热泵机组COP值提高1.8% 2.3% ;海水源热泵在海水温度16 30°C之间运行，其热泵机组COP值达到3.79 5.04，蒸发器进水温度每降低I度，热泵机组COP值提高2% 2.5%。由此可见海水源热泵机组COP值远远高于风冷热泵。在负荷相同状况下，海水源热泵机组能耗比风冷热泵机组低，计算如下:
(3.79 — 2.81)/2.81 = 34.9%, (5.04 — 3.67) /3.67 = 37.3%,即 35%左右，保守取30%。2、水蓄冷中央空调节能技术
①水蓄冷中央空调原理
水蓄冷技术是将夜间电网多余的谷段电力与水的显热相结合来蓄冷，并在白天用电高峰时段使用蓄藏的低温冷冻水提供空调用冷。即空调主机晚上谷段电价制冷通过蓄冷装置蓄冷，高峰电价时段空调主机尽量不开机，为电网“移峰填谷”而节约电费支出。水蓄冷是利用水温变化储存显热量的蓄能技术。一般水蓄冷温度为4 6°C (5°C)，蓄冷温差为6 10°C (8°C)，单位蓄冷能力为7 11.6千瓦时/立方米(9.3千瓦时/立方米)。蓄冷装置可设置在地下、空闲地等。水蓄冷中央空调利用移峰填谷电力需求侧技术，节省资源和能源及客户能源成本支出。②水蓄冷中央空调节能节电率计算
通过夏热冬暖地区海南省部分典型客户的水蓄冷节能中央空调系统解决方案数据，可得出水蓄冷节电率为35%左右，保守取30%。
发明内容
1、要解决的技术问题
为解决单独实施海水能源、水蓄冷中央空调节能效益不显著问题，为使(海南等区域)临海可再生能源海水能源和(海南等区域)最新实行的分时用电政策得到充分利用，依靠科技创新大规模实现电力需求侧节能，发明“水蓄冷+海水能源”中央空调节能技术，即“智能水蓄冷(海水能源)节能中央空调系统”。2、技术方案
将海水能源与水蓄冷进行技术创新融合和系统集成。系统运行时，利用水泵将除沙处理后的低温海水送入换热器，低温海水与从冷凝器流出的进入换热器高温冷却淡水进行热交换，换热后温度降低的冷却淡水流出换热器进入冷凝器为中央空调机组降温，换热后温度升高的海水汇入浩瀚的大海，实现将海水作为热汇的海水能源利用。利用“DDC (PLC)、传感器、执行器、因特网、软件等”构成建筑能源物联网，根据机组容量、负荷、电力供应时段进行集中水蓄冷和集中供冷的合理调配，即电力低谷时段中央空调机组全力集中蓄冷，在电力非低谷时段中央空调机组按需放冷，实现对系统智能监控，进而实现大幅度节省能源和客户能源成本支出(50%以上)。3、有益效果
利用可再生能源海水能源集中蓄冷和供冷，环保节能，节省能源成本支出50%。“水蓄冷+海水能源”中央空调系统节能节电率计算
①在负荷相同的情况下，我们把普通中央空调系统的能耗设定为H；
②采用海水能源后，节电为H*30%(即O. 3H)，能耗为H*70% (即O. 7H);
③采用水蓄冷后，节电为O.7H*30% (即O. 21H)，能耗为O. 7H*70% (即O. 49H);
④“海水能源+水蓄冷”中央空调系统的复合节电为(O.3H + O. 21H)，即O. 51H，即综合节电率为51%，即50%以上(可节省运行费用一半以上)，保守取50%。
在图1 (智能水蓄冷(海水能源)节能中央空调系统原理图)中，1、2为蓄冷阀门，
3、4为供冷阀门，5、6为放冷阀门，7为蓄冷水泵,8为放冷水泵,9为供冷水泵，10为冷却水泵，11为海水循环水泵，12为智能控制系统(ICS)，13为大型蓄冷装置，14为区域中央空调用户，15为并联冷水机组蒸发器，16为并联冷水机组冷凝器，17为板式换热器，18为海水提取装置，19为海水温度传感器，20为冷冻水供水温度传感器，21为蓄冷温度传感器。蓄冷模式1、2蓄冷阀门打开，3、4、5、6阀门关闭，7蓄冷水泵工作，冷机工作。放冷模式5、6放冷阀门打开，1、2、3、4阀门关闭，8放冷水泵工作，冷机不工作。
供冷模式3、4供冷阀门打开，1、2、5、6阀门关闭，9供冷水泵工作，冷机工作。蓄冷供冷模式1、2蓄冷阀门打开，3、4供冷阀门打开，5、6阀门关闭，7蓄冷水泵工作，9供冷水泵工作，冷机工作。
具体实施例方式该发明的产品形态是多技术集成的节能中央空调系统，其主要用途为大中型建筑和区域建筑，同时项目所在地为海滨区域并实施分时用电政策。即可在海滨区域各个单位进行实施，也可在海滨区域建立大型集中蓄冷供冷站，后者是今后发展的方向。该发明利用沿海地区当地取之不尽用之不竭的可再生能源(海水能源)，节能环保，系统稳定，能为客户提供清洁、便利、优质的舒适环境(冷气热水联供)，同时大大降低用户的能耗成本和国家的有限资源消耗，对本地区优势资源(海水能源、分时用电政策等)综合利用和优势产业(海洋、新能源及节能、循环经济等产业)技术提升具有重大影响。为进一步提高海水能源空调系统的效能，除对系统进行优化外，未来在海南等地区广阔的海岸线实施“海水能源+水蓄冷”的集中供冷\供暖\供热水“三联供”、集中供冷\供热水“双联供”、集中供冷或集中供暖的“单供”工程模式的灵活组合，集中供冷站采用海水对空调机组进行冷却的方式，提高机组C0P,进一步节能节电。设计建设动力机房设计安装海水源空调机组、换热设备、水泵设备、传感器及智能控制系统等。设计建设海水取水装置在海边处设计建设海水取水装置、海水输送管道、海水除沙净化装置等。设计建设水蓄冷装置设计并建设大型水蓄冷装置，装置可采用金属结构、钢筋混凝土结构等。设计建设末端空调系统在用户建筑内设计安装中央空调的末端设备等。设计建设管道系统设计安装管道系统，利用管道、阀门等将系统有机的连接起来传输能量。
权利要求
1.智能水蓄冷(海水能源)节能中央空调系统是一种全新的节能中央空调系统，其特征是:将海水能源与水蓄冷技术进行创新融合和集成；系统节约能源成本支出(50%以上)。
2.海水能源与水蓄冷技术进行创新融合和集成，其特征是:利用海水净化装置、海水提升装置、换热设备、输送管道、电动阀门、变频水泵、传感器、控制系统等将海水能源系统、水蓄冷系统、冷水机组、客户组成一种全新的节能中央空调系统，可实现蓄冷、放冷、供冷、蓄冷供冷等多种节能模式运行。
3.系统节约能源成本支出(50%以上)，其特征是:该系统运行时，利用水泵将除沙处理后的低温海水送入换热器，低温海水与从冷凝器流出的进入换热器高温冷却淡水进行热交换，换热后温度降低的冷却淡水流出换热器进入冷凝器为中央空调机组降温，换热后温度升高的海水汇入浩瀚的大海，实现将海水作为热汇的海水能源利用；利用“DDC (PLC)、传感器、执行器、因特网、软件等”构成建筑能源控制系统，根据机组容量、负荷、电力供应时段进行集中水蓄冷和集中供冷的合理调配，即电力低谷时段中央空调机组全力集中蓄冷，在电力非低谷时段中央空调机组按需放冷，实现对系统智能监控；利用供冷产生的废热制取廉价甚至免费的生活热水。`
全文摘要
本发明名称为“智能水蓄冷(海水能源)节能中央空调系统”，所属技术领域为“新能源与高效节能”。该发明利用我国沿海地区丰富的海水资源(如夏热冬暖地区的海南省)、当地颁布的分时电价政策，在用电低谷时段环境温度较低时中央空调机组(利用可再生能源浅层地热——海水能源)满负荷制取冷水并通过蓄冷装置蓄能，在用电高峰时段中央空调机组停机或部分停机，系统对储存起来的冷水进行放冷，可实现用电需求侧复合节能50%左右；该发明创新利用可再生能源(海水能源)实现沿海地区区域集中蓄冷、供冷、供热水。技术创新采用海水能源和水蓄冷集成。该发明是电力需求侧节约资源、利用可再生能源的节能减排项目，属国家扶持领域。
文档编号F24F5/00GK103075776SQ20131004702
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者郭永佾 申请人:郭永佾