專利名稱：具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法，經(jīng)由其儲能裝置的二熱交換器間的熱交換作用以產(chǎn)生儲能、釋能效應，以調控冷媒可依制冷或制熱需求，自動調節(jié)第一或第二冷媒循環(huán)回路的冷媒流量，使主機無論在重載或輕載狀況，皆能處于最佳運轉狀態(tài)以達節(jié)能的效益。
背景技術：
按一般冷凍空調系統(tǒng)其主機(壓縮機或熱源系統(tǒng))運轉能力，依照QL(尖峰時段環(huán)境負荷)＜Qe(蒸發(fā)器制冷能力)＜Qc(壓縮機或熱源系統(tǒng)能力)的設計原則以確保主機(壓縮機或熱源系統(tǒng))能提供足額的運轉能力供應冷凍空調系統(tǒng)于尖峰負荷時刻的所需，惟尖峰時段畢竟只占整個運轉時段的一小部分，可以說主機(壓縮機或熱源系統(tǒng))長時間是處于能量過大的狀態(tài)，造成能源過度的浪費；再者，一般主機(壓縮機或熱源系統(tǒng))的運轉控制大多是利用ON/OFF來控制能量的供輸；然ON/OFF的作動方式造成主機啟動及停止過于頻繁，影響主機使用壽命。因此，目前較進步者則采用變轉速控制模式來驅動主機進行部分負載運轉，即以變頻器作變頻控制，以維持主機(壓縮機或熱源系統(tǒng))冷媒總流量可隨負荷變動維持在一定比例范圍，由于該主機在長時間在部分負載低效率的運轉下，不但造成電力浪費，部份負載運轉時回油問題也會使機械組件損耗率大增，常造成嚴重故障或損壞。
本案發(fā)明人有鑒于上述習式主機機組運轉能力過剩的缺點，乃經(jīng)過無數(shù)次研發(fā)改良后，終于完成本發(fā)明的創(chuàng)作，即經(jīng)由本發(fā)明其冷凍空調系統(tǒng)的儲能裝置的二熱交換器間熱交換作用，以產(chǎn)生儲能、釋能效益，使冷媒于制冷或制熱模態(tài)下，依負荷需求自動調節(jié)第一或第二冷媒循環(huán)回路的冷媒流量，使主機無論在重載或輕載狀況，皆能處于最佳運轉狀態(tài)，以達到節(jié)能效益，且有效解決習式缺點而為本發(fā)明其技術手段的所在。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，在于提供一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法，以調控使冷媒可依制冷或制熱需求，自動調節(jié)第一或第二冷媒循環(huán)回路的冷媒流量，使主機無論在重載或輕載狀況，皆能處于最佳運轉狀態(tài)，以達節(jié)能的效果。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)，其在制冷需求大于制熱需求的循環(huán)，制冷溫度值大于制冷設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)選擇強制制冷的循環(huán)，其控制方法的步驟為(1)當?shù)诙涿交亓鳒囟戎荡笥诘诙O定溫度值加上設定溫度差值，且第一冷媒回流溫度值大于第一設定溫度值加上設定溫度差值時，冷凍空調系統(tǒng)自動選擇第二冷媒循環(huán)回路作循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器全開，其冷媒流量為最大流量，第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，儲能裝置進行釋冷作動；(2)在第二冷媒回流溫度值小于或等于第二設定溫度值加上設定溫度差值，而大于或等于第二設定溫度值時，第一、二冷媒循環(huán)回路同時作動，第二冷媒流量控制器的冷媒流量與第二冷媒回流溫度值成正比例關系，于是系統(tǒng)中的冷媒流量自動平衡調節(jié)使第一冷媒流量控制器的冷媒流量相對變大，儲能裝置隨機進行部分儲冷、釋冷作動，并漸由釋冷轉換為儲冷作動；(3)在第二冷媒回流溫度值小于第二設定溫度值，且第一冷媒回流溫度值大于或等于第一設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)自動調節(jié)選擇第一冷媒循環(huán)回路循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最大流量，儲能裝置進行儲冷作動；(4)當儲能裝置的溫度值小于或等于設定溫度值時，主機停止運轉。
一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)，其在制熱需求大于制冷需求的循環(huán)時，制冷溫度值小于或等于制冷設定溫度值，且制熱溫度值小于制熱設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)選擇強制制熱的循環(huán)，其控制方法的步驟為(1)當?shù)谝焕涿交亓鳒囟戎敌∮诘谝辉O定溫度值，且第二冷媒回流溫度值小于第二設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)自動選擇第一冷媒循環(huán)回路作循環(huán)，此時第一冷媒流量控制器全開，其冷媒流量為最大流量，第二冷媒流量控制器其流量為最小流量，儲能裝置進行釋熱作動；(2)在第一冷媒回流溫度值小于或等于第一設定溫度值加上設定溫度差值，而大于或等于第一設定溫度值時，第一、二冷媒循環(huán)回路同時作動，第一冷媒流量控制器的冷媒流量與第一冷媒回流溫度值成反比例關系，第一冷媒回流溫度值愈大，第一冷媒流量控制器的冷媒流量愈小，于是系統(tǒng)中的冷媒流量自動平衡調節(jié)，使第二冷媒流量控制器的冷媒流量相對變大，儲能裝置隨機進行部分儲熱、釋熱作動，并漸由釋熱轉換為儲熱作動(3)在第一冷媒回流溫度值大于第一設定溫度值加上設定溫度差價，且第二冷媒回流溫度值大于或等于第二設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)漸由釋熱轉換為儲熱作動，并自動調節(jié)選擇第二冷媒循環(huán)回路循環(huán)，此時第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，第二冷媒流量控制器其冷媒流量為最大流量，儲能裝置進行儲熱作動(4)當儲能裝置的溫度值大于或等于設定溫度值時，主機停止運轉，完成儲熱運轉。


圖1為本發(fā)明進行第一冷媒循環(huán)回路的系統(tǒng)示意圖。
圖2為本發(fā)明進行第二冷媒循環(huán)回路的系統(tǒng)示意圖。
圖3為本發(fā)明的控制流程圖(一)。
圖4為本發(fā)明的控制流程圖(二)。
圖5為本發(fā)明的控制流程圖(三)。
圖號說明1冷凍空調系統(tǒng) V1第一冷媒流量控制器11 主機 V2第二冷媒流量控制器12 制熱機組 131 第一熱交換器13 儲能裝置 132 第二熱交換器14 制冷機組 15控制器m冷媒流量 m1第一冷媒循環(huán)的冷媒流量L1 第一冷媒循環(huán)回路 m2第二冷媒循環(huán)的冷媒流量L2 第二冷媒循環(huán)回路 TA1 第一冷媒回流溫度值TA2 第二冷媒回流溫度值T1第一溫度感溫器T2 第二溫度感溫器TAS1 第一設定溫度值TAS2 第二設定溫度值Tc制冷溫度值Th 制熱溫度值Tcs 制冷設定溫度值Ths 制熱設定溫度值T3第三溫度感測器X設定溫度差值 T4第四溫度感測器Ti 儲能裝置的溫度值 T5第五溫度感測器Tics 設定溫度值C 需冷場合This 設定溫度值H 需熱場合W冷媒介質 MAX 最大流量min 最小流量具體實施方式
圖1、圖2所示，為本發(fā)明的具體實施例示意圖，其主要于一冷凍空調系統(tǒng)1中配置有至少一主機11、一制熱機組12、一儲能裝置13、一制冷機組14及一控制器15，并至少包含有第一冷媒循環(huán)回路L1及第二冷媒循環(huán)回路L2以連接上述元件，其中
該第一冷媒循環(huán)回路L1，其循環(huán)回路依序經(jīng)由一主機11、一制熱機組12(系統(tǒng)中的冷媒在此進行冷凝過程)、一第一冷媒流量控制器V1(配置有一第一溫度感測器T1，用以偵測第一冷媒回流溫度值TA1)、一儲能裝置13的第一熱交換器131，再回到該主機11構成一循環(huán)回路；該第二冷媒循環(huán)回路L2，其循環(huán)回路依序徑由一主機11、一制熱機組12(系統(tǒng)中的冷媒在此進行冷凝過程)、一儲能裝置13的第二熱交換器132、一第二冷媒流量控制器V2配置有一第二溫度感測器T2，用以偵測第二冷媒回流溫度值TA2)、一制冷機組14系統(tǒng)中的冷媒在此進行蒸發(fā)吸熱過程)，再回到該主機11構成一循環(huán)回路；該儲能裝置13，主要于該裝置內充填有易于相變的冷媒介質W(如水或乙二醇溶液等)并具有第一熱交換器131、第二熱交換器132及一第三溫度感測器T3(用以偵測儲能裝置13的溫度值Ti)，且二熱交換器131、132間呈相鄰而互不相通，其中第一熱交換器131為第一冷媒循環(huán)回路L1中的一段，第二熱交換器132為第二冷媒循環(huán)回路L2中的一段，配合冷媒循環(huán)回路的循環(huán)與第一、二冷媒流量控制器V1、V2對冷媒流量m1、m2的控制，該二熱交換器131、132間會因熱交換器內冷媒溫度的不同(即溫差)形成熱交換作用使得其中一熱交換器產(chǎn)生釋能(釋冷或釋熱)，而另一熱交換器同時相對產(chǎn)生儲能(儲熱或儲冷)的效應；至于系統(tǒng)中的制熱機組12中設有一第四溫度感測器T4，用以偵測該制熱機組12的制熱溫度值Th，以控制其對需熱系統(tǒng)H的熱源供應，且該需熱系統(tǒng)H在制冷需求大于制熱需求時，具有將多余的熱排除于外界的能力；同理，制冷機組14中亦設有一第五溫度感測器T5，用以偵測該制冷機組14的制冷溫度值h，以控制其對需冷系統(tǒng)C的冷源供應，且該需冷系統(tǒng)C在制熱需求大于制冷需求時，具有由外界吸取熱的能力。
由上述元件的組成，該控制器15根據(jù)各溫度感測器T1、T2、T3、T4、T5所測得的溫度值TA1、TA2、Ti、Th、Tc與設定溫度值TAS1、TAS2、Tics、Tihs、Ths、Tcs的比對結果，配合第一、第二冷媒流量控制器V1、V2的流量m1、m2的控制，使冷媒可于制冷或制熱需求時依負荷調節(jié)適當?shù)难h(huán)回路，其作動關系為1、冷凍空調系統(tǒng)1中的冷媒流量m(為一定值)與第一冷媒循環(huán)回路L1所需冷媒流量m1、第二冷媒循環(huán)回路L2所需冷媒流量m2間具有以下的關系，即m＝m1+m2，因冷媒流量m為定值，所以m1值愈大相對m2值就會愈??；反之，m1值愈小則m2值愈大。
2、第一(第二)冷媒循環(huán)回路L1(L2)中的冷媒流量m1(m2)的流量由第一(第二)冷媒流量控制器V1(V2)所控制，而第一(第二)冷媒流量控制器V1(V2)則根據(jù)第一(第二)溫度感測器T1(T2)所測得第一(第二)冷媒回流溫度值TA1(TA2)與第一(第二)設定溫度值TAS1(TAS2)的比對結果，控制其流量。
然在整個冷凍空調系統(tǒng)1的運作，系依制冷需求或制熱需求的不同，選擇手動或自動控制冷凍空調系統(tǒng)1其冷媒循環(huán)回路，其控制方法的型態(tài)為(請參閱圖3所示)1、在制冷需求大于制熱需求的循環(huán)時，制冷溫度值Tc大于制冷設定溫度值Tcs(即Tc＞Tcs)時，冷凍空調系統(tǒng)選擇強制制冷的循環(huán)，其控制方法的步驟為(請參閱圖3、圖4所示)(1)當?shù)诙涿交亓鳒囟戎礣A2大于第二設定溫度值TAS2加上設定溫度差值X，且第一冷媒回流溫度值TA1大于第一設定溫度值TAS1加上設定溫度差值X(即TA2＞TAS2+X，且TA1＞TAS1+X)時，冷凍空調系統(tǒng)1自動選擇第二冷媒循環(huán)回路L2作循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器V2全開，其冷媒流量m2為最大流量(MAX)，第一冷媒流量控制器V2其冷媒流量m2為最小流量(min)，儲能裝置13進行釋冷作動。
(2)在第二冷媒回流溫度值TA2小于或等于第二設定溫度值TAS2加上設定溫度差值X，而大于或等于第二設定溫度值TAS2(即TAS2+X≥TA2≥TAS2)時，第一、二冷媒循環(huán)回路L1、L2同時作動，第二冷媒流量控制器V2的冷媒流量m2與第二冷媒回流溫度值m值成正比例關系，第二冷媒回流溫度值TA2愈小，第二冷媒流量控制器V2的冷媒流量m2愈小，因m1＝m-m2于是系統(tǒng)中冷媒流量自動平衡調節(jié)使第一冷媒流量控制器V1的冷媒流量m1相對變大，儲能裝置13隨機進行部分儲冷、釋冷作動，并漸由釋冷轉換為儲冷作動。
(3)在第二冷媒回流溫度值TA2小于第二設定溫度值TAS2，且第一冷媒回流溫度值TA1大于或等于第一設定溫度值TAS1(即TA2＜TAS2，且TA1≥TAS1＝時，冷凍空調系統(tǒng)1漸由釋冷轉換為儲冷作動，并自動調節(jié)選擇第一冷媒循環(huán)回路L1循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器V2其冷媒流量m2為最小流量(min)，第一冷媒流量控制器V1其冷媒流量m1為最大流量(MAX)，儲能裝置13進行儲冷作動。
(4)當儲能裝置13的溫度值Ti小于或等于設定溫度值Tics(即Ti≤Tics)時，主機11停止運轉(OFF)，完成儲冷運轉。
2、在制熱需求大于制冷需求的循環(huán)時，制冷溫度值Tc小于或等于制冷設定溫度值Tcs，且制熱溫度值Th小于制熱設定溫度值Ths(即Tc≤Tcs，且Th＜Ths＝時，冷凍空調系統(tǒng)選強制制熱的循環(huán)，其控制方法的步驟為(請參閱圖3、圖5所示)(1)當?shù)谝焕涿交亓鳒囟戎礣A1小于第一設定溫度值TAS1，且第二冷媒回流溫度值TAS2小于第二設定溫度值TAS2(即TA1＜TAS1，且TA2＜TAS2＝時，冷凍空調系統(tǒng)1自動選擇第一冷媒循環(huán)回路L1作循環(huán)，此時第一冷媒流控制器V1全開，其流量m1為最大流量(MAX)，第二冷媒流量控制器V2其冷媒流量m2為最小流量(min)，儲能裝置13進行釋熱作動。
(2)在第一冷媒回流溫度值TA1小于或等于等一設定溫度值TAS1加上設定溫度差值X，而大于或等于第一設定溫度值TAS1(即TAS1+X≥TA1≥TAS1)時，第一、二冷媒循環(huán)回路L1、L2同時作動，第一冷媒流量控制器V1的冷媒流量m1與第一冷媒回流溫度值TA1值成反比例關系，第一冷媒回流溫度TA1愈大，第一冷媒流量控制器V1的冷媒流量m1愈小，m2＝m-m1于是系統(tǒng)中的冷媒流量自動平衡調節(jié)使第二冷媒流量控制器V2的冷媒流量m2相對變大，儲能裝置13隨機進行部分儲熱、釋熱作動，漸由釋熱轉換為儲熱作動。
(3)第一冷媒回流溫度值TA1大于第一設定溫度值TAS1加上設定溫度差值X，且第二冷媒回流溫度TA2大于或等于第二定溫度值TAS2(即TA1＞TAS1+X，且TA2≥TAS2)時，冷凍空調系統(tǒng)1漸由釋熱轉為儲熱作動，并自動調節(jié)選擇第二冷媒循環(huán)回路L2循環(huán)，此時第一冷媒流量控制器V1其冷媒流量m1為最小流量(min)，第二冷媒流量控制器V2其冷媒流量m1為最大流量(MAX)，儲能裝置13進行儲熱作動。
(4)當儲能裝置13的溫度值Ti大于或等于設定溫度值Tihs時(即Ti≥Tihs)時，主機11停止運轉(OFF)，完成儲熱運轉。
綜上所述，本發(fā)明利用儲能裝置配合第一、二冷媒循環(huán)回路的控制方法，可達到儲能、釋能的作動，特具有節(jié)能的效益。
權利要求
1.一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法，其在制冷需求大于制熱需求的循環(huán)，制冷溫度值大于制冷設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)選擇強制制冷的循環(huán)，其控制方法的步驟為(1)當?shù)诙涿交亓鳒囟戎荡笥诘诙O定溫度值加上設定溫度差值，且第一冷媒回流溫度值大于第一設定溫度值加上設定溫度差值時，冷凍空調系統(tǒng)自動選擇第二冷媒循環(huán)回路作循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器全開，其冷媒流量為最大流量，第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，儲能裝置進行釋冷作動；(2)在第二冷媒回流溫度值小于或等于第二設定溫度值加上設定溫度差值，而大于或等于第二設定溫度值時，第一、二冷媒循環(huán)回路同時作動，第二冷媒流量控制器的冷媒流量與第二冷媒回流溫度值成正比例關系，于是系統(tǒng)中的冷媒流量自動平衡調節(jié)使第一冷媒流量控制器的冷媒流量相對變大，儲能裝置隨機進行部分儲冷、釋冷作動，并漸由釋冷轉換為儲冷作動；(3)在第二冷媒回流溫度值小于第二設定溫度值，且第一冷媒回流溫度值大于或等于第一設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)自動調節(jié)選擇第一冷媒循環(huán)回路循環(huán)，此時第二冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最大流量，儲能裝置進行儲冷作動；(4)當儲能裝置的溫度值小于或等于設定溫度值時，主機停止運轉。
2.一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法，其在制熱需求大于制冷需求的循環(huán)時，制冷溫度值小于或等于制冷設定溫度值，且制熱溫度值小于制熱設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)選擇強制制熱的循環(huán)，其控制方法的步驟為(1)當?shù)谝焕涿交亓鳒囟戎敌∮诘谝辉O定溫度值，且第二冷媒回流溫度值小于第二設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)自動選擇第一冷媒循環(huán)回路作循環(huán)，此時第一冷媒流量控制器全開，其冷媒流量為最大流量，第二冷媒流量控制器其流量為最小流量，儲能裝置進行釋熱作動；(2)在第一冷媒回流溫度值小于或等于第一設定溫度值加上設定溫度差值，而大于或等于第一設定溫度值時，第一、二冷媒循環(huán)回路同時作動，第一冷媒流量控制器的冷媒流量與第一冷媒回流溫度值成反比例關系，第一冷媒回流溫度值愈大，第一冷媒流量控制器的冷媒流量愈小，于是系統(tǒng)中的冷媒流量自動平衡調節(jié)，使第二冷媒流量控制器的冷媒流量相對變大，儲能裝置隨機進行部分儲熱、釋熱作動，并漸由釋熱轉換為儲熱作動(3)在第一冷媒回流溫度值大于第一設定溫度值加上設定溫度差價，且第二冷媒回流溫度值大于或等于第二設定溫度值時，冷凍空調系統(tǒng)漸由釋熱轉換為儲熱作動，并自動調節(jié)選擇第二冷媒循環(huán)回路循環(huán)，此時第一冷媒流量控制器其冷媒流量為最小流量，第二冷媒流量控制器其冷媒流量為最大流量，儲能裝置進行儲熱作動(4)當儲能裝置的溫度值大于或等于設定溫度值時，主機停止運轉，完成儲熱運轉。
全文摘要
本發(fā)明有關于一種具有儲能、釋能的冷凍空調系統(tǒng)的控制方法，其主要于冷凍空調系統(tǒng)的主機(即壓縮機或熱源系統(tǒng))與制熱機組、制冷機組間的冷媒管路上設有一儲能裝置，其中該冷媒管路至少包含有第一冷媒循環(huán)回路及第二冷媒循環(huán)回路，此二冷媒循環(huán)回路分別配置有一冷媒流量控制器，且該二冷媒循環(huán)回路分別與儲能裝置中的二熱交換器相連接，且該二熱交換器相鄰而不相通，利用此儲能裝置其二熱交換器間的熱交換作用以產(chǎn)生儲能、釋能效應，其特征在于不改變主機冷媒循環(huán)總量下，利用本系統(tǒng)及其控制方法可依制冷或制熱需求，自動調節(jié)第一或第二冷媒循環(huán)回路的冷媒流量，使主機無論在重載(釋能)或輕載(儲能)狀況，皆能處于最佳運轉狀態(tài)，以達節(jié)能的效益。
文檔編號F24F12/00GK1566802SQ0314652
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者翁國亮 申請人:煜豐科技股份有限公司