連載十 | 源牌冰蓄冷技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
2022-12-16
源牌冰蓄冷自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冰蓄冷機(jī)房中央空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行，在系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行前提下，以滿足末端用戶供冷需求為根本。系統(tǒng)從冰蓄冷機(jī)房制冷、穩(wěn)定輸冷和末端用戶穩(wěn)定供冷三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，在滿足用戶舒適性要求下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使系統(tǒng)運(yùn)行于最佳工況，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于中央空調(diào)系統(tǒng)能耗中最主要的組成部分為冰蓄冷機(jī)房內(nèi)的能耗，加之冰蓄冷系統(tǒng)的復(fù)雜性，監(jiān)控系統(tǒng)的成功與否將直接影響中央空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并直接決定了建筑能耗高低。
監(jiān)控系統(tǒng)是冰蓄冷系統(tǒng)的核心組成部分，承擔(dān)著將冰蓄冷系統(tǒng)內(nèi)各主要設(shè)備以及其他子系統(tǒng)組合成一個(gè)合理運(yùn)行的、具備復(fù)雜功能的“有機(jī)整體”的重要使命。
設(shè)計(jì)依據(jù)
《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2000
《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 JCJ/T16-92
《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19-87
《電氣裝置工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ232-82
《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GBJ93-86
《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ79-85
業(yè)主要求及暖通工藝圖紙
監(jiān)控對(duì)象
通過本監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)冰蓄冷機(jī)房內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備在無需借助外部檢測(cè)手段，滿足供冷要求的情況下的全自動(dòng)化控制與管理，達(dá)到盡可能降低能耗和電力費(fèi)用的優(yōu)化要求。
源牌編制了各運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的控制說明，系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)定值，蓄冷－釋冷周期運(yùn)行策略；可根據(jù)日、周、月及全年負(fù)荷變化、電價(jià)變化及運(yùn)行費(fèi)用變化情況，調(diào)整日、月及全年運(yùn)行策略。
監(jiān)控內(nèi)容
1） 監(jiān)視冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行、故障狀態(tài)和參數(shù)：包括開關(guān)狀態(tài)、手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、溫度、濕度、流量、壓力、閥門狀態(tài)等。
2） 對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟停控制及參數(shù)設(shè)定（需授權(quán)）。
3） 設(shè)備的運(yùn)行記錄、維護(hù)狀態(tài)等。
4） 能源消耗及占用狀況的統(tǒng)計(jì)信息和圖表。
5） 根據(jù)用戶需求、電價(jià)政策及設(shè)備狀態(tài)而定的設(shè)備運(yùn)作安排。
6） 提供已編制的自控程序及應(yīng)用軟件的信息，信息內(nèi)容包括：編制內(nèi)容、編制者姓名、編制時(shí)間和修改姓名、時(shí)間和修改內(nèi)容。
7） 提供系統(tǒng)操作員確認(rèn)各類報(bào)警信息的時(shí)間及確認(rèn)人姓名的資料。
8） 提供設(shè)備所需的各類報(bào)表文件。
9） 室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)通過信息發(fā)布系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)布。
10） 根據(jù)物業(yè)設(shè)施管理系統(tǒng)登記的預(yù)約時(shí)間，提前開啟相應(yīng)空調(diào)，延時(shí)關(guān)閉空調(diào)。
11） 監(jiān)測(cè)內(nèi)容不限于以下：
◆蓄冰槽進(jìn)、出口溶液溫度、流量、壓力、蓄冰量、蓄冰池液位；
◆制冷機(jī)組進(jìn)、出口溫度、壓力，冷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及乙二醇、冷卻水的流動(dòng)狀態(tài)；
◆板式換熱器雙側(cè)進(jìn)、出口溫度顯示與控制；
◆冷卻水供回水溫度、流量、冷卻塔風(fēng)機(jī)啟/停、手/自動(dòng)狀態(tài)；
◆冷凍水供、回水溫度、壓力和流量；
◆水泵的運(yùn)行狀態(tài)、手/自動(dòng)狀態(tài)、故障狀態(tài)；
◆變頻器電源狀態(tài)、手/自動(dòng)狀態(tài)、變頻器頻率、故障狀態(tài)；
◆電動(dòng)閥門的控制、閥位反饋；
冰 蓄 冷 案 例 分 享
杭州青山湖科技城區(qū)域能源站
盤管現(xiàn)場(chǎng)圖
需求挑戰(zhàn)
青山湖科技城區(qū)域能源站供能半徑為1000m，總供能面積80多萬平方，采用外融冰冰蓄冷技術(shù)，其中一期、二期（已建成）供能面積60萬平方，目前實(shí)際已接入供能面積約35萬平方。區(qū)域能源站現(xiàn)有供能對(duì)象為各研究院所科研辦公樓等，是青山湖科技城核心辦公圈。
源牌解決方案
能源站建筑面積5450平方；
夏季設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為58382kw,冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為26600kw
1）主機(jī)上游分量蓄冰的外融冰蓄冷系統(tǒng)；
2）5臺(tái)雙工況離心式制冷主機(jī)（制冷量6330kW/1800RT）
3）9個(gè)蓄冰槽，總蓄冰量46848RTH，占全日冷負(fù)荷35%。
4）1臺(tái)地源熱泵基載主機(jī)（制冷量713kW，制熱量712kW）(176個(gè)100m深雙U埋管）
運(yùn)行效果
自2015年正式投用以來，該能源站參與電力響應(yīng)需求，全年系統(tǒng)總耗電量中低谷電占比超過80%，夏季設(shè)計(jì)日移峰填谷比例超過35%，削峰率超過50%，利用峰谷電價(jià)節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)25%以上。相對(duì)于終端用戶各自獨(dú)立建設(shè)供冷供熱能源站，節(jié)約投資33%，年供冷總耗電量降低20%，年供冷熱運(yùn)行費(fèi)用降低約30%，全年CO2、SO2、NOx、煙塵排放量減少33%，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
