連載十二 | 源牌冰蓄冷技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
2022-12-30
負(fù)荷預(yù)測(cè)與優(yōu)化控制技術(shù)
冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)主要是以空調(diào)負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過預(yù)測(cè)空調(diào)負(fù)荷來確定未來系統(tǒng)運(yùn)行策略，在保證空調(diào)環(huán)境舒適性的前提下，使供給的冷量與需求冷量匹配，結(jié)合電價(jià)政策調(diào)整制冷主機(jī)和蓄冰裝置供冷比例，最大限度減少能量浪費(fèi)并降低運(yùn)行費(fèi)用。
◆以系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)最佳輸出能量控制，大幅降低能源消耗
◆優(yōu)化控制系統(tǒng)流量，提高輸配效率
◆基于負(fù)荷預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)超前、精確控制，確保大惰性系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行
◆多重安全保護(hù)，確保變負(fù)荷工況下系統(tǒng)運(yùn)行安全
◆根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷及電價(jià)政策優(yōu)化主機(jī)與蓄冰裝置供冷比例
◆根據(jù)實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行運(yùn)行策略動(dòng)態(tài)調(diào)整
負(fù)荷預(yù)測(cè) 運(yùn)行策略
制冷主機(jī)能效優(yōu)化智慧群控技術(shù)
主機(jī)群控技術(shù)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合一系列控制算法確定最佳設(shè)備（冷水機(jī)組、冷卻塔和水泵等）組合方式；同時(shí)控制系統(tǒng)根據(jù)溫度、壓力、流量等參數(shù)變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門及變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，確保系統(tǒng)能夠及時(shí)跟隨空調(diào)負(fù)荷的變化，給空調(diào)末端提供穩(wěn)定的供水溫度，保證舒適的空調(diào)效果，并以最可靠、穩(wěn)定的方式運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的管理效率。
冷凍水泵組動(dòng)態(tài)變頻優(yōu)化智慧控制技術(shù)
合理的冷凍水泵變流量控制在保證系統(tǒng)末端供冷需求的前提下，降低水泵的能耗。
一次泵變頻控制
二次泵變頻控制
一、二級(jí)泵聯(lián)鎖控制
冷卻水雙溫度優(yōu)化智慧控制技術(shù)
冷卻供水溫度控制和冷卻供回水溫差控制，冷卻水供水溫度每降低1℃，制冷劑壓縮機(jī)的功耗約降低2.5%，系統(tǒng)實(shí)際COP能提高1.5%-2.5%。
SMART-ICE優(yōu)化控制技術(shù)
1）制冷主機(jī)優(yōu)先
★ 控制方式：
▲設(shè)定主機(jī)出口溫度為冰蓄冷系統(tǒng)供冷溫度。
▲ 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷小于主機(jī)供冷量，主機(jī)負(fù)荷率較低時(shí)，主機(jī)及相應(yīng)的水泵，冷卻塔應(yīng)可進(jìn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。
主機(jī)優(yōu)先模式控制原理圖
★技術(shù)特點(diǎn)：
▲主機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，冷量不足由融冰補(bǔ)充
▲在部分負(fù)荷時(shí)，主機(jī)出水溫度下降，效率降低
▲ 隨著建筑物負(fù)荷降低，蓄冷裝置的使用率也會(huì)降低，不能有效的削減峰值用電而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用
▲控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠
2）融冰優(yōu)先
★控制方式：
▲根據(jù)蓄冰裝置融冰性能和負(fù)荷情況分配各個(gè)時(shí)段的融冰量
▲根據(jù)各個(gè)時(shí)段分配的融冰量，核算系統(tǒng)流量確定水泵開啟的最少臺(tái)數(shù)
▲根據(jù)融冰量、流量和蓄冰裝置出口溫度、計(jì)算蓄冰裝置進(jìn)口溫度
▲ 根據(jù)蓄冰裝置進(jìn)口溫度，計(jì)算主機(jī)出口溫度設(shè)定溫度
融冰優(yōu)先模式控制原理圖
▲當(dāng)主機(jī)負(fù)荷率較低時(shí)，主機(jī)及相應(yīng)的水泵、冷卻塔可進(jìn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。
▲當(dāng)乙二醇泵運(yùn)行數(shù)量與主機(jī)數(shù)量不一致時(shí)，根據(jù)回水溫度動(dòng)態(tài)調(diào)整主機(jī)溫度設(shè)定。
★ 技術(shù)特點(diǎn)：
▲ 蓄冰裝置按要求提供冷量，冷量不足由主機(jī)補(bǔ)充，主機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在部分負(fù)荷工況下。
▲主機(jī)出水溫度設(shè)定較高，效率較高。
▲隨著建筑物負(fù)荷的降低，蓄冷裝置的使用率能保證，能有效地削減峰值用電而節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。
▲控制復(fù)雜，如果不能解決好釋冷量在時(shí)間上的分配問題，可造成在某時(shí)間段總的供冷能力不足。
由于在空調(diào)負(fù)荷中存在一個(gè)相對(duì)較高的尖峰值，按照融冰優(yōu)先的模式運(yùn)行，在空調(diào)負(fù)荷較低時(shí)容易導(dǎo)致制冷主機(jī)的供冷效率降低，而在峰值期間，按照每小時(shí)平均設(shè)定的融冰量即便在最快融冰速度上滿足要求，但是可能因?yàn)槿诒吭O(shè)定的不合理導(dǎo)致無法穩(wěn)定系統(tǒng)的冷凍水供水溫度，給供冷效果帶來不利影響。
而按照主機(jī)優(yōu)先的模式運(yùn)行，則可能出現(xiàn)在小負(fù)荷時(shí)，制冷主機(jī)的供冷效率同樣不高，而在尖峰負(fù)荷時(shí)，可能出現(xiàn)融冰速度不能滿足要求，另外，在空調(diào)負(fù)荷大于制冷主機(jī)制冷容量時(shí)就開啟全部制冷主機(jī)供冷的方式可能導(dǎo)致夜間低谷電期間蓄得的冰量在次日白天供冷期間無法全部融完，系統(tǒng)不能充分利用夜間低谷電，系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不理想。
冰 蓄 冷 案 例 分 享
杭州拱墅區(qū)人民政府大樓
盤管現(xiàn)場(chǎng)圖
需求挑戰(zhàn)
政府大樓位于杭州城北，總建筑面積48000㎡，其中政府辦公樓建筑面積33000㎡，法院和檢察院辦公樓15000㎡。
源牌解決方案
系統(tǒng)尖峰冷負(fù)荷為5234KW，建筑冷指標(biāo)109W/㎡。采用HYCPC導(dǎo)熱塑料盤管式蓄冰系統(tǒng)，系統(tǒng)電力移峰率達(dá)到83.4%。
運(yùn)行效果
2002年投入使用，目前為止運(yùn)行良好。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行3年時(shí)，進(jìn)行了制冰融冰性能測(cè)試。系統(tǒng)運(yùn)行5年和15年后，分別進(jìn)行了盤管管材強(qiáng)度測(cè)試，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
