連載十二 | 源牌冰蓄冷技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用
2022-12-30
負荷預(yù)測與優(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)負荷預(yù)測技術(shù)為基礎(chǔ)，通過預(yù)測空調(diào)負荷來確定未來系統(tǒng)運行策略，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)合電價政策調(diào)整制冷主機和蓄冰裝置供冷比例，最大限度減少能量浪費并降低運行費用。
◆以系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量為基準，實現(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
◆基于負荷預(yù)測，實現(xiàn)超前、精確控制，確保大惰性系統(tǒng)穩(wěn)定運行
◆多重安全保護，確保變負荷工況下系統(tǒng)運行安全
◆根據(jù)預(yù)測負荷及電價政策優(yōu)化主機與蓄冰裝置供冷比例
◆根據(jù)實際負荷進行運行策略動態(tài)調(diào)整
負荷預(yù)測 運行策略
制冷主機能效優(yōu)化智慧群控技術(shù)
主機群控技術(shù)系統(tǒng)根據(jù)實際運行情況，結(jié)合一系列控制算法確定最佳設(shè)備（冷水機組、冷卻塔和水泵等）組合方式；同時控制系統(tǒng)根據(jù)溫度、壓力、流量等參數(shù)變化，自動調(diào)節(jié)電動閥門及變頻器等執(zhí)行機構(gòu)，確保系統(tǒng)能夠及時跟隨空調(diào)負荷的變化，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)定的方式運行，整個系統(tǒng)達到最經(jīng)濟的運行狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的管理效率。
冷凍水泵組動態(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℃，制冷劑壓縮機的功耗約降低2.5%，系統(tǒng)實際COP能提高1.5%-2.5%。
SMART-ICE優(yōu)化控制技術(shù)
1）制冷主機優(yōu)先
★ 控制方式：
▲設(shè)定主機出口溫度為冰蓄冷系統(tǒng)供冷溫度。
▲ 當(dāng)系統(tǒng)負荷小于主機供冷量，主機負荷率較低時，主機及相應(yīng)的水泵，冷卻塔應(yīng)可進行臺數(shù)調(diào)節(jié)。
主機優(yōu)先模式控制原理圖
★技術(shù)特點：
▲主機滿負荷運行，冷量不足由融冰補充
▲在部分負荷時，主機出水溫度下降，效率降低
▲ 隨著建筑物負荷降低，蓄冷裝置的使用率也會降低，不能有效的削減峰值用電而節(jié)約運行費用
▲控制簡單，運行可靠
2）融冰優(yōu)先
★控制方式：
▲根據(jù)蓄冰裝置融冰性能和負荷情況分配各個時段的融冰量
▲根據(jù)各個時段分配的融冰量，核算系統(tǒng)流量確定水泵開啟的最少臺數(shù)
▲根據(jù)融冰量、流量和蓄冰裝置出口溫度、計算蓄冰裝置進口溫度
▲ 根據(jù)蓄冰裝置進口溫度，計算主機出口溫度設(shè)定溫度
融冰優(yōu)先模式控制原理圖
▲當(dāng)主機負荷率較低時，主機及相應(yīng)的水泵、冷卻塔可進行臺數(shù)調(diào)節(jié)。
▲當(dāng)乙二醇泵運行數(shù)量與主機數(shù)量不一致時，根據(jù)回水溫度動態(tài)調(diào)整主機溫度設(shè)定。
★ 技術(shù)特點：
▲ 蓄冰裝置按要求提供冷量，冷量不足由主機補充，主機經(jīng)常運行在部分負荷工況下。
▲主機出水溫度設(shè)定較高，效率較高。
▲隨著建筑物負荷的降低，蓄冷裝置的使用率能保證，能有效地削減峰值用電而節(jié)約運行費用。
▲控制復(fù)雜，如果不能解決好釋冷量在時間上的分配問題，可造成在某時間段總的供冷能力不足。
由于在空調(diào)負荷中存在一個相對較高的尖峰值，按照融冰優(yōu)先的模式運行，在空調(diào)負荷較低時容易導(dǎo)致制冷主機的供冷效率降低，而在峰值期間，按照每小時平均設(shè)定的融冰量即便在最快融冰速度上滿足要求，但是可能因為融冰量設(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。
而按照主機優(yōu)先的模式運行，則可能出現(xiàn)在小負荷時，制冷主機的供冷效率同樣不高，而在尖峰負荷時，可能出現(xiàn)融冰速度不能滿足要求，另外，在空調(diào)負荷大于制冷主機制冷容量時就開啟全部制冷主機供冷的方式可能導(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)運行的經(jīng)濟性不理想。
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)尖峰冷負荷為5234KW，建筑冷指標109W/㎡。采用HYCPC導(dǎo)熱塑料盤管式蓄冰系統(tǒng)，系統(tǒng)電力移峰率達到83.4%。
運行效果
2002年投入使用，目前為止運行良好。同時系統(tǒng)運行3年時，進行了制冰融冰性能測試。系統(tǒng)運行5年和15年后，分別進行了盤管管材強度測試，各項參數(shù)均達到設(shè)計要求，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
