连载十二 | 源牌冰蓄冷技术设计与应用
2022-12-30
负荷预测与优化控制技术
冰蓄冷系统优化控制技术主要是以空调负荷预测技术为基础，通过预测空调负荷来确定未来系统运行策略，在保证空调环境舒适性的前提下，使供给的冷量与需求冷量匹配，结合电价政策调整制冷主机和蓄冰装置供冷比例，最大限度减少能量浪费并降低运行费用。
◆以系统服务质量为基准，实现最佳输出能量控制，大幅降低能源消耗
◆优化控制系统流量，提高输配效率
◆基于负荷预测，实现超前、精确控制，确保大惰性系统稳定运行
◆多重安全保护，确保变负荷工况下系统运行安全
◆根据预测负荷及电价政策优化主机与蓄冰装置供冷比例
◆根据实际负荷进行运行策略动态调整
负荷预测 运行策略
制冷主机能效优化智慧群控技术
主机群控技术系统根据实际运行情况，结合一系列控制算法确定最佳设备（冷水机组、冷却塔和水泵等）组合方式；同时控制系统根据温度、压力、流量等参数变化，自动调节电动阀门及变频器等执行机构，确保系统能够及时跟随空调负荷的变化，给空调末端提供稳定的供水温度，保证舒适的空调效果，并以最可靠、稳定的方式运行，整个系统达到最经济的运行状态，从而提高系统的管理效率。
冷冻水泵组动态变频优化智慧控制技术
合理的冷冻水泵变流量控制在保证系统末端供冷需求的前提下，降低水泵的能耗。
一次泵变频控制
二次泵变频控制
一、二级泵联锁控制
冷却水双温度优化智慧控制技术
冷却供水温度控制和冷却供回水温差控制，冷却水供水温度每降低1℃，制冷剂压缩机的功耗约降低2.5%，系统实际cop能提高1.5%-2.5%。
smart-ice优化控制技术
1）制冷主机优先
★ 控制方式：
▲设定主机出口温度为冰蓄冷系统供冷温度。
▲ 当系统负荷小于主机供冷量，主机负荷率较低时，主机及相应的水泵，冷却塔应可进行台数调节。
主机优先模式控制原理图
★技术特点：
▲主机满负荷运行，冷量不足由融冰补充
▲在部分负荷时，主机出水温度下降，效率降低
▲ 随着建筑物负荷降低，蓄冷装置的使用率也会降低，不能有效的削减峰值用电而节约运行费用
▲控制简单，运行可靠
2）融冰优先
★控制方式：
▲根据蓄冰装置融冰性能和负荷情况分配各个时段的融冰量
▲根据各个时段分配的融冰量，核算系统流量确定水泵开启的最少台数
▲根据融冰量、流量和蓄冰装置出口温度、计算蓄冰装置进口温度
▲ 根据蓄冰装置进口温度，计算主机出口温度设定温度
融冰优先模式控制原理图
▲当主机负荷率较低时，主机及相应的水泵、冷却塔可进行台数调节。
▲当乙二醇泵运行数量与主机数量不一致时，根据回水温度动态调整主机温度设定。
★ 技术特点：
▲ 蓄冰装置按要求提供冷量，冷量不足由主机补充，主机经常运行在部分负荷工况下。
▲主机出水温度设定较高，效率较高。
▲随着建筑物负荷的降低，蓄冷装置的使用率能保证，能有效地削减峰值用电而节约运行费用。
▲控制复杂，如果不能解决好释冷量在时间上的分配问题，可造成在某时间段总的供冷能力不足。
由于在空调负荷中存在一个相对较高的尖峰值，按照融冰优先的模式运行，在空调负荷较低时容易导致制冷主机的供冷效率降低，而在峰值期间，按照每小时平均设定的融冰量即便在最快融冰速度上满足要求，但是可能因为融冰量设定的不合理导致无法稳定系统的冷冻水供水温度，给供冷效果带来不利影响。
而按照主机优先的模式运行，则可能出现在小负荷时，制冷主机的供冷效率同样不高，而在尖峰负荷时，可能出现融冰速度不能满足要求，另外，在空调负荷大于制冷主机制冷容量时就开启全部制冷主机供冷的方式可能导致夜间低谷电期间蓄得的冰量在次日白天供冷期间无法全部融完，系统不能充分利用夜间低谷电，系统运行的经济性不理想。
冰 蓄 冷 案 例 分 享
杭州拱墅区人民政府大楼
盘管现场图
需求挑战
政府大楼位于杭州城北，总建筑面积48000㎡，其中政府办公楼建筑面积33000㎡，法院和检察院办公楼15000㎡。
源牌凯时k66的解决方案
系统尖峰冷负荷为5234kw，建筑冷指标109w/㎡。采用hycpc导热塑料盘管式蓄冰系统，系统电力移峰率达到83.4%。
运行效果
2002年投入使用，目前为止运行良好。同时系统运行3年时，进行了制冰融冰性能测试。系统运行5年和15年后，分别进行了盘管管材强度测试，各项参数均达到设计要求，取得了良好的经济效益和社会效益。