2023年蓄冰式中央空调及应用意义11.doc

一、 蓄冰式中央空调及应用意义 蓄冰空调系统，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，将冷量以冰的形式贮存起来，在电力负荷较高的白天，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调负荷需要的空调系统。 蓄能技术是转移顶峰电力、开发低谷用电，优化资源配置，保护生态环境的一项重要技术措施。冰〔水〕蓄能技术在中国20世纪90年代通过引进和开展，作为电能应用的一项成熟技术，已在大型商场、办公楼、商住楼、宾馆、饭店、娱乐场所、体育场馆、金融大楼、医院、学校等场所得到了广泛的应用，效果显著，有着广阔的开展前景。 9 二、自动控制系统介绍 1．综述 本工程的自控系统由中央控制单元、现场控制器、电动阀、传感检测器件、系统控制柜、系统软件等局部组成。 上位机(中央控制单元)采用工业级微机，同时配置打印机，设置1个先进的集中控制台，进行远程管理和打印。 下位机(现场控制机)采用工业级可编程序控制器(PLC)，同时配置工业级彩色人机对话屏代替传统的按纽和指示灯，在现场可以进行糸统控制、参数设置和数据显示，确保实现系统的参数化与无人执守，实现系统的智能化运行。 整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心，实现自动化控制，下位机在脱离上位机时，仍然能够通过触摸屏操作而可靠工作，整个自控系统的上位机和下位机的配置结构极大地提高了系统的可靠性。 2．上位机系统(中央控制单元) 2．1上位机 上位机即图文控制中心，主要由Pc机、激光打印机和相关控制软件组成，采用SIMATIC WINCC软件平台，采用全中文操作界面，人机对话友好，可实现负荷预测和远程监控等高级功能。每个系统具有监视、设定、启停功能的自控模拟图并能局部放大。 管理员和操作者，可以通过观察Pc机所显示的各种信息来远程了解当前和以往整个自控系统的运行情况和所有参数，并且通过鼠标 进行设备管理和执行数据记录、表报打印任务。 2.2 WINCC软件平台 WINCC软件在自动化领域中可用于所有的操作员控制和监控任务，它显示当前状态并按顺序记录，将过程控制中发生的事件清楚地显示出来。所记录的数据可以全部显示或选择简要形式显示，可连续或按要求编辑，并可输出打印表报和趋势图。 3.下位机系统(现场控制机) 下位机采用西门子可编程序控制器s7，同时配置触摸屏，比DDc(直接数字控制器)具有更高的稳定性与可靠性。 采用触摸屏作为操作面板，可完全取代常规的开关按钮、指示灯 等器件，使控制柜面变得更整洁。 触摸屏在现场可进行状态显示、系统设置、模式选择、参数设置、故障记录、负荷记录、时间日期、实时数据显示、负荷曲线与报表统计等功能，中文操作界面直观友好。 当上位机脱机时，下位机控制整个系统正常运行。 三、控制功能介绍 蓄冰系统的控制可以分成4个层面： 1.系统组件：解决主机与冰槽如何充放冷量的问题，由设备生产厂家实现。 2.工作模式： 各个组件协同工作形成各种工作模式。 3.控制的策略：不同的工作模式的组合，可以生成不同的运行策略。 4.优化控制运行策略：需要根据负荷进行调整以到达某一特定目的，优化控制系统要求能根据负荷的变化找到最优的运行策略。 3.1系统组件 〔1〕主机的控制 空调工况：主机的容量根据负载的大小调节，主机的出口温度控制在设定值。 制冰工况：主机强制满载运行，直到进口温度降到设定值以下才会停止工作。 在以下三种情况下，主机将退出制冰模式 a〕由系统计量或储冰量传感器指示出已制满冰； b〕蓄冰控制系统的时间程序指出为非制冰时段； c〕制冷主机的进口温度已低于设定温度。 〔2〕冰槽的容量控制： 冰槽的出口温度是不能控制的，只能通过控制进入冰槽的流量与温度来控制冰槽的容量。进入冰槽的液体的温度是由末端负荷，即通过流量来控制，流量的控制由变流量控制。 3.2. 工作模式 冰储冷系统有四种不同的工况模式，用下面的功能表可以帮助了解系统的各种功能。 控制项目有：泵、冷水机组、混合阀〔BlendingValve)、旁通阀(Bypass Valve〕。 蓄冰系统流程图 工况 泵 P1 泵 P2 阀 V1 阀 V2 阀 V3 阀 V4 制冷机 蓄冰槽 蓄冰 开 关 关 开 关 开 开 开 制冷机供冷 开 开 开 开 关 关 开 关 蓄冰槽供冷 关 开 开 关 调节 调节 关 开 制冷机与蓄冰槽供冷 开 开 开 开 调节 调节 开 开 各种工况运行表 单制冷 在单制冷工况时，控制器参与空调系统控制，接收制冷主机信号，控制乙二醇泵，电动阀等。当圭机为远程控制方式时，可远程控制制冷主机及系统中的各种主要设备。 单制冰 单制冰工况主机应为远程控制方式。为使制冰主机发挥最正确效率，节省能耗，冷冻液出口温度动态跟随储冰槽出口温度。当储冰槽出口温度低于某一设定值时，制冰完成，停主机，乙二醇泵及冷却水泵，冷却塔风机等设备，制冰工况结束。 单融冰 单融冰工况时，当冷量释放速度小于某一设定值时，根据回水温度，自动调节电动调节阀的开度，控制末端回水温度，以满足舒适性空调的要求。当储冰槽出口温度大于某一设定值时，认为融冰已经结束，输出融冰结束信号。 制冷融冰 制冷融冰时，使主机处于满负荷的运行状态，根据回水温度控制调节阀的开度，控制冷量释放速度，以保证冷量的有效利用。 整个系统操作简单，并可实现无人值守、全自动运行。 3.3 控制的策略 蓄冰系统通过将供冷负荷转移到电费低的时间段，来减少能源的费用，因此必须合理规划工作模式，以便既满足建筑物的供冷需求又节省运行费用，我们做了以下运行策略。 工作模式 开始时间 结束时间 制冰 0 a.m. 8 a.m. 单冰槽供冷 8 a.m. 4 p.m. 主机及冰槽联合供冷 4 p.m 6 p.m. 单主机供冷 视情况而定 (加班时间) 视情况而定 (加班时间) 停机 6 p.m. 12 p.m 3.4优化控制 我们优化控制原那么有以下几点： • 融冰要有方案地照顾到每天下午的负荷顶峰---满足负荷顶峰的需要； • 在设计日负荷平衡的情况下要将融冰尽量地放在电力顶峰时段----节约运行费用； • 在设计日当天的蓄冰要在当天用完---充分利用低谷电； • 在满足以上条件的情况下，尽量让各设备在高效率点运行，以使能耗最低； 四．结论      通过实践证明，冰蓄冷空调从使用情况看，是非常可靠的。并且，采用冰蓄冷空调具有以下几个主要优点： ①移峰：该工程整个夏季可移峰七万度左右。 ②节电：该工程采用冰蓄冷晚上蓄冷白天放冷比原方案使用热泵主机每天约节约用电500多度，节约率为30％以上。 ③降温速度快：开主机降温时，由于过了一个晚上，水温上升，一般要提前３０分钟开机才能使水温降到较低；采用冰蓄冷，利用蓄冷罐放冷，出水温度马上可到达５～７℃，所以降温效果快。 ④同时，移峰填谷所产生的社会效益，是不可低估的。我们开始时一直认为采用冰蓄冷空调对企业收益不大。通过几年下来的实际运行，在电费支出上收益也十分可观。加上电力部门的相应政策，从被动转为主动。因此，冰蓄冷空调技术是一项利国利民的好技术，值得推广。