連載十 | 源牌冰蓄冷技術(shù)設(shè)計與應用
2022-12-16
源牌冰蓄冷自動控制系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)實現(xiàn)冰蓄冷機房中央空調(diào)系統(tǒng)的自動監(jiān)控運行，在系統(tǒng)安全可靠運行前提下，以滿足末端用戶供冷需求為根本。系統(tǒng)從冰蓄冷機房制冷、穩(wěn)定輸冷和末端用戶穩(wěn)定供冷三個環(huán)節(jié)進行控制，在滿足用戶舒適性要求下，對系統(tǒng)進行優(yōu)化，使系統(tǒng)運行于最佳工況，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。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房內(nèi)的能耗，加之冰蓄冷系統(tǒng)的復雜性，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)組合成一個合理運行的、具備復雜功能的“有機整體”的重要使命。
設(shè)計依據(jù)
《智能建筑設(shè)計標準》GB/T50314-2000
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》 JCJ/T16-92
《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GBJ19-87
《電氣裝置工程施工及驗收規(guī)范》GBJ232-82
《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收標準》GBJ93-86
《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范》GBJ79-85
業(yè)主要求及暖通工藝圖紙
監(jiān)控對象
通過本監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)冰蓄冷機房內(nèi)所有機電設(shè)備在無需借助外部檢測手段，滿足供冷要求的情況下的全自動化控制與管理，達到盡可能降低能耗和電力費用的優(yōu)化要求。
源牌編制了各運行模式對應的控制說明，系統(tǒng)監(jiān)控點的設(shè)定值，蓄冷－釋冷周期運行策略；可根據(jù)日、周、月及全年負荷變化、電價變化及運行費用變化情況，調(diào)整日、月及全年運行策略。
監(jiān)控內(nèi)容
1） 監(jiān)視冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)備的運行、故障狀態(tài)和參數(shù)：包括開關(guān)狀態(tài)、手動/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、溫度、濕度、流量、壓力、閥門狀態(tài)等。
2） 對設(shè)備進行啟停控制及參數(shù)設(shè)定（需授權(quán)）。
3） 設(shè)備的運行記錄、維護狀態(tài)等。
4） 能源消耗及占用狀況的統(tǒng)計信息和圖表。
5） 根據(jù)用戶需求、電價政策及設(shè)備狀態(tài)而定的設(shè)備運作安排。
6） 提供已編制的自控程序及應用軟件的信息，信息內(nèi)容包括：編制內(nèi)容、編制者姓名、編制時間和修改姓名、時間和修改內(nèi)容。
7） 提供系統(tǒng)操作員確認各類報警信息的時間及確認人姓名的資料。
8） 提供設(shè)備所需的各類報表文件。
9） 室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)通過信息發(fā)布系統(tǒng)實時發(fā)布。
10） 根據(jù)物業(yè)設(shè)施管理系統(tǒng)登記的預約時間，提前開啟相應空調(diào)，延時關(guān)閉空調(diào)。
11） 監(jiān)測內(nèi)容不限于以下：
◆蓄冰槽進、出口溶液溫度、流量、壓力、蓄冰量、蓄冰池液位；
◆制冷機組進、出口溫度、壓力，冷機的運行狀態(tài)及乙二醇、冷卻水的流動狀態(tài)；
◆板式換熱器雙側(cè)進、出口溫度顯示與控制；
◆冷卻水供回水溫度、流量、冷卻塔風機啟/停、手/自動狀態(tài)；
◆冷凍水供、回水溫度、壓力和流量；
◆水泵的運行狀態(tài)、手/自動狀態(tài)、故障狀態(tài)；
◆變頻器電源狀態(tài)、手/自動狀態(tài)、變頻器頻率、故障狀態(tài)；
◆電動閥門的控制、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)計冷負荷為58382kw,冬季設(shè)計熱負荷為26600kw
1）主機上游分量蓄冰的外融冰蓄冷系統(tǒng)；
2）5臺雙工況離心式制冷主機（制冷量6330kW/1800RT）
3）9個蓄冰槽，總蓄冰量46848RTH，占全日冷負荷35%。
4）1臺地源熱泵基載主機（制冷量713kW，制熱量712kW）(176個100m深雙U埋管）
運行效果
自2015年正式投用以來，該能源站參與電力響應需求，全年系統(tǒng)總耗電量中低谷電占比超過80%，夏季設(shè)計日移峰填谷比例超過35%，削峰率超過50%，利用峰谷電價節(jié)約運行電費25%以上。相對于終端用戶各自獨立建設(shè)供冷供熱能源站，節(jié)約投資33%，年供冷總耗電量降低20%，年供冷熱運行費用降低約30%，全年CO2、SO2、NOx、煙塵排放量減少33%，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
