中央空調(diào)冰蓄冷系統(tǒng)運行管理方案

1、冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的運行管理與能耗分析摘要：空調(diào)冰蓄冷技術(shù)是七十年代開始在國外興起的一門實用綜合技術(shù)，我國從九十年代開始逐漸引入，并在近幾年迅速發(fā)展。中國科學技術(shù)館冰蓄冷系統(tǒng)在2010年7月調(diào)試完畢并全面投入使用。本文介紹了科技館冰蓄冷系統(tǒng)在制冰、融冰、制冷等工況下的運行管理方案，以及運行中通過合理調(diào)節(jié)而達到的最佳節(jié)能效果。結(jié)合具體案例分析，闡述了冰蓄冷系統(tǒng)在中央空調(diào)中的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：冰蓄冷、運行策略、管理方案、能耗分析目 錄一、項目概況二、制冷站設(shè)備表三、系統(tǒng)流程圖1、流程與顏色2、乙二醇流程說明四、冰蓄冷中央空調(diào)運行策略五、 科技館冰蓄冷系統(tǒng)自控模式1、融冰優(yōu)先工況模式2、系統(tǒng)制冰工況模式

2、3、主機運行工況模式六、具體運行管理方案1、各時段電價表2、運行方案3、制冷機組運行和冰蓄冷運行的能耗分析比較緒論：改革開放以來，我國電力需求增長非常迅速，尤其是一天內(nèi)用電高峰與低谷差距在不斷拉大，電網(wǎng)運行的不均勻情況日趨嚴重。高峰用電量中空調(diào)用電就占了30%以上，使得電力系統(tǒng)峰谷差急劇增加，電網(wǎng)負荷率明顯下降，這極大影響了發(fā)電的成本和電網(wǎng)的安全運行?？照{(diào)冰蓄冷技術(shù)是七十年代開始在國外興起的一門實用綜合技術(shù)，由于可以對電網(wǎng)的電力起到移峰填谷的作用，有利于整個社會的優(yōu)化資源配置；同時，由于峰谷電價的差額，使用戶的運行電費大幅下降，我國從九十年代開始逐漸引入，并在近幾年迅速發(fā)展。因為其自身的特點，

3、推廣使用冰蓄冷中央空調(diào)是一項利國利民的雙贏舉措。一、項目概況：中國科技館新館的總建筑面積為10萬m²，空調(diào)冷負荷為14280KW，制冷機組采用3臺制冷量為2743KW的雙工況離心式制冷機，1臺1055KW的離心式冷水機組。冰蓄冷系統(tǒng)采用內(nèi)融冰、主機上游串聯(lián)系統(tǒng)，總蓄冰量43859KW?？萍拣^中央空調(diào)在2009年9月份開館前正式投入使用，但由于設(shè)備原因，冰蓄冷系統(tǒng)在2010年7月下旬才調(diào)試完畢并投入運行。作為中央空調(diào)的運行管理方，我們必須為科技館提供切實可行的運行管理方案，既要保證設(shè)備安全運行，又要達到節(jié)能的目的。二、制冷站設(shè)備表：序號設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量服務(wù)對象備注1雙工況離心冷水機

4、組空調(diào)工況制冷量:2743Kw(780RT)乙烯二醇溫度：11.3/6.3 冷卻水水溫32/373空調(diào)冷水冷源載冷劑為25%的乙烯乙二醇溶液，采用環(huán)保冷媒R134a。制冰工況制冷量：1776Kw(505RT) 乙烯乙二醇溫度：-2.3/-5.6，冷卻水水溫30/33.37空調(diào)工況輸入功率：538Kw，制冰工況輸入功率：448Kw 2離心冷水機組制冷量：1055Kw(300RT)，電機參考功率：216Kw冷凍水水溫7.3/14.3冷卻水水溫32/37 。 1基本空調(diào)冷水冷源采用環(huán)保冷媒R134a，3板式換熱器熱交換量：4760Kw， 一次乙二醇溫度：2.5/11.3，二次水溫：4.5/13.3

5、。3一次側(cè)：乙二醇 二次側(cè)：水4蓄冰系統(tǒng)一次泵流量：465m3/h，揚程：45m，參考功率：75Kw 4空調(diào)冷水循環(huán)三用一備，并聯(lián)運行，變頻控制， 5基載主機一次泵流量：130m3/h，揚程：20m，參考功率：11Kw 2空調(diào)冷水一次水循環(huán)一用一備6冷卻水泵流量：563m3/h，揚程：35m，參考功率：75Kw 4空調(diào)冷卻水循環(huán)三用一備，并聯(lián)運行7冷卻水泵流量：216m3/h，揚程：35m，參考功率：30Kw 2空調(diào)冷卻水循環(huán)一用一備8乙二醇循環(huán)泵流量：508m3/h，揚程：39m，參考功率：90Kw， 4乙烯乙二醇循環(huán)三用一備，并聯(lián)運行9蓄冰盤管有效蓄冰量：380RT.h33組蓄冰美國-BA

6、S三、系統(tǒng)流程:1、流程與顏色（見圖1）：系統(tǒng)的管道沒有水流動時為灰色，當水泵打開，管道內(nèi)水流動時，系統(tǒng)以四種顏色表示四個不同的子系統(tǒng)。綠色表示冷卻水系統(tǒng)；紫色表示乙二醇系統(tǒng)；藍色表示冷凍水系統(tǒng)。設(shè)備運行時，以閃爍的形式表示。2、乙二醇系統(tǒng)流程：蓄 冰 系 統(tǒng)：水泵制冷機蓄冰槽水泵融 冰 流 程：水泵制冷機蓄冰槽板換水泵聯(lián)合供冷流程：水泵制冷機蓄冰槽板換水泵 以上各工況互相轉(zhuǎn)換可通過制冷站自控系統(tǒng)V1、V2、V3、V4四個閥門組進行轉(zhuǎn)換，也可通過手動控制此閥門組進行各工況間的轉(zhuǎn)換。V3V2V1V4圖1四、冰蓄冷中央空調(diào)運行策略：在冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)中存在冷機和蓄冰裝置兩個冷源，根據(jù)兩個冷源之間

7、的關(guān)系，冰蓄冷空調(diào)的運行策略可歸納為兩類：融冰優(yōu)先和冷機優(yōu)先。融冰優(yōu)先的運行策略就是在供冷時優(yōu)先使用蓄冰裝置，只有當負荷大于蓄冰裝置的融冰能力時才投入冷機供冷。融冰優(yōu)先的宗旨是確保低谷電時段蓄的冷量能被充分利用。優(yōu)點:融冰優(yōu)先的運行策略能有效的降低冷機的裝機容量，并且即使對融冰速率較低的蓄冰系統(tǒng)也能最大限度地利用其蓄冰量。缺點：在三段供電的地區(qū)，融冰優(yōu)先的運行策略不能將谷電蓄冷量集中在峰電時使用，因此在降低運行費用方面，效果不如冷機優(yōu)先的運行策略。冷機優(yōu)先的運行策略就是在供冷時優(yōu)先使用冷機，只有在峰電時段，或負荷大于冷機的供冷能力時才啟用蓄冰裝置供冷。冷機優(yōu)先的宗旨是在三段電價的政策下，確保低

8、谷電時段蓄的冷量能在高峰電時段使用，追求最大經(jīng)濟效益。優(yōu)點：能做到真正意義上的移谷填峰，對體育場館、影劇院等短時間大負荷的工程更能大幅降低冷機裝機容量。缺點：對蓄冰系統(tǒng)的融冰速率有較高的要求。五、科技館冰蓄冷系統(tǒng)自控模式。1、融冰優(yōu)先工況：在融冰優(yōu)先工況下，系統(tǒng)將如下模式進行控制：在設(shè)定的時間范圍內(nèi)，當融冰速率一直大于設(shè)定值時，增加一臺主機進行供冷，保證融冰速率控制在合理的范圍之內(nèi)。當融冰速率小于設(shè)定值后，系統(tǒng)會自動停止一臺主機供冷，保證取冰率不會過低。在融冰供冷溫度持續(xù)大于設(shè)定值規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)認為冰已經(jīng)全部用完，自動停止融冰，切換到主機供冷工況。2、系統(tǒng)制冰工況：在自動條件下，系統(tǒng)在時間

9、設(shè)定中提供了制冰時間設(shè)定，自動模式是以此時間為準，當處于設(shè)置的時間范圍內(nèi)為工作，否則為停止。3、主機運行工況：自動模式是由系統(tǒng)根據(jù)末端供回水溫度的設(shè)定進行運算，如果當前的機組數(shù)量無法滿足溫度要求，系統(tǒng)自動增加主機開啟。六、具體運行管理方案。（一）、各時段電價表：7月9月尖峰時段：（11時-13時、20時-21時）1.33元/度1月6月、10月12月峰 段：（10時-15時、18時-21時）1.21元/度平 段：（07時-10時、15時-18時、21時-23時）0.75元/度谷 段：（23時-07時）0.31元/度 （二）、運行方案：1、系統(tǒng)蓄冰。夏季蓄冰工作在23：00至次日7：00進行，乙二

10、醇供回水溫度達到-5.6/-2.3，冰槽物位計顯示100%時，即蓄冰量達到100%，蓄冰工作停止。每晚的蓄冰量直接影響到第二天的空調(diào)運行，所以我們要求每組運行人員在蓄冰時，必須檢查V1、V2、V3、V4閥門組是否正常工作狀態(tài)，各機組水泵壓差是否正常，蓄冰槽溫降是否正常，東西冰槽蓄冰率是否均衡。2、系統(tǒng)融冰、供冷。根據(jù)慣例，白天的融冰工作主要是在用電高峰段進行，即10：0011：00（電價為1.21元/度）、11：0013:00(電價為1.33元/度)、13：0015：00（電價為1.21元/度）共5小時的時間段。但是根據(jù)科技館暑期的特殊情況，每天8：00冷水機組投入運行后，長時間處在100%的

11、滿符合狀態(tài)下運行，既不節(jié)能還影響機組使用壽命。通過負荷計算我們對運行策略做了及時的調(diào)整，改為8：00進行機組運行聯(lián)合融冰供冷，11：00開始進行融冰優(yōu)先工況。且融冰率不能達到100%，否則在晚23:00開始制冰，至次日7：00仍達不到要求的出水溫度-5.6，滿足不了蓄冰池總冷量的儲存，也達不到節(jié)約電費成本的目的。每次融冰80%90%即可。3、冷站溫度調(diào)節(jié)。按照設(shè)計要求，空調(diào)的供回水溫度為4.5/14.5，低水溫大溫差運行，但是經(jīng)過實際操作，我們發(fā)現(xiàn)這個標準不適合科技館的特殊情況。因為中控系統(tǒng)的末端調(diào)節(jié)存在一定的時間差（由于展廳條件限制，90%的變風量末端溫控點沒有下引，所以夏天的展廳溫控出現(xiàn)滯

12、后現(xiàn)象），如果供4.5的水到各機房、機組，展廳溫度會瞬間下降到22以下,融冰速率無法得到有效控制。通過中控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋和計算，我們把冷凍水溫度改成了11，這樣既延長了融冰時間，又便于中控系統(tǒng)對末端溫度的調(diào)節(jié)。（三）、制冷機組運行和冰蓄冷運行的能耗分析。夏季室外環(huán)境溫度達到34以上時，全部開啟3臺雙工況主機，1臺基載主機的情況下仍不能保證經(jīng)冷站送出的空調(diào)水要求溫度，只能達到13左右，必須依靠冰蓄冷系統(tǒng)提供30%的冷源，才能達到冷站正常設(shè)定的出水溫度11°，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，并能做到減少電費降低成本的功效，具體運行案例如下：1、4臺主機供冷2010.7.1 天氣晴 室外最高溫度3

13、0°。由于冷站設(shè)備當時尚具備自動化蓄冰條件，雙工況機組為空調(diào)模式。1#、2#、3#雙工況機組和基載機組同時運行。啟機時間7：30，停機時間為16：30、9：30冷凍水供回水溫度為13.1/16.3,運行時間共計9小時。能耗分析：（1）、空調(diào)工況耗電量：基載機組：216KW×1臺=216KW基載冷凍泵：11KW×1臺=11KW基載冷卻泵：30KW×1臺=30KW基載冷卻塔：11KW×1組=11KW雙工況機組：538KW×3臺=1614KW雙工況冷凍泵：75KW×3臺=225KW雙工況冷卻泵：75KW×3臺=225KW

14、雙工況冷卻塔：30KW×3組=90KW乙二醇泵：90KW×3臺=270KW總耗電量為：2692KW（2）、電費計算：平谷（7：00-10：00）：2692KW×4小時×0.75元=8076元峰段（10：00-15:00）：2692KW×3小時×1.21元=9772元尖峰段(11:00-13:00)：2692KW×2小時×1.33元=7161元總電價為：25009元/日2、結(jié)合冰蓄冷供冷2010.8.29 天氣晴 室外最高溫度32：融冰時間為8：3016：30共計8小時；2#雙工況機組空調(diào)模式運行共計3小時（8：30

15、10：00 15：0016：30運行）：二次冷凍機出水溫度設(shè)定值為11，實際溫度在10.511.5之間上下。能耗分析：（1）、制冰工況能耗：雙工況機組制冰：448KW×3臺=1344KW乙二醇泵：90KW×3臺=270KW冷卻泵：75KW×3臺=225KW冷卻塔：30KW×3組=90KW總耗電量為：1929KW折合電費：1929KW×0.31元×8小時=4784元（2）、空調(diào)工況能耗：雙工況機組供冷：538KW乙二醇泵：90KW冷卻泵：75KW冷凍泵：75KW冷卻塔：30KW總耗電量為：808KW折合電費：808KW×0.75元×3小時=1818元（3）、融冰工況能耗：乙二醇泵：90KW×2臺=180KW冷凍泵：75KW×2臺=150KW總耗電量：330KW（4）、電費計算平谷 330KW×0.75元×3小時=743元 峰段 330KW×1.21元×3小時=1198元 尖峰段 330KW×1.33元×2小時=878元總電費為：9421元/日從上述案例中可以看出，正確使用冰蓄冷系統(tǒng)，既可達到空調(diào)要求標準，還能起到顯著的節(jié)約成本的功效，降低運行費用。 結(jié)束語