高效节能集成冷冻站

集成冷冻站高效节能控制系统
专利二：相等边际效能原则（各设 备单位供电增量所带来冷量贡献一 致将获得最佳的系统性能） • 图2 水 统工作 原理
图
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集成冷冻站高效节能控制系统
专利三：按需主动控制 按需主动控制是使用“自然曲线”、“相等边际
效能原则”对冷冻站的设备进行操作控制。当控
制系统感知到系统的负荷需求时，能够按照电脑 芯片中预设的冷冻机、冷冻泵、冷却泵和冷却塔 对应的最佳功率关系，主动调节系统内各设备运 行在最节能状态。
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集成冷冻站高效节能控制系统
控制架构
传统冷冻站
仅冷冻水侧，冷冻水泵、冷机 流量变化及变频器加载
集成冷冻站
1/3），从而节省了建设成本。
•
图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点与优势
3）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式，在设备匹配
和选型中对整体系统的运行效率进行综合考虑，提高
系统运行效率。 4）集成冷冻站通过工厂预制和调试，减少不同设备之间 和设备与控制专业之间的接口，避免了现场交叉施工， 缩短了建设周期，一般比传统的冷冻站建设周期要缩
集成冷冻站的特点与优势
1）集成冷冻站年均运行效率提高20%~50%，能够大
幅度节能。
改进的传统冷冻站
•
图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点与优势
2）集成冷冻站通过采用二次优化设计和精细结构设计，
大大节省了材料费用和占地面积（比传统冷冻站节省
其他潜在竞争对手：约克公司、开利公司、中国贵州汇通华城 楼宇科技有限公司等。
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目
集成冷冻站概念
录
集成冷冻站的特点和优势
集成冷冻站高效节能控制系统
高效节能集成冷冻站工程实例 北京卫星制造厂与集成冷冻站
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集成冷冻站概念
冷水机组 空调变频循环水泵 变频冷却塔 集成控制系统
工厂预制
二次 优化设计
0.65
系统集成
现场拼装
集成冷冻站 Kw/Ton
水处理设备
相关管道和阀门附件
节能控制
系统整体性能
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集成冷冻站概念
外部传感器
IPC3500控制系统
ITC3600控制系统
冷凝器入口电 动隔离阀 冷却塔进出口 电动隔离阀
Modbus 总线通信
Modbus 总线通信
Modbus 总线通信
Modbus 总线通信 冷却塔风扇 变频器
冷冻泵变频器
冷水机组
wk.baidu.com
冷却泵变频器
IPC11550控制原理 中国空间技术研究院
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定型的产品
产品数据库 产品研制技术流程 产品设计规范 定型的工艺文件 产品测试规范 过程质量保证体系 整体售后服务保障体系
集成冷冻站 产品
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集成冷冻站概念
M1 M2 M3 M4 M5 M6
技术要求分析
产品方案设计
编写设计方案报告
方案评审
产品详细设计
•
图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点与优势
6）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式，产品通过多
个模块集成，因此便于拆卸、吊装和运输。
•
图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点与优势
冷却水泵、定压补水系统、水处理系统、管道阀门等，根据图示 可以看出，系统共有3条回路：冷冻水回路、冷却水回路和制冷机 组自身回路。
制冷机组
冷却水
冷冻水
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集成冷冻站概念
传统冷冻站是由建设单位根据设计院的初步设计采 购冷冻站主体设备，然后由机电安装公司在现场安装的 暖通工程。
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集成冷冻站概念
开展集成冷冻站项目的意义：
集成冷冻站项目是落实国家节能减排的政策性需求。 集成冷冻站项目实施为推动我国中央空调技术的发 展提供了技术和设备支撑。 集成冷冻站项目实施，实现产品的国产化，能有效 打破产品及其关键技术被北美国家垄断的局面。
集成冷冻站高效节能控制系统
楼宇自控系统 （BAS） IPC11550节能控制装置 Modbus 总线通信 全球通信
冷水机组功率 传感器 冷冻水进回水 温度传感器 冷冻水一次流 量传感器 区域压差 传感器 蒸发器入口 电动隔离阀 旁通电动 调节阀
IPC11550主控制系统 （包含获三项美国专利 的哈特曼算法） 冷却水进回水 温度传感器 Modbus 总线通信 PLAN 局域网通信
集成冷冻站项目实施能改变暖通行业的现状，能有 效发展我们航天技术应用产业。
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集成冷冻站概念
集成冷冻站产品市场分析
每个单体建筑和场馆工程目前都需要配置相应的冷冻站，相关 机构预测每年年国内冷冻站市场需求总量将达400亿元人民币。
由于集成冷冻站产品的技术门槛比较高，目前，全球只有美国 的Tas公司，Stellar公司和加拿大的阿姆斯壮公司三家公司生 产集成冷冻站产品。 集成冷冻站产品除了我们在以引进、消化、吸收、再创新的思 路开展项目研制外，目前在国内制冷行业还处于空白。
编写设计报告
集 成 冷 冻 站 产 品 研 制 技 术 流 程
材质单 外购件合格证 检验复验报告 产品使用说明书
设计方案报告 方案评审报告
M9a2 M9a1
A1
甲方确认图纸
设计报告 设计评审报告
复验
M10
外购件采购
M8 M7
产品安装
M9b3 M9b2 M9b1
二维图纸
设计报告评审
零部件加工
原材料复验
相关验收文件
A9
联调大纲
现场试验完成报告 设备正常运行报告
运输技术流程
M22 M13
M21 M13
M20 M13
M19 M13
M18 M13
M17 M13
空调系统联调
提交报告
整体控制系统调试
现场分系统调试
现场安装
运输至现场
A10.1
A10.2
A10.3
联调试验报告 现场施工方案报告 现场施工协调 现场施工
7）集成冷冻站通过机电一体化设计，跨越了一般意义上
的专业分工与协作 ，避免人员的交叉和浪费，从而降
低了系统运行和维护管理过程的难度和费用。 8）集成冷冻站通过集成控制系统引入变频控制技术，实 现主设备的软启动特性，延长设备的使用寿命，降低 配套电气装置和避免对电网的影响。
9）集成冷冻站的工厂预制+现场拼装生产模式对地铁一条
目 标： 高效节能
全新理念：系统设计 模块集成
关联控制 预制生产
核心技术：前馈关联控制技术 系统集成专项技术
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集成冷冻站概念
2007年国务院机关事务管 理局指定推广的试点产品 2010年北京市科委重大科 技成果在京转化落地项目
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关联控制、按需主动控制、协 同增效 不需要，采用上述三项先进控 制技术
需要，因为采用PID控制方法
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集成冷冻站概念
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集成冷冻站的特点和优势
冷冻水及冷却水侧，冷却塔、 冷机、冷冻水泵、冷却水泵 根据冷机的最佳效率曲线，自 动完成加减机和出水温度重置
依据温度或电流，手动重置出 水温度
冷水机组和冷却塔加减机和温度重置
对应冷水机组的台数而启停
冷却水泵、冷却塔的启停
基于它们之间的最佳功率关系
独立回路，互不协调而降低系 统综合效率
三个环路之间的关系 温度或压力设定值
关键工艺评审
A3
A2
系统水压实验大纲
A4
零件表面检验 焊缝质量检验
A5 A6
工艺评审报告
A7
系统循环清洗方法
控制系统电装工艺
分系统调试大纲
系统调试大纲
调试实验总结报告
M11
M12
M13
M14
M15
M16
M9 系统水压实验
系统循环清洗
控制系统电装
各分系统调试
整体控制系统调试
出厂验收
A8 A11 A12
集成冷冻站高效节能控制系统
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集成冷冻站高效节能控制系统
专利三：按需主动控制 专利一：自然曲线
全变频嵌入式 控制系统的算法
专利二：相等边际效能原则
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集成冷冻站高效节能控制系统
专利一：自然曲线（让设备工作在性能最优 的自然曲线附近）• 图2 水 统工作 原理 图
高效节能集成冷冻站
北京卫星制造厂
前
言
随着2009年世界气候大会的召开，低碳排 放已经成为我们饱议的热门话题和绿色生活的 基本标准，低碳经济也无所质疑地成为我们社 会科学发展的主题。 在各行各业中，中央空调的运行已经成为 耗能大户，应用科技创新降低中央空调在运行 中的能耗是大势所趋，高效节能集成冷冻站就 应运而生，其概念、系统原理及优势在国内暖 通界引起广泛关注和强烈反响。
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集成冷冻站的特点和优势
集成冷冻站高效节能控制系统
高效节能集成冷冻站工程实例 北京卫星制造厂与集成冷冻站
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集成冷冻站概念
冷冻站是中央空调的机房设备，包括制冷机组、冷冻水泵、
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集成冷冻站高效节能控制系统
CW
VFD
冷却塔
冷却泵
冷冻机
冷冻泵
整个系统冷 量输出
整个系统电 量输入
专利二：相等边际效能原则（在主设备上 选择有效的供电分配，达到以最小供电获 图 得最大冷量） • 图2 水 统工作 原理
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短一半。以产品技能工人代替现场安装工人，以科学
的工艺方法保证产品的性能和质量。
• 图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点与优势
5）集成冷冻站通过采用二次优化设计，充分考虑设备的
安装和维护，经过三维布局和优化，在产品今后的使
用过程中，可以方便的进行维护及维修。
M23 M13
M24 M13
M25 M13
M26
M27
系统检测
A13
人员培训
A14
验收评审
交付使用
维保
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培训大纲及培训教程
维护使用说明书及所 有验收所需技术文件
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集成冷冻站概念
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集成冷冻站概念
线多个冷冻站同时建设的项目，适用性很强。
• 图2 水 统工作 原理 图
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集成冷冻站的特点和优势
集成冷冻站高效节能控制系统
高效节能集成冷冻站工程实例 北京卫星制造厂与集成冷冻站
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传统冷冻站在现场施工，占地面积大、不同专业交 叉作业时间长、协调管理费用高、材料浪费大；
传统冷冻站一般采用独立PID控制方式，各个主耗 电设备控制缺乏关联性，设备运行匹配性差，节能 效果不明显。
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集成冷冻站概念
集成冷冻站是在传统冷冻站技术和工程建设的基础上，对 核心技术和商务运作模式不断创新和应用，而形成的机电 一体化系统级产品。 集成冷冻站是针对公共建筑中央空调的机房节能设备，由 集成制造商在设计院初步设计的基础上开展二次深化设计 和三维仿真，以高效节能控制系统为核心，进行设备最优 选型匹配，在工厂预制、模块运输、现场拼装的系统级产 品。 相对于传统冷冻站，集成冷冻站有几点创新和改进：从工 程项目到系统产品；从现场施工到工厂预制生产；从独立 控制到关联控制；引入全变频控制技术。
冷水机组 空调循环水泵 冷却塔 控制系统 定压补水 水处理设备
监理 设备供应商 设计院
建设单位
机电安 装公司
传统冷冻站
阀门
系统整体性能
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集成冷冻站概念
传统冷冻站存在什么问题？？？
传统冷冻站是一项责任主体分散的工程项目，各方 只对自己工程内容负责，缺乏系统综合的思想，所 以整体性能不佳，实测运行效率为1.0-1.2Kw/Ton （即1.0-1.2千瓦电制1冷吨的冷量）；