主机上游串联冰蓄冷系统运行策略及控制实现
串联冰蓄冷系统方案介绍
三、方案介绍3.1蓄冰技术简介3.1.1 蓄冰技术概念蓄冰空调系统, 即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期, 采用电制冷机制冰, 将冷量以冰的方式储存起来。
在电力负荷较高的白天, 也就是用电高峰期, 把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调负荷的需要。
3.1.2 蓄冰技术发展简介世界上采用人工制冷的蓄冰空调大约出现在1930年前后，空调蓄冰技术70年代又再度崛起，80年代以后面向普及，提高。
70年代以来，世界范围的能源危机促使蓄冰技术迅速发展。
首先在美国将蓄冰技术作为电力负荷的调峰手段广泛应用在建筑物的空调降温工程建设中。
至今，美国空调蓄冰系统已相当普及，约有6000多个蓄冰系统在运行，蓄冰容量7万kWh(2万RTh)以上的系统已不鲜见。
欧洲和日本等经济发达国家在80年代初期就开始对蓄冰技术的应用进行研究。
在日本，尤为重视和普及水蓄冷系统的应用研究，目前日本约有3000多个蓄冰系统在运行；并在研究开发蓄冰，蓄热式空调产品和成套蓄冰设备方面也取得了一定的成果。
近几年，日、韩等国正以更快的速度推广应用蓄冰技术。
我国大陆地区在空调工程中应用蓄冰技术起步较晚，但有关领导部门十分重视。
为迅速缓解全国各大电网电力供应紧张的局面，国家电力部门已作出在2000年前在全国移峰1000~1200万KW的规划要求。
为此，国内一些电网和城市已陆续实行分时峰谷计价的电费制，峰谷电价比在2~5之间；有些城市还给予其它优惠的减免费用(如减免部分购电权费)，为推广应用蓄冰技术，给予政策上的支持。
为加速空调蓄冰技术在我国的发展和推广应用，1995年4月成立的“全国蓄冰空调研究中心”，1996年5月组建的“全国蓄冰空调节能技术工程中心”已经或将对我国空调蓄冰事业的发展起到指导和推动作用。
计划在近年内推出国内专业性的空调蓄冰装置制造厂家，以及外商都看好有着广阔前景的国内市场。
总的看来，当前我国在空调蓄冰技术的应用与开发方面与世界上经济发达国家差距较大，可以说是处于创业起步阶段。
冰蓄冷系统优化控制策略及实时控制研究
２ （余下时间里的温度。 ） 矶１双１ ｔ 矶１ 兀 ０ ‘匆 （ （＋ｌ （］ ‘１ ） ） 一 ）
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其中， （ 表示ｊ Ｔ灼 时刻的 温度， 是最低或最高温度对 坛 应的时刻，为系数。不 ） 最新温度曲 叭 ｉ （ 为由 线趋势确 定的室外温度， 兀为由Ａ Ｈ Ａ 系数和实测温度计 ＳＲ Ｅ
兀 １ Ｔ一（ （ ， ） （ （ ＝ ， ｊ Ｔ一 ）ｂ ‘ ） Ｔ ｂｌ ４ ） 其中， 是最后一个实测温度， 为经验系数， ｃ Ｔ ｋ 上 标表示温度的实测值。 ． ４ 冷负荷预测的在线修正 ２ 冷负荷的在线修正方法采用检测剩余冰量法， 将 蓄冰优先控制的实施分三种情况： 电力谷段， 无人； 电 力谷段， 有人； 电力峰段， 有人， 并根据实际运行中的 各情况进行实时修正。
３ 力峰 （ 电 段 有人 （ ） ）
供冷时，每 Ｏ ｉ ５ ｉ对冰槽内的余冰量 ３ ｍ 或 １ ｍｎ ｎ 和该时刻到供冷结束时所需的总冷量作一次比较， 确 定冷机达到所需冷量的温度设定点。 若槽内剩余的冰 量小于总的预测负荷， 则启动冷机补充供冷。这样既 能保证供冷高峰时期槽内有足够的冰， 又能在供冷结 束时蓄冷量全部释放。具体步骤如下： ①预测从当前时刻到释冰结束时， 建筑物的总冷
建筑节能
． 暖通与设备
Ｈ Ａ ＩＧＶ Ｎ Ａ Ｎ＆Ｅ ＵＰ Ｅ Ｔ ＴＮ Ｅ 竹Ｌ 竹Ｏ Ｅ Ｑ ＩＭ Ｎ
冰蓄冷系统优化控制策略及实时控制研究
伶 威， 阎秀英， 介 军
（ 安建 技大学 与 制工 西 筑科 信息 控 程学院， 西安 ７ ０ ） １ ５ ｏ
摘要： 冰蓄冷技术就是中国今后进行电力负荷时‘ 移峰填谷， 需求侧管理， ｗ ’ 改善电力供需矛盾的一个最主要的技术措施。研究了逐 时温度预测的Ａ Ｈ Ａ Ｓ Ｒ 卫系数法和冷负荷预测的Ａ Ｎ方法， Ｎ 对冰蓄冷系统的 优化控制策略及实时控制进行了初步的探讨。结
冰蓄冷空调系统运行优化控制
冰蓄冷空调系统运行优化控制摘要：随着社会的发展与进步，重视冰蓄冷空调系统运行优化控制对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍冰蓄冷空调系统运行优化控制的有关内容。
关键词空调；系统；原理；蓄冷；优化；控制；策略；中图分类号：tb494 文献标识码：a 文章编号：引言近年来，随着我国经济的快速增长，人们的生活水平较之以往有了很大程度的改善，与此同时，人们对生活及工作环境的舒适性也提出了更高的要求。
为了满足人们的需求，各类建筑中均安装了空调系统。
然而，常规的空调系统由于能耗较大，从而增大了建筑的整体能耗，这不符合我国大力提倡的节能减排政策，为了进一步降低空调能耗，蓄能空调系统应运而生。
冰蓄冷空调作为蓄能空调的一种，它凭借自身诸多的优点被广泛用于各类建筑当中，并且都获得了十分良好的效果。
一．冰蓄冷空调系统概述冰蓄冷空调属于蓄能空调的一种，蓄能空调最大的作用是能够缓解峰谷时段的用电压力，借此来确保电网能够安全稳定运行。
冰蓄冷空调系统主要是利用电制冷机在用电低谷时进行制冰，再通过水的潜热特性将这部分制冷量存储在系统当中，当用电高峰期到来时，将预先存储的冷量释放出来，达到制冷的效果。
冰蓄冷空调系统以其前期投资成本低、设备所占用的空间小、低运行费用等优点，现已成为最常用的空调系统。
目前，冰蓄冷空调系统的种类较为繁多，按照系统制冰形态可将之大致分为两大类：一类是动态型，将生成的冰连续或间断地剥离，最常用的是在若干平行板内通以冷媒，在板面上喷水并使其结冰，待冰层达到适当厚度，再加热板面，使冰片剥离；另一类是静态型，在换热器上结冰与融冰；最常用的为浸水盘管的外制、内融冰方式。
二．冰蓄冷空调系统原理及主要特点2.1 冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用冰蓄冷介质的显热或者潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。
在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。
冰蓄冷系统控制策略的探讨
冰蓄冷系统控制策略的探讨随着社会和经济的发展，能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。
在这种情况下，冰蓄冷系统作为一种可持续节能的空调制冷系统，其节能效果受到广泛的关注。
在实际应用中，冰蓄冷系统的控制策略是关键之一，它对系统稳定性、能耗以及恢复时间等方面有着重要的影响。
因此，本文将重点探讨冰蓄冷系统的控制策略。
冰蓄冷系统是一种通过蓄冷介质，利用电能来储存冷量，以达到节能目的的制冷系统。
其基本原理为：在峰值用电时间段（例如夏季的高峰期），通过电力系统的低峰期利用电力来制冷，将冷量储存于蓄冷介质（例如水）中，待用电峰值时期到达时，再通过蓄冷介质释放已经储存的冷量，以达到制冷目的。
因此，控制策略的设计需要考虑系统的稳定性以及能耗控制等问题。
首先，对于冰蓄冷系统的控制策略，需要考虑到不同环境下的应用。
在不同的气候条件下，冰蓄冷系统的运行特点也不同。
例如，在寒冷气候下，需要考虑蓄冷介质的冰层厚度、防止介质结冰等问题；而在暖湿型气候下，需要考虑介质的凝露问题等。
因此，对于控制策略的设计需要根据实际情况进行调整。
其次，对于控制策略的设计，需要选取合适的算法和控制器。
现代控制理论中有许多优秀的算法可以应用，如PID、模糊控制、神经网络等。
根据不同的需求和系统的特征，选择不同的算法进行控制。
同时，需要配备可靠的控制器，并考虑控制器的容错能力和灵敏度等因素。
另外，对于控制策略的设计还需要考虑到能耗控制问题。
冰蓄冷系统的节能效果主要体现在电能储存和利用上。
因此，对于控制策略的设计需要充分考虑能量的储存和利用问题。
例如，在低峰期需要尽量多的储存电能，而在峰值期需要合理利用已经储存的冷量。
此外，也需要考虑在实际运行中的能耗监测和评估问题。
最后，在冰蓄冷系统的控制策略中，还需要考虑到系统的恢复时间问题。
当系统出现故障时，需要尽快将系统恢复正常，否则会影响到制冷效果和能耗节约。
因此，在控制策略的设计中，需要考虑到系统的容错能力和故障处理等问题，以保证系统的可靠稳定运行。
冰蓄冷空调系统的组成及运行控制
冰蓄冷空调系统的组成及运行控制标签:冰蓄冷冰蓄冷空调系统蓄冷系统蓄冷设备一、系统的组成及制冰方式分类1.系统组成冰蓄冷空调系同一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。
冰蓄冷空调系统设计种类多种多样，无论采用哪种形式，其终极的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。
另外，系统还应达到能源最佳使用效率，节省运转电费，为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。
2.制冰方式分类根据制冰方式的不同，冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。
此外还有一些特殊的制冰结冰，冰本身始终处于相对静止状态，这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。
动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆天生，且处于运动状态。
每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。
二、运行策略与自动控制1. 运行策略与常规空调系统不同，蓄冷系统可以通过制冷机组或蓄冷设备或两者同时为建筑物供冷，用以确定在某一给定时刻，多少负荷是由制冷机组提供，多少负荷是由蓄冷设备供给的方法，即为系统的运行策略。
蓄冷系统在设计过程中必须制定一个合适的运行策略，确定具体的控制策略，并具体给出系统中的设备是应作调节还是周期性开停。
对于部分蓄冷系统的运转策略主要是解决每时段制冷设备之间的供冷负荷分配题目，以下为蓄冷系统通常选择的几种运行策略。
1.1 制冷机组优先式蓄冷系统采用制冷机组优先式运行策略是指制冷机组首先直接供冷，超过制冷机组供冷能力的负荷由蓄冷设备释冷提供。
这种策略通常用于单位蓄冷量所需用度高于单位制冷机组产冷量所需用度，通过降低空调尖峰负荷值，可以大幅度节省系统的投资用度。
1.2 蓄冷设备优先式蓄冷设备优先式运行策略是指蓄冷设备优先释冷，超过释冷能力的负荷由制冷机组负责供冷。
这种方式通常用于单位蓄冷量所需的用度低于单位制冷机组产冷量所需的用度。
蓄冷设备优先式在控制上要比制冷机组优先式相对复杂些。
在下一个蓄冷过程开始前，蓄冷设备应尽可能将蓄存的冷量全部开释完，即充分利用蓄冷设备的可利用蓄冷量，降低蓄冷系统的运行用度;另外应避免蓄冷设备在释冷过程的前段时间将蓄存的大部分冷量开释，而在以后尖峰负荷时，制冷机组和蓄冷设备无法满足空调负荷需要的现象，因此应公道地控制蓄冷设备的剩余冷量，特别是对于设计日空调尖峰负荷出现在下午时段时非常重要。
冰蓄冷系统的控制策略
１３ ３元 ／Ｗｈ ．９ ｋ
０８ ９元 ／Ｗｈ 、９ ｋ
０３ ６元 ／Ｗ ｈ 、０ ｋ
系 统应 预测 出 当 日２ ｈ ４ 空调 负荷 分布 图 ． 并确 定 出 当
日制冷 机组 在供冷 过程 中最 小供冷 量控 制分 布 图 ， 以 保 证蓄冷设 备随 时有 足够的释冷 量配合制冷机 组满足
一
个合适 的运 行 策略 ． 确定 具体 的控 制策 略 ． 并详 细给 出 系统 中的设备 是应 用调节
还 是 周期性 开停 。 于部 分蓄 冷式 系统 的运转 策略 主要 是解 决每 时段 制冷设 备之 间 对
的供冷负荷分配问题 ．下面简介冰蓄冷系统典型的几种运行策略。
（）制 冷机 组优 先式 １ 蓄冷 系统 采用 制冷机 组优 先式 运行 策略是 指 制冷机 组首 先直 接供冷 ． 超过 制冷 机组 供冷 能 力的 负荷 由蓄冷 设备 释冷提 供 。 种策略 通 常用于 单位 蓄冷量 所需 的费 这 用 高于单 位 制冷机 组产 冷量 所需 的费 用 ． 通过 降低 空调尖 峰 负荷值 可 以大幅 度地节 省 系统 的投 资费 用 。
维普资讯
■Ｂ
【 摘
要】冰蓄冷 中央空调技术是在能源短缺的大背景下应运而生的 ， 所谓冰蓄冷， 顾名思义就是一种蓄冷技术，随着人们生活质量的不断提高 ，中央空调
系 统 的拥 有 量 愈 来 愈 大 ，空调 能 耗 快速 增 加 。空 调 的 使 用大 多集 中在
、 ，蓄冷系统可以分为全负荷冰蓄冷系统和部分负荷冰蓄冷系统。全负荷冰蓄冷 ． Ｉ ｊ 系统是在供冷时不使用冷冻机 ．只依靠蓄冰槽融冰来满足冷负荷需求。这 、
种系统要求的蓄冰槽和冷冻机容量都 比较大 ． 一般用于体育馆 ． 影剧院等负荷大． 持续时间短的场所 。对于一般商业建筑 ，则由于其初投资过大两很少采用。部分
冰蓄冷空调系统运行优化控制策略探究
冰蓄冷空调系统运行优化控制策略探究摘要：随着社会经济的发展，各种电子高科技的投入使用，在给人们带来方便的同时，也给环境带来了非常大的污染，因此，一些节能型环保机器投入使用。
冰蓄冷空调是一种典型的环保机器，通过多目标优化策略和MAT-LAB软件编程等一系列方法对冰蓄冷空调系统费用、效率等一系列问题进行控制。
关键词：冰蓄冷空调；系统运行；优化控制策略一、冰蓄冷空调大多数人对冰蓄冷空调的认识并不正确，且存在误解，冰蓄冷空调简单地说就是水制成冰的方式，实际上也就是对能源的一种储备，冰蓄冷空调系统构造也极其简单明了，主要靠制冷机制、冷却塔、冷冻泵、蓄冰灌、换热器等设备支撑工作，主要有冷机单供冷、蓄冷灌单供冷、冷机单蓄冰、冷机和蓄冰灌联合供冷四种运作模式，通过阀门、冷冻泵的关闭，实现能量转换，最终实现高效率、低成本的应用。
冰蓄冷空调主要适用于商场、企业、学校、办公楼、饭店等用电基本相同且持续时间较长的场所；但对于一些工作效率比较大的场所，如食品加工厂、药材厂等，冰蓄冷空调目前还不太能满足需要，因此就需要实时对冰蓄冷空调的优化和改进。
冰蓄冷空调属于节能环保型机器，这项技术已经运用多年，可以说这项技术的环保节能体系非常成熟了，除此之外，希望技术人员可以加强对冰蓄冷空调的优化，我们政府也可以大力支持环保体系、节能减排的研究，争取得到更高的应用。
二、冰蓄冷空调非线性多目标的优化与普通的民用空调不同，冰蓄冷空调主要是依据制冷机组、蓄冷设备或两种同时工作使效率最高费用最低，因此在冰蓄冷系统中，必须设计合理地方案，并对其进行实时优化。
因此，我在下文会从两个方面进行分析，即最小化运行费用和最小制冷机组能耗。
（一）冰蓄冷系统的能耗（1）制冷机组的能耗优化本次主要研究制冷机主机部分的负荷，制冷机组的制冷主机的耗电量在整个系统中所占的比重是最大的，也是所有工作机制中能量消耗的总和，因此，在保证系统负荷供应的条件下，要选择制冷机组PLR至关重要，PLR会使整个机制组在系统中的能量消耗最少。
冰蓄冷监控系统方案
冰蓄冷监控系统←冰蓄冷系统的控制基本监控点冷水机组的运行状态、故障状态、启、停控制、远程/本地、运行时间累计；冷冻水泵的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计；冷却水泵的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计；冷却塔风机的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计；冷/热水供回水管路冷冻水总回水流量、供回水压差、温度检测，压差旁通阀门控制,冷冻、冷却水及冷却塔电动蝶阀开关控制及开关状态；顺序启停制冷系统的开启和停机应有一定的时间顺序和注意事项，避免造成对设备的损害和对电网的冲击。
按工艺流程开启/关闭系统，防止某些意外情况的发生，并延长主设备的使用寿命。
通过对系统中设备的控制，使冷机可以按照程序在规定的时间启/停，在启/停过程中所有设备能够按制冷系统工艺要求的合理顺序分步依次启动或停止，以达到保护设备、延长使用寿命的目的。
冷站系统启动顺序暂定为：冷冻、冷却水管路电动蝶阀—→冷却水泵—→冷冻水泵—→冷水机组冷却塔风机根据机组状态、冷却水泵状态和冷却水供回水温差决定开启，以便节能。
注：启动和停机时各主要环节之间延时时间可调.冷站系统停机顺序暂定为：冷水机组—→冷却水泵冷—→却水泵—→冷却塔风机—→冷却水管路电动蝶阀—→冷冻水泵—→冷冻水管路电动蝶阀冷冻水泵延迟停止可保证系统尽可能多的利用冷冻水的余冷进行节能。
说明:启动和停机的顺序需要与冷水机组厂家确认,最终按照确认后的顺序和延时时间编程实施.保护启动为确保机组及循环泵在允许的工况下启动，程序中将进行如下的工作流程：启动冷机前，将先检测冷冻水水温等参数是否在许可范围内，并对异常值预先报警，提醒操作人员注意，避免了非正常启动系统。
如果不能满足开启条件则自动终止开机操作，并通过声音和图形提示操作人员。
制冷、蓄冰、融冰等工况的转换本项目采用三台双工况螺杆式制冷机组作为制冷主机，空调工况时，单台制冷量为1600KW，蓄冰工况时，单台制冷量为1200KW，该制冷机组蓄冰工况时，载冷剂的进出口温度为-5.5℃/-2.5 ℃；空调工况时，载冷剂的进出口温度为10.5℃/5.5℃。
冰蓄冷系统运行控制方式
´ ± ¢ ù ¸ º º É Ú ± È ù ¸ º º É
935 780 826 826 826
540
1
2
3
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8
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24
±¼ Ê ä
一、蓄冰模式
供冷时不使用冷水主机，冷负荷完全由蓄冰系统供给 蓄冰槽和冷水主机的容量都比较大，仅适用于负荷大， 持续时间短的场合 初投资大、运行费用省 控制简单
三、系统流程(单级泵回路 )
1、主机制冰
三、系统流程(单级泵回路 )
2、主机单供冷
三、系统流程(单级泵回路 )
3、融冰单供冷（乙二醇泵变频）
三、系统流程(单级泵回路 )
4、融冰单供冷（电动阀调节）
三、系统流程(单级泵回路 )
5、联合供冷（主机优先、融冰优先）
四、系统流程(双级泵回路 )
1、主机制冰
二、控制策略
2、融冰优先
设计回水温度T2=13.3C 设计出水温度 T1=2.2C 冷冻水温度（c）
14C
12C
10C
8C A
6C
4C
2C
0C 100% 90% 80%
11.1C
冷水机组 补充冷量
80%
冰
70%
系统负荷
5.6C B
T2 冷水机组 冷冻水 回水温度 中间温度 T0 冰 T1 冷冻水 出水温度
四、系统流程(双级泵回路 )
2、主机制冰兼供冷
四、系统流程(双级泵回路 )
3、主机单供冷
冰蓄冷运行模式及控制分析
第10卷 第5期制冷与空调2010年10月REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING72 75收稿日期:2010 01 25深圳某冰蓄冷中央空调系统运行模式及控制方式分析代焱(深圳奥意建筑工程设计有限公司)摘 要 以某冰蓄冷中央空调系统为例,详细分析冰蓄冷中央空调系统的几种运行模式及相应的控制方式,合理的控制方式能够最大限度地降低冰蓄冷中央空调系统的运行费用。
关键词 冰蓄冷;运行模式;控制方式;中央空调;节能Analysis of operation modes and control methods of one ice storagecentral air conditioning system in ShenzhenDai Yan(Shenzhen A +E Design Co.,Ltd.)ABSTRACT T aking one ice storage centr al air conditioning system in Shenzhen for ex am ple,analy zes several operation m odes and control m ethods of ice storage central air condi tioning sy stem in detail.Reasonable co ntrol methods can furthest reduce operation cost of ice storage central air co nditioning system.KEY WORDS ice sto rage;oper ation mo de;contro l metho d;central air conditioning;ener gy sav ing冰蓄冷中央空调系统与普通中央空调系统相比:可以移峰填谷、平衡电网负荷;结合峰谷电价政策,节省空调运行费用[1]。
冰蓄冷系统运行及控制策略探讨
Ｋｅｗ ｒｓ ｃ ｏａｅ ｔ ｌ ｅｇ ｃｌ ｐｒ ｏ ｏｅ ｏｔｌ ｔ ｔ ｙ ｏｄ ：Ｉ ｓ ｒ ；Ｅ ｙ ｎ ｙｏ；Ｏ ｅ ｔｎｍ ｄ ；Ｃ ｎ ｏ ｓａ ｇ ｅｔ ｇ ｈ ｅ 来 研 究 、发 展 的 一 种 节 能 新 技
ｓ ｓｅ ａ ｅｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ｗ ｉｈ ａｅ ｉｅ—ｍａ ｉ ｇ ｂ ｉ ｇｅ ｈ ｓ ， ｃ ｌｓ ｐ ｌ ｙ ｍｅｔ ｇ ｉｅ ｃ ｏ ｕ ｐｙ ｂ ｙ ｔｍ ｒ ｎｒ ｕ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｅ ， ｈ ｃ ｒ ｃ ｏ ｈ ｋ ｎ ｙ ｓｎ ｌ ｏ ｔ ｏ ｕ ｐｙ ｂ ｌｎ ｃ ， ｏ ｌｓ ｐ ｌ ｙ ｉ
２ 工 程 概 况
无 锡 国际会 议 中心 （ 来广 场 ）无 锡 君来 洲 际 君
系统本 身 并 不 节 电 ，但 是 它 利 用 夜 间 低 谷 电 力 制
冰 ，白天 融冰 制 冷 ，实 现 了电 网 “ 峰 填 谷 ” 削 ，而 酒店 总 建 筑 面 积 １３１ｍ ，设 计 Ｅ尖 峰 冷 负 荷 为 １２２ ２ ｔ
［ 摘要 ］ 针对无锡 国际会议 中心君来 洲际酒店项 目，介绍 了冰蓄冷 系统 主机单 独制冰 ，融冰单独供冷 ，主 机与融冰联合 供冷 ，主机单独供冷四种工作模式 ，并对其运行及控制 策略进行了详细探讨 。
［ 关键词 ］ 冰 蓄冷 ；乙二醇 ；运行模 式 ；控制 策略 ［ 中图分类号］ Ｔ ８１ Ｕ ３ 、 ［ 文献标识码 ］ Ｂ
２ Ｄ ｐｒ ｎ ｈｎ ａ Ｅ ｅｇ ｎｉｅｒ ｇ ｉ ｊ ｎ ｅ ｉ ，Ｔａｊ ０７ ； ．ｅａｔ ｔｆ ｅｎｌ ｎｒ Ｅ ｇ ｅ ｎ ，Ｔａ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｍｅ ｏ Ｔ ｙ ｎ ｉ ｎ ｎ ｖ ｓｙ ｉ ｉ ３ ０２ ｎｎ ０
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#常规冷源方式冷机和冰蓄冷冷源方式冷机控制流程和控制方案
第五章BAS冷机的控制流程及控制方案建议5.1常规冷源方式冷机的控制流程及控制方案建议5.1.1 综述冷冻水系统是指由车站冷冻站为车站大系统和小系统提供循环冷冻水。
分站供冷的车站在站厅层设置1座冷冻机房，为空调大系统和小系统提供冷源。
设置冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔。
冷冻水分两路，一路供大系统用水，另一路共小系统用水。
5.1.1.1监控对象监控对象包括冷水机组、冷却塔、冷冻泵、冷却泵、电动蝶阀、压差调节阀、电动二通调节阀和相关温度传感器、压差传感器、液位开关、流量开关、流量传感器。
具体设备和测控点如下：冷水机组：监视每台冷水机组的启动、停止运行状态和故障报警以及自动/手动状态，控制冷水机组的启动及停止。
冷冻泵：监视每台冷冻泵的启动、停止运行状态和故障报警，控制冷冻泵的启动及停止。
冷却泵：监视每台冷却泵的启动、停止运行状态和故障报警，控制冷却泵的启动及停止。
冷却塔：监视每台冷却泵塔的启动、停止运行状态和故障报警以，控制冷却泵塔的启动及停止。
电动蝶阀（冷水机组两侧和水泵出口）：监视每台电动蝶阀的开、关到位状态，控制电动蝶阀的开启及关闭。
电磁阀（冷却塔进出口）：监视每台电磁阀的开、关到位状态，控制电磁阀的开启及关闭。
温度传感器：检测冷冻水供/回水温度信号，检测冷却水供/回水温度信号。
压力传感器：检测冷冻水供/回水压力信号，检测冷却水供/回水压力信号。
流量传感器：检测冷冻水供回水流量信号。
流量开关传感器：检测冷冻水、冷却水供回水的流量开关信号。
压差传感器：检测冷冻水供/回水压差信号。
5.1.1.2监控原则①每个车站站厅、站台各设置两组温湿度探头，其采样参数和其它相关参数(新风室、回风室、送风室温湿度)经PLC计算来控制二通流量调节阀的阀门开度，以此控制通过空调冷交换装置的冷冻水量。
②根据设在分水器、集水器的供回水管路上的温度、压力探头所采样信号，以及参考实际冷负荷和监测二通流量调节阀的开度来确定冷水机组的开启台数，并进行相应的连锁控制。
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主机上游串联冰蓄冷系统运行策略及控制实现摘要：主机上游串联式冰蓄冷系统，是一种广泛应用于公共建筑空调系统的冰蓄冷形式。
该系统，双工况制冷主机位于蓄冰设备上游，主机与融冰联合供冷时，制冷主机在较高的蒸发温度下工作，从而可以获得较高的制冷效率。
此外，主机上游串联式冰蓄冷系统还能提供稳定的低温乙二醇供液温度，系统相对简单，自动控制易于实现。
因此，在大多数采用盘管式蓄冰设备的内融冰系统中，选择了这种冰蓄冷系统流程。
本文，以杭州某高端办公楼冰蓄冷项目为例，结合项目所在地峰谷电价政策，简要介绍主机上游串联式冰蓄冷系统的优化运行策略制定及控制的实现。
关键词：冰蓄冷；运行策略；优化控制；控制实现；蓄冰率；融冰率1.项目逐时负荷及电价政策杭州某商务办公楼项目，冷冻机房采用冰蓄冷系统，空调末端采用单风道变风量空调低温送风系统，于2014年建成投入使用。
项目总建筑面积50000㎡，设计日尖峰冷负荷为4700kw，设计日空调逐时冷负荷见表1。
2.项目系统流程及设备配置根据项目的逐时负荷表可知，在22：00-次日7:00时间段内没有空调冷负荷，7:00-22:00时间段内有空调负荷，如果能在22：00-次日7:00时段内完成蓄冰，则本项目无需配置基载制冷主机来承担蓄冰时的供冷负荷。
根据本项目设计图纸，设计师选择了2台双工况制冷机组，系统流程采用主机与蓄冰设备串联、主机置于蓄冰设备上游的单级单循环流程。
经过简化后的冰蓄冷系统流程示意图见图1。
按照设计流程，可实现4种运行模式：蓄冰模式；融冰供冷模式；主机供冷模式；融冰+主机联合供冷模式。
各模式下的乙二醇溶液循环路径图及设备顺序启停顺序，行业内已有许多论文进行阐述，此处不再累述。
四种模式下主要设备参与情况及电动阀门的切换情况，详见表3。
按照上述冰蓄冷系统流程示意图，设计师进行设备选型配置。
初步设计时，主机及蓄冰设备容量均按照主机优先运行的方式进行选型计算，2台双工况主机空调工况1(融冰+主机联合供冷)对应的单台制冷量为1250kw,蓄冰设备总潜热蓄冰容量14626kwh。
该种计算方式下的设备配置思路是充分发挥制冷主机的作用，使其昼夜运行，以达到制冷主机装机容量最小，从而降低系统投资。
这种计算方式，虽然考虑了制冷主机空调工况全天制冷量总和加上总蓄冰量等于全天空调总冷负荷，但忽略了蓄冰设备的最大小时融冰能力。
根据金属盘管蓄冰设备厂家的选型数据，本项目融冰+主机联合供冷工况在确保乙二醇出口温度稳定在3.5℃的条件下，最大小时融冰率为蓄冰设备总潜热蓄冰容量的12.5%。
采用主机优先运行方式计算得出的2台制冷主机在融冰+主机联合供冷工况下的制冷量为2500KW(1250kw*2),蓄冰设备最大小时融冰供冷量1828kw（14626kw*0.125），则所配置的蓄冰系统最大供冷能力为4328kw，小于本项目设计日尖峰冷负荷为4700kw，无法满足项目供冷要求。
经过与设计师沟通后，采用融冰优先运行的方式对主机及蓄冰设备容量进行选型计算，得出的主机及蓄冰设备容量作为设备配置的上限值；以主机优先运行方式选型计算得出的主机及蓄冰设备容量作为设备配置的下限值。
在下限值与上限值区间内，进行试算，最终设计确定的冰蓄冷系统主要设备配置见表4。
3.项目的冰蓄冷系统运行策略冰蓄冷系统主要的运行策略有三种，即：制冷主机优先运行策略、蓄冰设备融冰优先运行策略、优化控制运行策略。
制冷主机优先运行策略，是优先使制冷主机供冷，只有当空调冷负荷超过制冷主机的供冷能力时，才启用蓄冰设备融冰供冷，使其承担不足部分。
这种控制策略实施简单，运行可靠，但是，蓄冰设备使用率很低，不能有效地削减峰值用电和节约运行费用。
融冰优先运行策略，是优先使用蓄冰设备融冰供冷，只有在蓄冰设备不能满足负荷需要时，才启用制冷主机供冷，以承担不足部分负荷。
这种控制策略既要考虑最大负荷时蓄冰设备融冰供冷能力，又要考虑全天逐时冷负荷的需要，因此，实施颇为复杂，难以保证下午时段冷负荷高峰时的供冷需求。
优化控制策略，是根据电价政策，峰电时段采用融冰优先供冷，谷电时段采用主机优先供冷。
同时根据负荷监测和预测数据、蓄冰设备可用冰量实时数据情况，自动设定各时段融冰供冷量上限值，即保证蓄冰设备在当天蓄冰模式开启前“无剩冰”，又确保满足各时段的供冷需求。
从而最大限度的发挥蓄冰设备的作用，使用户支付的电费最少。
在该办公楼冰蓄冷项目实施时，我们依据项目逐时负荷及峰谷电价政策进行100%设计日负荷、75%设计日负荷、50%设计日负荷、25%设计日负荷运行策略的排布。
在四个典型负荷工况的运行策略排布时，主要从以下几个方面进行了综合考虑：1.提高蓄冰率，确保蓄冰设备蓄冰容量用足或缩短蓄冰时间。
在蓄冰中后期，盘管外壁冰层增厚，冰层的热阻增大，导致蓄冰设备单位时间蓄冰能力下降。
因此，通过降低制冷主机乙二醇出口设定温度，增大蓄冰盘管蓄冰时换热对数温差，增加蓄冰设备单位时间内的蓄冰量，以缩短蓄冰时间或确保蓄冰设备满蓄。
2.提高融冰率，力求做到蓄冰设备融冰率接近100%，做到当天蓄冰模式开启前蓄冰设备内“无剩冰”。
3.峰电时段，融冰供冷优先运行，根据设计日逐时冷负荷与系统运行历史数据，自动分析计算并设定各时段融冰供冷量上限值（计划融冰），确保在下午及晚间冷负荷较大供冷时段，仍有足够的蓄冰量用于融冰供冷，与制冷主机联合运行满足负荷要求。
4.谷电时段，主机供冷优先运行。
当主机供冷无法满足要求需要开启主机+融冰供冷时，可在满足供冷基本需求的前提下适当降低主机出口设定温度和提高冰蓄冷系统供水温度，调小蓄冰设备进出口乙二醇设定温度差。
以求尽量增加主机的制冷量，减少融冰供冷量。
5.以系统运行历史数据分析为基础、结合系统实时监测数据（系统各关键点温度、主机电流百分比、蓄冰设备实时冰量）、室外温湿度数据，预估后续时段负荷或次日负荷，从而自动设定后续时段融冰供冷量上限值或当晚蓄冰量上限值。
6.结合100%、75%、50%、25%设计日负荷四个典型工况在全年实际运行时所占的比重，在排布运行策略时，优先考虑75%、50%、25%设计日负荷工况下供冷功能及节省费用等因素的满足度。
根据上述原则，对本项目100%、75%、50%、25%四个典型负荷工况的运行策略柱状图分别见图2.图3.图4.图5。
4.运行策略的控制实现冰蓄冷系统的运行策略需要通过自动控制系统来实现，自动控制系统基本功能包括：各模式的启停、加载减载自动控制，各模式之间的自动切换，关键参数的监测、设定和控制，运行数据的存储和分析，远程监控及数据共享等。
运行策略中提高蓄冰率和融冰率，融冰优先与主机优先相结合的优化控制，关键参数的预测和设定等一些原则均可以在自动控制系统的基本功能中予以贯彻和落实。
下面就该办公楼冰蓄冷系统的运行策略控制实现进行简要介绍。
4.1各模式启动及关停、加减载自动控制本项目冰蓄冷系统可实现蓄冰模式，融冰供冷模式，主机供冷模式，融冰+主机联合供冷模式。
4.1.1蓄冰模式的启停、加减载控制a.模式启动：若自控系统时间程序处于蓄冰时间段内（22:00-7:00），且蓄冰系统处于自动控制状态，则启动蓄冰模式。
b.模式停止：若监测蓄冰量是已达到设定蓄冰量上限值，或自控系统的时间程序处于非蓄冰时间段内，则停止蓄冰模式。
c.模式内加载减载控制：将2台双工况制冷机组蓄冰工况的乙二醇出口温度设定值设定为-6.5 ℃（在制冷主机温度可设定范围内尽量设低），使主机尽量处于加载或满载状态，以缩短达到设定蓄冰量的蓄冰时间。
4.1.2融冰供冷模式的启停、加减载控制a.模式启动：若自控系统时间程序处于融冰优先时间段内（8:00-11:00，13:00-22:00），且蓄冰系统处于自动控制状态，则启动融冰模式。
b.模式停止：若时间程序处于非融冰优先允许时段（时段11:00-13:00 22:00-8:00），或蓄冰设备剩余蓄冰量低于设定值，则停止融冰供冷模式。
c.模式内加载减载控制：根据板式换热器冷冻水出口设定温度Ti3控制乙二醇泵的台数及频率，从而实现融冰供冷的加载和减载。
Ti3设定值为6℃，当Ti3 ＞6℃时，提高乙二醇泵运行频率或增加运行台数；当Ti3 ＜6℃时，降低乙二醇泵运行频率或减少运行台数。
各时段融冰供冷量上限值的设定，通过设定乙二醇泵上限频率来实现。
单融冰模式下，蓄冰设备出口温度Ti1稳定为3.5℃，蓄冰设备进口温度Ti5上限值为6.5℃，设定乙二醇泵上限频率即锁定了单融冰模式最大乙二醇溶液循环流量。
最大循环流量及最大循环温差锁定，则融冰供冷模式最大供冷量也锁定。
4.1.3主机供冷模式的启停、加减载控制a.模式启动：若自控系统时间程序处于主机优先供冷时间段内（7:00-8:00，11:00-13:00），且蓄冰系统处于自动控制状态，则启动主机供冷模式。
b.模式停止：若时间程序处于非主机优先供冷允许时段（8:00-11:00，13:00-7:00），且自控系统未给出运行指令，则停止主机供冷模式。
c.模式内加载减载控制：将2台双工况制冷机组的乙二醇出口温度Ti5设定值设定为3.5 ℃，乙二醇泵处于设定频率运行，双工况主机利用自身负荷调节能力将主机出口Ti5控制在3.5℃。
主机供冷模式下板式换热乙二醇进口温度Ti1与主机供冷模式下Ti5可以等同，即板式换热器乙二醇进口温度Ti1稳定为3.5℃。
因此通过调节板式换热器乙二醇侧旁通回路电动调节阀Vi3来控制进入板式换热器的低温乙二醇流量，从而间接控制冷冻水出口温度Ti3温度在6 ℃。
由于Vi3调节会导致双工况主机进口温度Ti2变化，因此主机供冷模式的加减载，最终是通过双工况主机加载和减载来实现。
4.1.4融冰+主机联合供冷模式的启停、加减载控制a.模式启动：若自控系统时间程序处于融冰+主机供冷允许开机时间段内（8:00-22:00），且自控程序发出融冰+主机供冷模式开启指令，则启动主机供冷模式。
b.模式停止：若时间程序处于非融冰+主机供冷允许时段（22:00-8:00），则停止融冰+主机供冷模式。
c.模式内加载减载控制：在8:00-11:00，13:00-22:00时间段内，运行融冰优先的融冰+主机供冷模式。
将2台双工况制冷机组的乙二醇出口温度Ti5设定值设定为6℃或6.5 ℃，乙二醇泵处于设定频率运行，双工况主机利用自身负荷调节能力将主机出口Ti5控制在6℃或6.5℃。
控制蓄冰设备旁通回路电动调节阀Vi1，调节进入蓄冰设备的乙二醇流量，确保板式换热器乙二醇进口温度Ti1稳定为3.5℃。
通过调节板式换热器乙二醇侧旁通回路调节阀Vi3来控制进入板式换热器的低温乙二醇流量，从而间接控制冷冻水出口温度Ti3温度在6 ℃。
由于Vi3调节导致双工况主机进口温度Ti2变化，因此以融冰优先的融冰+主机供冷模式的加减载，最终是通过双工况主机加载和减载来实现。