广州大学城区域供冷系统

冷却水泵 乙二醇泵
Ｖ８Ｘ
双工况主机
Ｔ１６ Ｖ２ａ（ ｂ）
Ｖ７Ｘ Ｆ５ Ｖ１
５＊Ｐ Ｔ１４ 冰 槽 Ｖ２ｃ（ ｄ）
一级冷水泵
板换 Ｔ１１
末端负荷
Ｔ１２
Ｆ－ ６
Ｖ３ｂ（ ｃ） 调 节
Ｖ４（ ５） ｂ（ ｃ）
Ｔ１３ Ｖ６ｂ
Ｔ２０
Ｖ６ａ 二级冷水泵
次水泵， 参见表 １。
表 １ 第 ４ 号冷站设备配置与技术参数
Ｐ１０ 乙二醇 补液泵
Ｔ１７ｂ
Ｔ１７ａ
冷却塔
Ｖ１０Ｘ
Ｖ９Ｘ
Ｔ１８ｂ Ｔ１８ａ
Ｐ９
２．１ 冷站
２ 号、３ 号、４ 号冷站工艺流程和装机容量都相似， 这里以 ４ 号冷站供冷系统为例介绍。４ 号冷站选用 ９ 台 制 冷 量 为 ７０３２ｋＷ 离 心 式 冷 水 机 组 ， ９ 台 冷 却 塔 ， ９ 台冷却水泵， ９ 台乙二醇泵， ９ 台一次泵， ２ 组共 ９ 台二
二次冷水泵根据区域供冷的冷水管网接口条件设 置， 根据管网各分支流量需求， 合理搭配水泵台数并采 用变频调速控制流量及扬程， 以适应管网负荷需求。
按设计的工艺流程， 系统分为 ５ 种运行工况： 融冰 工 况 、制 冰 工 况 、主 机 工 况 、边 融 冰 边 制 冷 工 况 和 边 主 机边制冰工况。系统根据负荷情况和系统状况自行决
４ 号冷站控制室
３ 自控系统
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
该项目建成以后， 整个区域供冷系统 将在一个总控制中心的控制下工作， 并在 大屏幕上清晰地显示系统的运行状况。
自控系统可监控冷站设备的运行状 况 ， 管 网 的 温 度 、流 量 和 压 力 ， 末 端 板 换 的 温度、压力和启停， 并集中由各冷站的监控 室操作。其中， １ 号冷站自控系统作为总控 站 可 对 ２ 号 、３ 号 、４ 号 冷 站 的 设 备 进 行 远 程操作。值得一提的是： 通过自控系统， 冷 站设备可根据负荷的变化自行决定各种设 备投入台数并自动启停相应设备， 真正做 到无人值守的全自动控制。
管网未设补偿器， 利用自身补偿及土壤摩擦补偿。 管网 ＤＮ６００ 以上阀门设伸缩补偿器保护阀门和方便 管道维修。
管网分两期建设， 于 ２００４ 年 ９ 月完成一期工程， ２００５ 年 ９ 月完成二期工程， 并同期投入供冷， 管网系 统图参见图 ２。
２．３ 末端换热系统
定运行工况， 并自动投入相关设备， 参见图 １。 冷站分两期建设， 于 ２００４ 年 ９ 月完成一期工程，
区域冷站生产出 ２℃空调冷水， 通过二级冷水管 网向校区输送， 经校区单体建筑热交换站进行冷量交 换后， 校区冷水管网把冷量送至各空调末端设备。
２ 号、３ 号冷站总装机功率均为 ８．８ 万 ＫＷ （ 其中 主机 ５．６ 万 ｋＷ， 冰蓄冷 ３．１６ 万 ｋＷ） ， ４ 号冷站的总装 机功率为 ９．４９ 万 ｋＷ （ 其中主机 ６．３２ 万 ｋＷ， 冰蓄冷 ３．１６ 万 ｋＷ） 。冷站设计采用制冷主机上游， 外融冰冰 蓄冷空调冷源系统。该冷源系统向校区冷水管网提供 供水温度 ２℃， 回水温度 １３℃的空调冷水。冷水采用二 级泵系统输送， 二级冷水管网考虑管网沿途温升后按 １０℃供回水温差进行设计。１ 号冷站位于小谷围岛南 岸能源站内（ 未安装） ， 总装机功率 １０．５ 万 ｋＷ， 设计采 用溴化锂双效吸收式制冷机（ 供回水温度 ８℃／１３℃） 与 离心式制冷机（ 供回水温度 ３℃／８℃） 串联， 向用户提供 供水温度 ３℃， 回水温度 １３℃的冷源水， 二级管网按 ９℃供回水温差进行设计。单体建筑设热交换站， 采用 三级泵带动校区冷水管网循环， 供冷给各末端空调用 户。
中图分类号： ＴＢ６５， ＴＵ８３
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００６－ ８４４９（ ２００７） ０４－ ００７６－ ０４
０ 引言
改革开放２０ 多年来， 广东的经济、科技、教育等各 项事业发生了翻天覆地的变化， 社会经济的迅速发展 对教育尤其是高等教育的发展提出了更高要求。为此， 广州市政府和广东省高教厅在省委、省政府的支持下， 建设广州大学城。
广州大学城位于番禺区新造镇小谷围岛及南岸地 区， 总体规划面积 ４３．３ｋｍ２， 可容纳 ２０～２５ 万学生， 规划 总人口 ３５ 万人。已建设的小谷围岛约 １７．９ ｋｍ２， 已入 住 中 山 大 学 、华 南 理 工 大 学 、华 南 师 范 大 学 、广 东 外 语 外贸大学、广东工业大学、广州大学、广州中医药大学、 广东药学院、星海音乐学院、广州美术学院等 １０ 所高 校， 是华南地区高级人才培养、科学研究和交流的中 心， 学、研、产一体化发展的城市新区。
７７ Ｎｏ．４／２００７ 总 第１１６期 第２８卷
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
与电力机械 ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
技术交流
冷站 冷 站 ＰＬＣ 控 制 路
１＃ 换 热 站
ＰＬＣ
２＃ 换 热 站
３＃ 换 热 站
变频路 变频路 变频路
功率， ｋＷ
１８．５×３ １１０ ２５０ １３２ ２５０ ４００
２．２ 管网
冷站制备出来的冷水由二级水泵通过管 网输送到各用户。校区单体建筑内部冷水管 网通过热交换站的板式换热器与冷站管网进 行冷量交换。
每个冷站的供冷半径为 ２．５ｋｍ， ４ 个冷站 对应的管网总长约 １１０ｋｍ。由于采用 １０℃的 大温差送水， 管网的管径可以大大缩小， 输送 水泵的功率也降低了很多， 从而减少了管网 和水泵的初投资。
９台
Ｑ＝８７２ｍ３／ｈ， Ｈ＝４１ｍ，
９台
Ｑ＝１０７２ｍ３／ｈ， Ｈ＝７０ｍ，
４台
Ｑ＝１５００ｍ３／ｈ， Ｈ＝７２ｍ，
５台
ＴＳＣ－ ７９６ＩＭＦＳ 型， 潜热蓄冰 １１６ 套
量 ２７９８．７Ｗｈ
换热量 ６６８０ｋＷ／ｈ， 乙二醇
９台
wk.baidu.com
侧 ５℃／１１℃ ， 水侧 １３℃／６℃
工业抑制剂， 比重浓度 ２８％ ２１０ｔ
中央控制室
水温差和流量， 调节电动阀的开度以达到节 能高效运行。末端换热系统图参见图 ３。
１ 号冷站控制室
ＥＬＭ
２ 号冷站控制室
电 动 调 节 阀 Ｔ１ 温 度 计 Ｔ３
电动蝶阀
压差开关 板
管网系统 换
最不利点压差
流量计
温度计 Ｔ２
三级泵 末端用户
图 ３ 换热站系统图
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＲＣ ＳＥＲＶＥＲ ＯＳＭ
换热间设置了计费和控制系统。计费系统通过检
实现一期供冷， ２００５ 年 ９ 月实现二期供冷。 从 ２００４ 年 ９ 月试运行以来， 区域供冷系统一直正
常运行。目前， 因为大学城的进驻学生只有 １２ 万人， 未
测冷水的流量和供回水温差， 并实时积分计算出末端 的用冷量； 控制系统通过监控用户侧的供回
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
２ 系统构成
区域供冷系统由冷站、管网、末端、自控共 ４ 大部 分构成。二次冷水泵把冷站制备出 ２℃的冷水通过管 网输送到各大学单体建筑的末端热交换间， ２℃的冷水 经过末端 热 交 换 间 释 放 出 冷 量 后 升 温 到 １３℃再 返 回 冷站。还设置了自动控制系统和冰蓄冷系统。
７６ Ｎｏ．４／２００７
ＯＬＭ ＯＬＭ
ＯＬＭ ３ 号 冷 站 ＯＬＭ
管网采用直埋式保温钢管， 最大直径为
冷水机房设于二层， 冷却塔设于三层天面， 冷却塔 进出水温度为 ３８℃／３２℃。 冷 水 供 、 回 水 温 度 为 ２℃／ １３℃。
一层为蓄冰间， 设置 ４ 个混凝土蓄冰槽， 槽内放置 蓄冰盘管， 主机蓄冰工况时由二次载冷剂（ 乙二醇） 流 经蓄冰盘管将蓄冰槽内水制成冰。当融冰工况时， 一 次冷水流经蓄冰槽内的翅片盘管将冰槽内的冰融化， 制出低温冷水（ １～２℃） 。主机空调工况时， 二次载冷剂 （ 乙二醇） 流经板式换热器与一次水热 交 换 ， 制 出 ６℃ 温度的冷水。
总 第１１６期 第２８卷
技术交流
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ 与电力机械
自 控 系 统 通 过 监 控 冷 站 设 备 、管 网 和 末 端 的 参 数 并进行分析， 自行选择最高效的运行方案。冰蓄冷系 统实现了用电的削峰填谷， 并有效提高了区域供冷系 统的稳定性。
制 冷 空 调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
与电力机械 ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
技术交流
广州大学城区域供冷系统
邱东
（ 广州大学城能源发展有限公司， 广东 广州 ５１１４３６）
摘要： 介绍了广州大学城区域供冷系统的规模、系统构成、自控系统和运行能耗。 关键词： 区域供冷； 冰蓄冷； 自控系统
三级泵
三级泵
三级泵
Ｔ３
Ｔ４ Ｔ３
Ｔ４ Ｔ３
Ｔ４
Ｔ１
Ａ
Ｔ２ Ｔ１
Ｂ
Ｔ２ Ｔ１
Ｔ２
Ｋ－ ３
１
二级泵
２
３
自控系统由中央控制室 的 服 务 器 、 图 形 工 作 站 、１ 号～４ 号冷站监控系统、末端 计费及控制系统和现场传感 器、执行器组成， 通过 １００Ｍｂ／ｓ 工业以太网、１２Ｍｂ／ｓ ＰＲＯＦＩＢＵＳ － ＤＰ 现 场 总 线 、 ＲＳ４８５ 线共同组成集散控制 系统， 参见图 ４。
ＤＮ１２００， 埋 设 在 地 下 ， 管 道 保 温 材 料 采 用 聚 氨脂发泡材料外加 ＰＥ 保护层。这种保温方式有效降 低了管网的温升， 实测管网温升为 ０．５℃， 比设计理论 值 １℃更为令人满意。管网温升的降低令整个区域供 冷系统的效率提高了约 ５％。
管网为双管异程呈树枝状分布， 在总管和部分支 管的必要处设置了压力调节功能阀以平衡管网压力， 并通过自控系统调节冷站内二次冷水泵变频节能运 行， 并保证管网最不利点的压差也能达到供冷要求。
２００５ 年 ９ 月完成二期工程。２００６ 年 ８ 月冰蓄冷系统 及自控系统投入运行。
管网连接着末端 ２９８ 个热交换间和 ３８２ 个水—水 板式换热器， 为大学城 ４００ 多幢建筑物供冷。板式换 热器的换热能力从 １２５～２５００ｋＷ 不等， 热交换时管网 侧的设计供回水温差为 １０℃， 单体建筑侧的设计供回
４ 工程进度及运行情况
冷源系统 冷源系统 最不利点压差传感器
一级泵
水力平衡管
１′
２′
３′
由于能源站未能提供蒸 汽的准确参数， 影响了溴化
锂制冷主机的选型，１ 号冷
图 ２ 管网系统图
站 的 建 设 计 划 于 ２００７ 年 竣 工。２ 号～４ 号冷站的建设已基本完成， 于 ２００５ 年 ５ 月
水温差 ５℃。建筑物内的冷水输送系统把经过水—水 板式换热器所获得的冷量输送到各房间。
ＲＣ ＳＥＲＶＥＲ
ＯＳＭ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＴＰ２７０ ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ ＣＰＵ４１２－ ２Ｈ 计 费 主 站 ＰＬＣ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
工 业 以 太 网 ， １００Ｍ， ＴＣＰ／Ｐ
ＲＴ ＣＵＥＮＴ
ＯＳＭ
３ 号冷站控制室
区 域 供 冷 系 统 制 冷 总 装 机 功 率 ３７．６ 万 ｋＷ， １ 号 冷站采用溴化锂和常规电制冷机组， ２～４ 号冷站采用 冰蓄冷系统， 总蓄冰量达到 ９４．９ 万 ｋＷｈ， 建成后将成
为全球第二大冰蓄冷区域供冷系统， 仅次于美国芝加 哥市 ＵＮＩＣＯＭ 区域供冷项目（ １０９ 万 ｋＷｈ） 。
图 １ 工艺流程图
序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
名称 双工况冷水机组 超低噪声冷却塔
冷却水泵 乙二醇泵 一次水泵 二次水泵（ 变频） 二次水泵（ 变频） 蓄冰装置
９
板式换热器
１０
纯乙二醇溶液
设备型号
数量
７０３２ｋＷ／５０２７ｋＷ
９台
１６００ｍ３／ｈ
９台
Ｑ＝１１８４ｍ３／ｈ， Ｈ＝２６ｍ
９台
Ｑ＝１０７２ｍ３／ｈ， Ｈ＝４１ｍ
广州大学城的空调负荷主要是 １０ 所高校及南北 两个商业中心区， 需冷装机容量为 ５２ 万 ｋＷ。而有明 确及稳定的冷负荷、平均冷需求密度高， 是实施区域供 冷系统的客观技术条件。整体广州大学城的空调供应 采用区域供冷系统。
１ 系统概况
广州大学城区域供冷系统共设 ４ 个区域供冷站， 其中小谷围岛上 ２ 号、３ 号、４ 号冷站分别位于华南理 工大学、商业中心北区及广州美术学院旁， １ 号冷站位 于南岸能源站内。