#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。

③冷却水泵为主备并联运行，可实现主备切换及轮换控制，均衡设备之间的运行时间，以及冷却水泵、电动蝶阀与冷水机组的联锁运行组合。

④冷冻水泵为主备并联运行，可实现主备切换及轮换控制，均衡设备之间的运行时间，以及冷冻水泵、电动蝶阀与冷水机组的联锁运行组合。以实现定流量控制。

⑤分水器、集水器之间的压差，根据工艺要求，参与控制冷冻水泵开启，参与冷冻侧水力平衡的调节。（需要冷负荷提高，而二通流量调节阀根据温度调节还没有执行开大，则需要降下管路的压力，故设置压差旁通阀降压，此时开多一台水泵以加快回水，反之，少开一台水泵以节能。）

⑥根据时间表要求进行设备预冷和提前关机利用余冷

5.1.2 冷冻水水量控制和水力平衡

从分站供冷的水系统原理可知，采用的是一次泵变水量系统。其水量的变动并不是采用调速技术控制。

在两通阀的调节过程中，管道性能曲线将发生变化，因而系统负荷侧水量将发生变化，如果没有其他相关措施的话，这些变化将引起水泵和冷水机组的水流量改变（沿水泵特性曲线上下移动工作点）。

而对于冷水机组来说，通常一个恒定的水流量（或较小范围的波动）对于保持蒸发器内水流速的均匀是重要的。如果流量减少，必然造成水流速不均匀，尤其是在一些转变（如封头）处更容易使流速减慢甚至形成不流动的“死水”。由于

蒸发温度极低，在蒸发器不断制冷的过程中，低流速成水或“死水”极容易产生结冻的情况，从而对冷机组造成破坏。因此，冷水机组是不宜作变水量运行的。大多数冷水机组内部都设有自动保护元件，当水量过小（通过测量机组进、出水压差）时，自动停止运行的保护冷水机组。

另外，空调器和二通阀二端的压差变化大将导致二通阀调节品质的变坏，不利于空调系统的控制。

如前面所述，一方面，从末端设备使用要求来看，用户要求水系统作变化量运行；另一方面，冷水机组的特性要求定水量运行。解决此矛盾的方法在本标书中是在供、回水总管上设置压差旁通阀，则一次泵变水量系统如图所示。

在系统处于设计状态下，所有设备都满负荷运行，压差旁通阀开度为零（无旁通水流量），这时压差控制器两端接口处的压力差（又称用户侧供、回水压差）ΔP0即是控制器的设定压差值。当末端负荷变小后，末端的两通阀关小，供、回水压差ΔP将会提高而超过设定值，在压差控制器的作用下，旁通阀将自动打开，由于旁通阀与用户侧水系统并联，它的开度加大将使总供、回水压差ΔP减少直至达到ΔP0时才停止继续开大，部分水从旁通阀流过而直接进入回水管，与用户侧回水混合后进入水泵及冷水机组，在此过程中，基本保持了冷冻水泵及冷水机组的水量不变。

5.1.3冷量控制

冷量控制是用温度传感器T1、T2和流量传感器F测量用户的供、回水的温度T1、T2及冷冻水流量W，计算实际需冷量Q = W（T2-T1），由此可决定冷水

机组的运行台数。

一次泵系统的水泵与冷水机是联动联锁的，根据车站冷量的实际需要，并结合气温、人流等前馈因素以及回水温的后馈因素，全面控制水系统内的关联设备，使之成为一个协调的系统。BAS对供回水温差或流量计算出的冷负荷进行判断，并依据冷负荷原则进行冷机的增减。增减冷机及其对应设备的启停顺序如下：设备开启顺序为：冷却水出水管上电动蝶阀、冷却塔进出水管上电动蝶阀→与冷却水泵联动的电动蝶阀→冷却水泵→冷却塔→与冷冻水泵联动的电动蝶阀→冷冻泵→制冷机。

设备关闭顺序为：制冷机→冷却塔→冷却水泵→与冷却水泵联动的电动蝶阀→冷却水管上电动蝶阀、冷却塔进水管上电动蝶阀→冷冻泵→与冷冻水泵联动的电动蝶阀。

5.1.3常规冷源方式车站控制流程图

空调水系统、冷机控制流程图

（空调工况下）

5.2 冰蓄冷冷源方式冷机的控制流程及控制方案建议

5.2.1 对系统流程的认识

5.2.1.1 蓄冰流程的选择

冰蓄冷系统采用何种系统流程将影响自动控制的具体内容不同。目前比较常见的冰蓄冷中央空调系统采用的系统流程主要有串联系统和并联系统，串联系统

中蓄冰装置多采用盘管，并联系统中蓄冰装置多采用冰球。串联系统中，乙二醇溶液从板换换热后，全部进入主机降温，一路再进入冰槽降温，另一路旁通，可以保证恒定的低温乙二醇出口温度3.5℃。冰槽融冰性能稳定，容易实现对冷冻水供水温度的控制。而冷冻水温的稳定是保证空调系统性能的重要条件之一。

5.2.1.2 蓄冰模式的选择

蓄冰模式的不同也会影响自动控制的具体内容不同，同样是工艺控制过程的重要条件之一。

（1）全量蓄冰模式

主机在电力低谷期全负荷运行，制得系统全天所需要的全部冷量。在白天电力高峰期，所有主机停运，所需冷负荷全部由融冰来满足。

优点：

?最大限度的转移了电力高峰期的用电量，白天系统的用电量很小。

?白天全天通过融冰供冷，运行成本低。

缺点：

?系统的蓄冰量、制冷主机及其相应设备容量较大。

?系统的占地面积较大。

?系统的初期投资较高。

（2）负荷均衡的分量蓄冰模式

主机在电力低谷期全负荷运行，制得系统全天所需要的部分冷量；主机在设计时以满足负荷运行，不足部分同融冰补充。

优点：

?系统的蓄冰容量、制冷主机及相应设备容量较小。

?系统的占地面积较小。

?初期投资最小，回收周期短。

缺点：

?仅转移了电力高峰期的部分用电量，白天系统还需较大的配电容量。

?运行费用较全量蓄冰高。

5.2.1.3 系统流程概述

根据招标提供的冰蓄冷供冷水系统的图纸，我们认为本工程系串联型式的主机上游配置的系统。

5.2.2 冰蓄冷系统控制

5.2.2.1 控制目的

控制系统通过对制冷主机、蓄冰装置、板式换热器、水泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整蓄冰系统各应用工况的运行模式，使系统在任何负荷情况下能达到设计参数并以最可靠的工况运行，保证空调的使用效果，同时在满足末端空调系统要求的前提下，整个系统达到最经济的运行状态，即系统的运行费用最低。提高系统的自动化水平，提高系统的管理效率和降低管理劳动强度。

5.2.2.2 冷源系统控制范围及主要受控设备

整个冰蓄冷源系统的必要参数状态显示、设备状态及控制，控制功能除包括招标要求的全部功能外，还包括整个冰蓄冷系统协调、稳定、可靠、经济工作的全部功能。主要控制设备如下：

?双工况冷水机组

?冷却塔

?冷却水泵

?初级乙二醇泵

?次级乙二醇泵

?蓄冰装置

?制冷板换

?冷冻水泵

?电动阀

?变频器

?电动调节阀

5.2.2.3 系统主要温度控制参数

注：参数大小仅供参考，具体参数待设计联络会确定。

5.2.2.4 在五种情况下乙二醇泵系统配置情况

5.2.2.5 系统控制功能

5.2.2.5.1 各子系统的控制

①乙二醇系统的控制

根据电力负荷的峰谷时段（电价的高低）和空调负荷的要求，整个蓄冰制冷系统能自动切换系统的运行工况：制冰兼供冷工况、制冰工况、主机单供冷、融冰单供冷、联合供冷。控制系统能根据工况，自动开关电动阀，组成某工况所需的流体通道。以负荷预测为基础，判断第个小时主机和融冰最佳供冷比例，达到整体最经济运行状态。

系统工况说明

双工况主机蓄冰工况

乙二醇系统中，把电动阀门调整到相应的开关状态，主机出口电动阀打开，冰槽的直通回路开，冰槽的旁通回路关，板换的旁通开。直通回路关。在主机、冰槽、初级乙二醇泵之间形成循环。夜间制冰时间内，主机切换到制冰工况，把乙二醇泵溶液的温度降低到-5.6℃后进入冰槽，低温的乙二醇溶液和冰槽内的水

进行热交换，水放出潜热后冻结成冰，乙二醇溶液吸收水的潜热后温度升高至-2.8℃，再经过乙二醇泵进入主机降温，直到制冰结束。

制冰结束有如下三个判断依据，其中一个条件满足，系统即判断制冰结束，停止制冰工况。

?冰槽液位传感器指示已储存额定冰量。

?控制系统的时间程序指示为非蓄冰时间。

?当双工况主机出口温度低于-6.1℃（可调）时或蓄冰装置的出水温度

降到-3.3℃（可调）。

双工况主机和冰槽联合供冷模式

乙二醇系统中，把电动阀门调整到相应的开关状态，主机出口电动阀打开，板换旁通回路关闭。板换直通回路开启，冰槽回路和旁通回路处于调节状态以控制进入板换一次侧的乙二醇溶液温度稳定在3.5℃左右。次级乙二醇泵则根据空调冷冻水供水温度变频。空调冷冻水供水温度的目标参数为7℃。乙二醇溶液在主机、冰槽、板换和乙三醇泵之间形成循环，乙二醇溶液先进入主机降温（6.1℃），然后进入冰槽，和冰槽内的冰进行热交换，冰吸收潜热发生相变，乙二醇溶液放出热量后温度下降，进入板换和冷冻水进行热交换，产生7℃冷冻水，满足空调的要求。换热后的乙二醇溶液温度升高到11℃，再回到主机降温。

次级乙二醇泵根据空调冷冻水供水温度的变化变频，控制进入制冷板式换热器的乙二醇低温溶液的流量，从而响应空调负荷的变化。这种设计回路能保证乙二醇系统稳定运行，从而保证系统工作的稳定性，并且可以大量节约次级乙二醇泵的运行费用。

融冰单独供冷模式

乙二醇系统中，把电动阀门调整到相应的开关状态，主机出口电动阀打开，板换的旁通回路关闭，板换直通回路开启。冰槽回路和旁通回路处于调节状态以控制板换的乙二醇溶液的进口温度。次级乙二醇泵变频以控制空调冷冻水供水温度。在主机（不运行）、冰槽、板换和初、次级乙二醇泵之间形成循环，乙二醇溶液先进入主机（仅作通道），然后进入冰槽，和冰槽内的冰进行热交换，冰吸收潜热发生相变，乙二醇溶液放出热量后温度下降，进入板换和冷冻水进行热交换，产生7℃的冷冻水，满足空调的要求，换热后的乙二醇溶液再回到冰槽降温。

双工况主机单独供冷模式

乙二醇系统中，把电动阀门调整到相应的开关状态，主机出口电动阀打开，板换的旁通关闭，板换的直通管路开启，冰槽的旁通回路开启，冰槽的出口关闭，乙二醇溶液不进入冰槽。乙二醇系统在主机、板换、乙二醇泵之间形成循环，乙二醇溶液经主机冷却后直接进入板换和冷冻水进行热交换，换热完成的乙二醇溶液经乙二醇泵流回主机。在此工况下，制冷主机蒸发器出口设定温度为3.5℃。次二级乙醇泵通过变频控制空调冷冻水供水温度。目标参数即为空调冷冻水的设计供水温度7℃。

制冰兼供冷模式

本项目在晚间部分工作场所或房间需要加班时，有较小冷负荷（负荷值由暖通设计确定），这部分负荷由双工况主机制冰时提供。

乙二醇系统处于制冰工况，主机出口电动阀打开，冰槽的旁通回路关闭，冰槽出口开启，板换处的阀关闭或开启，小口径电动调节阀根据制冷板换一次侧（乙二醇侧）的进口温度进行调节，并保证制冷板换一次侧进口温度稳定在设计温度3.5℃左右。使小部分流量进入板换以满足夜间空调负荷。根据冷冻水的供水温度调节次级乙二醇泵变频，次级乙二醇泵开启一台，低温乙二醇溶液和冷冻水在制冷板换处进行热交换，使冷冻水的供水温度维持在7℃。

②板换的防冻保护

在系统运行供冷工况（含各白天工况以及夜间制冰兼供冷工况）时，因制冷板换冷水侧始终存在水的流动，板换不会被冻结。但如果系统处于制冰工况时（本项目中极少会采取此工况），低温的乙二醇溶液流经板换，如果水侧处于静止或极低流动状态，所以就有结冰可能。

可能，电动阀门要选用高质量紧密关闭型的阀门，在系统制冰时，板换乙二醇侧的阀门处于紧密关闭状态，彻底杜绝因热对流产生的冷量传递。由于热传导依然存在，因此我们采取冷冻水泵在制冰一段时间之后定时开启（每半小时开启一台水泵运行3分钟）的方法，将末端温度相对较高的空调冷冻水循环至板换处，确保板换内不会冻结。

③冷冻水系统的控制

冷冻水系统由板换（乙二醇溶液-水）、板换、冷冻水泵及相应的管路系统组

成。

冷冻水温度控制：冷冻水系统设计的供回水温度为7/12℃。在联合供冷以及单独融冰供冷工况下通过调节蓄冰装置直通管路上的电动阀和旁通管路上电动阀两阀门的开度来控制板换一次侧供液温度Ti1的温度为3.5℃，同时板换直通阀门开启，其他相应关闭。在制冷主机单独供冷工况下，则直接设定制冷主机出口温度为3.5℃，制冷主机自行根据空调负荷的变化进行冷量的调节。在夜间边制冷边供冷工况下，则开启或关闭相应阀门，并根据制冷板换乙二醇侧进口温度调节阀门，使板换一次侧供液温度Ti1的温度稳定在3.5℃。

以上板换一次侧供液温度Ti1的温度稳定在3.5℃的前提下，通过定温度变流量的方法来响应空调负荷的变化，即通过次级乙二醇泵的变频来改变进入板换的乙二醇溶液的流量。次级乙二醇泵变频的目标参数为空调冷冻水供水温度，设定值为7℃。

④冷却水系统的控制

冷却水子系统由双工况主机冷凝器、冷却水泵、冷却塔、相应的管路系统组成。

冷却水泵位于主机的进口侧，从主机出来的冷却水（设计37℃）经过冷却水泵后供给冷却塔，经冷却塔散热后，冷却水温度降至32℃（设计温度），在回到主机的冷凝器，依此循环，把主机产生的热量带到冷却塔向大气散发。

设备关系：系统共配置2组冷却塔，主机和冷却塔形成1对1的关系（如需要可以改为多对多）。

冷却水温度及系统节能控制：主机开启时，所对应的冷却塔组开启，通过位于每组回水管上的温度传感器信号控制冷却塔风机的开启台数，冷却水的回水温度设计为32℃（因冷却塔容量有余量，实际运行时设定温度可适当下调，以提高主机的制冷效率），冷却水回水温度的检测则通过制冷主机与控制系统的通讯来获得，即冰蓄冷自控系统通过通讯手段采集制冷主机冷凝器水侧进口温度之后送入自控系统内进行相关的控制。当系统检测到冷却水回水温度高于设定温度，则增加风机开启的台数，反之则减少风机开启台数。这样，即保证了主机在安全冷却水温度范围内工作，又尽可能地降低冷却水的回水温度以提高主机的效率，还最大限度地减少了冷却塔风机的开启，在保证系统可靠工作的前提下使系统的

节能潜力各以充分发挥。

5.2.2.5.2 整个系统的控制与监视

①系统的群控

系统设备启停顺序控制

系统的启停顺序除考虑设备的保护外，还应充分利用主机停机后管道系统中的冷量。

设备开启顺序为：冷却水出水管上电动蝶阀、冷却塔进出水管上电动蝶阀→与冷却水泵联动的电动蝶阀→冷却水泵→冷却塔→与冷冻水泵联动的电动蝶阀→冷冻泵→与初级乙二醇泵联动的电动蝶阀→初级乙二醇泵→制冷机设备关闭顺序为：制冷机→冷却塔→冷却水泵→与冷却水泵联动的电动蝶阀→冷却水管上电动蝶阀、冷却塔进水管上电动蝶阀→初级乙二醇泵→与初级乙二醇泵联动的电动蝶阀→冷冻泵→与冷冻水泵联动的电动蝶阀

系统设备连锁关系说明

制冷主机为冰蓄冷中央空调系统中的核心设备，为保证其供冷或制冰的正常运行，在制冷主机开机之前必须事先检测蒸发器及冷凝器内是否已经建立正常水流。因此制冷主机和初级乙二醇泵及冷却水泵之间必须按照一定次序投入运行，反之，在制冷主机停机之后，与其连锁的初级乙二醇泵及冷却水泵方能按照先后次序停机。需要说明的是，在单融冰供冷工况下，由于制冷主机仅仅作为流体的通道，此时初级乙二醇泵的运行按照系统供冷的实际需要投入运行。

另外，当系统检测到全部冷却水泵已经停机，冷却塔将自动停止运行。当系统检测到分水器上各供水支路上电动开关阀已经全部关闭时，冷冻水泵及次级乙二醇泵将按照先后次序停止运行，以避免电量浪费。

系统设备轮流运行的控制

因整个系统的使用寿命是组成系统的各设备寿命的集合中的最小值，为延长冰蓄冷中央空调系统的整体运行寿命，应尽量延长系统内各设备的使用寿命，并避免多台同类设备中的小部分长期处于超负荷状态而其余设备却处于待命或很少投入运行的状态。在系统群控中的一个重要目标就是系统多台同类的主要设备的运行时长基本相当。为实现此目的，自控系统通过继电器并进行程序控制以记录主要设备的运行时间，并对各台同类设备的不同运行时间进行排序，在主要设

备进行运行台数调整的时候，则根据此顺序决定具体哪个编号的主要设备的投入或切出，此控制程序已经成为我公司的标准控制程序，实际控制效果非常理想。

②系统运行模式的控制

蓄冰制冷系统的运行模式通常有主机优先、融冰优先和优化控制。系统运行模式的控制必须结合优化控制软件，根据优化软件的判断结果调整系统的运行状态。

主机优先：在设计工况下（冷负荷大），采用主机优先的模式，冷负荷高峰时段内主机的容量不能满足冷负荷需求，通过融冰来补充冷量。这时主机在空调制冷工况下运行，满足部分负荷的需要，其他的冷负荷由融冰满足。

融冰优先：区别于以前“融冰优先”的概念（即以融冰满足大部分空调负荷，制冷主机进行补充，易造成系统设计时需要更多的蓄冰量，同时在运行时制冷主机易出现卸载，造成制冷主机的能量利用率不足，系统在初投资以及及运行费用的经济性均不理想），经过多年的发展，“融冰优先”正逐步转化为“融冰量可控”

的控制理念。在冰蓄冷系统供冷时，根据系统当前的总余冰量并结合实际负荷情况，在随后的时段内对各时段的冰量进行分配，并确保分配的冰量通过我们的控制方法能够满足空调负荷的需求。

优化控制：优化控制的目标就是把有限的蓄冰量用在电价最高的时候，但在一天内必须把前一天夜间的制冰量用完。蓄冰空调系统按优化控制方式进行，在系统设置有上位机的前提下，控制系统根据当天的预测性负荷图来决定当天的运行策略，即每小时主机和融冰各自所承担的负荷如何分配，尽量不开机，如果主机需要开启，则力求使主机处于满负荷状态，同时当天冰必须能全部用完；同时以末端空调冷负荷、主机的出口温度主机的部分性能指标、电力高峰、平峰时段来决定在当天的哪一段开启或关闭部分制冷主机，使主机的耗电量与水泵的总耗电量达到最小。

综上所述，无论采取何种控制方式，最根本的约束条件是相同的。随着负荷预测用运行模式智能决策方法的不断发展，各种控制方法之间的界限逐渐模糊，负荷预测及优化控制模式将取长补短，最终取代各种控制方法成为冰蓄冷中央空调系统的最合理的系统控制方法。

5.2.2.5.3 系统的其他监控功能

①根据负荷预测软件对第二天的逐时负荷进行预测，再优化控制软件确定第二天系统每个时段的运行模式，自控系统具备根据时间和需要对各运行模式的自动转换功能：

双工况主机制冰模式

融冰单独供冷模式

双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式

双工况主机单独供冷模式

双工况主机制冰兼供冷模式

②控制系统按编排时间表顺序，结合负荷预测软件，控制制冷主机、及外围设备的启停的数量及监视各设备这工作状况与运行参数，如：

——制冷主机启停、状态、故障报警

——制冷剂泄漏报警

——制冷主机运行参数、工况转换

——制冷主机工况转换、缺水保护

——制冷主机供/回水温度、压力遥测、显示

——冷冻水泵启停、状态、故障报警

——乙二醇泵启停、状态、故障报警

——冷却水泵启停、状态、故障报警

——压差旁通阀的压差测量与显示

——冷却塔启停、状态、故障报警

——冷却塔供/回水温度、显示

——板式换热器侧进出口温度、显示

——蓄冰装置进、出口温度遥测、显示

——电动阀开关、调节与阀位显示

——室外温湿度遥测、显示

——蓄冰量测量与显示

——末端冷负荷

——备用水泵选择

③控制系统对一些需要的监测点进行整年趋势记录，控制系统可将整年的负荷情况（包括每天最大的负荷和全日总负荷）和设备运转时间以表格和图表记录下来，供使用者掌握，所有监测点和计算的数据均能自动定时打印。

④控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。

⑤优化控制，根据室外温度天气预报、天气走势、历史记录、自动选择主机优先或融冰优先。在满足末端负荷的前提下，每天使用完储存的冷量，尽量少地运行主机。充分发挥冰储冷系统优势，节约运行费用。

⑥全自动运行，系统根据时间表或完全自动进行制冰和控制系统运行、工况转换，对系统故障进行自动诊断，并向远方报警。触摸屏显示系统运行状态、流程、各节点参数、运行记录、报警记录等。

⑦节假日设定，空调系统根据时间表自动运行，同时可预先设定节假日，使系统根据节假日的要求供冷，控制储冰量和储冰时间。

⑧操作功能

系统设置：冷冻水出（回）水温度设置、储冰量设置、制冷主机出水温度设置、制冰结束温度设置

故障记录：主机故障、水泵/风机故障、系统故障

历史记录：系统负荷、储冰量、融冰量

控制策略：自动根据室外温度系统/运行记录自动选择运行策略、手动人为设置系统运行策略

系统参数：显示系统运行工况及各节点参数、末端负荷、运行工况、制冰速率、储冰槽进出口温度融冰速率、板换冷冻水侧进出口温度阀门开度、储冰量、设备运转情况、剩余冰量、末端负荷变化曲线

运行记录：各工况运行时间段记录、制冰开始/结束记录

5.2.3 蓄冰系统运行模式及策略

冰蓄冷系统在大部分空调使用时间内根据空调负荷的实际情况并结合成都市的电价政策进行优化控制。在空调负荷逐渐下降的时候，冰蓄冷是央空调系统中蓄冰率逐渐上升，空调系统的运行模式也相应逐渐向分量蓄冰转化为全量蓄冰模式。

主要运行原则是低谷电开足主机制冰，高峰电不开或者少开双工况制冷主机，并尽可能减少主机的启停次数，确保前一天的蓄冰量能够在次日白天的供冷中全部融完。主机开启时尽可能让其在高负荷率下运行，提高系统效率。

5.2.3.1 设计日负荷运行工况

结合空调逐时负荷分布图及成都市的电价政策，设计日冰蓄冷空调运行方式如图所示。运行状态如表1所示，具体按以下4种工作模式运行：表1 ：某车站100%设计冷负荷空调系统运行状态表单位：KW

5.2.3.2 非设计日负荷运行状况

在天气发生变化，当负荷逐渐变小，系统将依据实际的冷负荷需求，通过控

制系统调节运行模式，在每一时段内自动调整蓄冰装置融冰供冷及主机供冷的相对应比例，以实现分量蓄冰模式逐步向全量蓄冰模式的运行转化，按照蓄冰装置优先供冷的原则，最大限度在限制主机在电力高峰期间运行，节省运行费用。非设计日蓄冰空调系统按以下模式运行：

（1）冷负荷为75%设计日冷负荷

当冷负荷为设计负荷的75%时，在低谷电时段（如：22：00-6：00）系统自动切换到双工况主机制冰兼供冷模式，双工况主机在制冰工况下满负荷运行，全力制冰8小时内共制的潜热为一定量的冰，并储存在蓄冰装置中，同时部分低温乙二醇溶液经电动阀门调节后进入制冷板式换热器，提供车站夜间所需的负荷。在75%设计日负荷状态下，夜间22：00-6：00系统运行主机制冰兼供冷工况；白天系统运行主机与融冰联合供冷工况，但是在前面4小时以及最后1小时制冷主机开启台数从2台减至1台。其他时间内的建筑物空调负荷则全部由蓄冰装置融冰提供。

（2）冷负荷为50%设计冷负荷

当冷负荷为设计负荷的50%时，在夜间低谷时段（如：22：00-6：00）系统自动切换到双工况主机制冰兼供冷模式，双工况主机在制冰工况下满负荷运行，全力制冰，并储存在蓄冰装置中，制冰期间供冷的控制方法同前。空调系统从如11：30至17；30运行主机与融冰联合供冷工况，根据实际空调负荷，在此时段内开启一台制冷主机即可，其余时间均运行单融冰供冷工况。

（3）冷负荷为25%设计冷负荷

当冷负荷为设计负荷的25%时，在夜间低谷时段（如：22：00-6：00）系统自动切换到双工况主机制冰兼供冷模式，双工况主机在制冰工况下满负荷运行，全力制冰，并储存在蓄冰装置中，制冰期间供冷的控制方法同前。其余时间均运行单独融冰供冷工况。

5.2.4 冰蓄冷冷源方式车站空调水系统、冷机控制流程框图5.2.4.1 空调水系统控制流程框图

空调水系统控制流程图

（空调工况下）

5.2.4.2冰蓄冷冷机控制流程图

（空调工况下）

5.3 冰蓄冷方式冷机控制建议

1）冰蓄冷冷源系统比常规冷源系统工艺流程复杂的多，因此与之相配合的监控系统显得十分重要。

2）根据我们的经验，采用冰蓄冷冷源系统除了考虑到利用峰谷电价政策节约地铁运营成本外，节能即节约电耗也是一个重要因素。因此串联型主机上游配置方案是一个节能的好方案，为此监控系统的现场过程控制必须与此相适应，满足此方案的控制功能要求。

3）在冰蓄冷系统的运行过程中，运行策略将决定系统能否充分发挥利用峰谷电价政策的优势，帮助地铁运行单位省电省钱。因此自控系统的工艺控制过程中对负荷分配安排及制冰融冰供冷等各个工况的控制十分重要。

4）BAS PLC与制冷主机的通讯接口

在冰蓄冷系统中，冰水机组的控制是整个控制系统中最为核心的内容，将直接影响到系统的供冷效果及运行费用。为了更加全面的掌握制冷主机的运行情况以方便操作管理人员对系统运行进行更加合理的控制，制冷主机几个关键子系统（冷媒系统、载冷系统、电机系统、润滑系统）的运行参数均可以通过自控的手段获得并显示在系统上位机上面。

实现的方法是通过一个数据采集、通讯协议转换（在制冷主机招标时要求冷机厂家提供），将制冷主机内部各传感器采集到的数据信号按照制冷主机内自控系统的通讯协议通讯到BAS的PLC中，并实时显示到HMI中。

5）鉴于冰蓄冷冷源系统的运行比常规冷源的运行可供选择的方案要多的多，因此除了现场过程控制的完善外，车站级监控系统和中央级监控系统对其的监控设计也十分重要。

车站级监控系统作为某一个车站的冰蓄冷冷源系统的直接监控者将全面监没与控制冰蓄冷冷源系统的整个制冰、制冷、供冷的全过程，同时协调水系统末端各空调设备的运行，保证车站大系统、小系统的正常运行与其他模式的运行。

中央级监控系统作为全线统一监控管理者将全面了解各个冰蓄冷冷源系统的运行各自的状况，特别是冷机和蓄冰装置地运行状况，以及大系统的环境状况，并对运行策略以及时间表一类的共性问题进行管理、决策和干预。

采用冰蓄冷系统后，对五种工况的恰当有效的运用以用运行策略的运用将给地铁运行带来好的经济效益。这其中依赖于自控系统的应用软件设计，这方面我公司将给以充分的有效的帮助。

6）上述建议有关内容在我们前面《车站冰蓄冷冷源系统的监控》中都已有详细的叙述。