浅谈冰蓄冷中央空调系统的自控流程

浅谈冰蓄冷中央空调系统的自控流程摘要：冰蓄冷中央空调技术是对能源利用方式的一种转移和改变。

随着能源危机和峰、谷电价差异的出现，能够移峰填谷的冰蓄冷
中央空调技术应运而生。

本文阐述了冰蓄冷系统的工艺原理，结构组成及自控流程，总结了冰蓄冷中央空调技术的优点，指出该技术前景广阔，值得推广。

关键词：冰蓄冷中央空调自控流程趋势
中图分类号：tb657.2文献标识码：a 文章编号：
1 冰蓄冷中央空调技术的优点
1) 利用电网谷荷电力，平衡电网负荷，减缓发电厂和配套设施的建设。

2) 制冷机组容量减少，减少电力增容费和供电设备费以及每年运行的基本电费。

3) 利用峰谷荷电力差价，降低空调运行费用。

4) 冷冻水温度可低到 1 ℃～4 ℃，能实现低温送风，冷却速度快，空调质量好，并节约空调末端用电功率和设备费用。

5)冷却塔、冷却水泵配管等辅助设施减少，节约投资和运行费用。

6) 有条件使全年空调需冷量和供冷量一对一配合，可节约全年运转电力。

7) 具有应急冷源，利用建筑物自备电源，可不间断空调使用，提供其可靠性。

8) 可用于无电力增容条件或限制增容的空调工程。

2 控制模式
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单独为建筑物供冷，也可以两者同时供冷。

在夜间，控制系统通过
预测次日负荷的需求，决定当晚的蓄冰量，以免过量蓄冰，造成不必要的浪费；日间，则通过预测当日逐时负荷需求，测定冰槽剩余冰量，计算出包括制冷机组在内的整个系统在未来的供冷能力，并据此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，最终达到日间用完所有的蓄冰量，但又不至于过早用完，以充分发挥蓄冰系统的节能优势，以上策略即为系统的运行策略。

2.1 双工况主机制冰模式
在夜间利用优惠的低谷价和低峰负荷，双工况主机全力制冰，将制得的冷量储存在蓄冰装置中。

打开双工况制冷机组蒸发器、冷凝器出口阀门，将制冷主机出来的低温乙二醇溶液（-6℃）泵入蓄冰槽中与水发生热交换，水放出潜热后在乙二醇管壁外结冰，乙二醇溶液吸收水的潜热后温度升高至-3.6℃。

随着制冷机不断的制取低温溶液，直到蓄冰结束，待白天高峰负荷时使用。

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

a.冰槽液位传感器指示已储存额定冰量。

b.控制系统的时间程序指示为非蓄冰时间。

c.当双工况主机出口温度低于-6℃（可调）时或蓄冰装置的出水温度降到-4℃（可调）。

2.2 基载主机直供运行方式
当蓄冰槽释冷结束时或供冷负荷进行必需的临时调度时，仅基
载制冷机组直接供冷，而蓄冰槽不工作。

通过控制器关闭双工况主机及相关附件，基载机组承担空调负荷。

此时，基载主机制取6℃的空调冷冻水经二次泵送到末端供冷，12℃的空调回水汇聚于集水器中经一次冷冻泵送入主机蒸发器再次制冷。

2.3 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，乙二醇溶液在主机(此时主机不供冷)、蓄冰装置、板换和乙二醇泵之间形成循环。

乙二醇溶液进入蓄冰装置，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降至4℃，进入板换和冷冻水进行热交换，产生6℃的冷冻水，满足空调的要求。

换热后的乙二醇溶液温度升高到10℃，再回到蓄冰装置降温。

此时，所有主机都不运行，仅有几台水泵和乙二醇泵再循环，所以运行费用很低。

2.4 基载主机和融冰联供运行方式
当用户冷负荷大于冰槽融冰所产生的冷量需要蓄冰槽和基载机组同时运行供冷模式。

本系统按分量蓄冷运行策略设计，在较热季节大都需要采用此运行模式。

此工况下基载制冷机组、基载一次泵、乙二醇泵、蓄冷槽、板式换热器均投入运行，微机控制系统根据动态负荷预测的数据，控制蓄冷罐释冷量的大小，使蓄冷罐的蓄冷量当天基本用尽，又不能出现最后几小时蓄冷系统供不应求，使冰蓄冷系统运行达到最经济的效果。

3 设备控制
3.1 乙二醇水泵控制
本项目乙二醇泵配置了变频器，乙二醇泵控制策略如下：
当单融冰工况下，根据板换的冷水侧出水温度控制乙二醇泵频率。

当需要双工矿机组单独运行时，对应的乙二醇泵的的运行台数与双工矿主机台数对应，满载运行。

当需要双工矿机组与冰槽联供运行时，对应的乙二醇泵的的运行台数大于等于双工矿主机运行台数，实际运行台数根据板换实际换热量需要的乙二醇泵台数，乙二醇泵满载运行。

3.2 水泵控制
在自控系统的控制下：所有并联的水泵都能够实现以下功能：相互备用－在相互并联的一组水泵中，任意一台水泵发生故障，控制系统都可以将另外一台停止状态的水泵（无故障）投入运行。

故障显示－控制系统监视水泵的配电柜热继保护器，（如果有变频器，则直接监视变频器状态）。

一旦水泵发生故障，控制系统马上停止相关设备并报警。

时间计算，轮流运行－控制系统可以统计计算水泵运行次数和累计运行时间，并且根据时间及状态合理轮流安排水泵运行。

保证每台水泵累计运行时间大致相等，减少故障率，提高效率。

3.3 定压装置及补水装置控制
冷冻水定压补水装置和乙二醇定压补水装置是整套设备，本身
集成传感器、控制器，根据压力自动进行补水定压。

因此江森自控的控制系统只需要监视其运行状态、系统压力。

3.4 板换控制
板换供冷时，江森控制系统通过监测板式换热器在冷冻水侧的出水温度来调节（pi调节）板换乙二醇侧的两个调节阀开度，保证供冷板换出水温度6摄氏度。

板换不供冷时，江森控制系统将乙二醇侧的板换进口阀门关闭，旁通过板换的阀门打开，让乙二醇溶液全部旁通过板换（不流经板换），直接流回双工矿机组和冰槽
4冰蓄冷中央空调技术展望
近年来随着产业结构的调整和社会消费水平的提高，用电负荷的构成也发生明显变化，使电网高峰时段用电负荷增长很大;而在电网低谷时间，用电明显减少，电网峰谷荷差拉大，低谷发电设备能力被闲置，水电弃水严重，资源浪费。

据东北、京津唐、福建、四川、广东、浙江、山西、山东几个电网的统计，电网峰谷荷差均在 25%～40%。

采用经济和技术手段，使一部分可转移的高峰电力转移到电网谷荷时段用电，这将产生极大的社会效益，因此中央空调采用储冷技术实现向谷荷电要冷气是国家用电政策之所需，而国外发达国家冰蓄冷空调应用很广泛，均制订优惠政策予储冰系统，对用户转移高峰电力予以奖励，同时对有意使用储冰系统的用户享受半价甚至完全免费的谷荷电价，我国电力部门也对冰蓄冷给予极高的关注，各地电力部门纷纷制订优惠政策予以鼓励，所以说冰蓄
冷空调技术的应用是世界性趋势，符合国际上提出的低碳、可持续发展要求，相信在我国的应用将会越来越广泛。

参考文献:
［1］ gb 50243-2002，通风与空调工程施工质量验收规范［s］．［2］ gb 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范［s］．［3］ 06k610，冰蓄冷系统设计与施工图集［s］．。