冰蓄冷系统蓄冷设备优先运行模式如下:
基本原理
在蓄冷设备优先运行模式下,系统会优先利用蓄冷设备(如冰蓄冷槽等)中储存的冷量来满足建筑物的冷负荷需求。其核心思路是尽可能先消耗已经在非用电高峰时段(也就是蓄冷时段)储存起来的冷量,以达到移峰填谷、节省运行费用以及优化电力资源利用等目的。
运行时段及过程
蓄冷阶段:
通常在夜间等电力低谷时段(电网负荷较低、电价便宜的时候),制冷机组开启,利用此时的低价电力驱动,将建筑物空调系统中的冷媒(比如乙二醇溶液等)冷却,使其在蓄冷设备中冻结成冰,从而把冷量储存起来。例如,很多冰蓄冷系统会选择在夜间 10 点至次日凌晨 6 点左右进行蓄冷操作,这个时间段的电价往往是峰时电价的几分之一,大大降低了制冷成本。
制冷机组产生的低温冷媒进入蓄冷设备(如盘管式冰蓄冷槽内的盘管周围),不断释放冷量,让蓄冷设备中的水逐渐结冰,完成冷量的储存过程。
供冷阶段(优先使用蓄冷设备):
当建筑物需要供冷时(比如白天办公时间等冷负荷出现时段),首先会开启相应的阀门等控制装置,让载冷剂(如乙二醇溶液)先流经蓄冷设备,吸收其中储存的冷量,然后再将低温载冷剂输送到空调末端设备(如风机盘管、空调机组等),对室内空气进行冷却降温,满足室内制冷需求。
在这个过程中,只要蓄冷设备中储存的冷量能够满足当前冷负荷要求,制冷机组一般是处于关闭或者低负荷待机状态。例如,对于一个小型商业建筑,在上午刚上班后的一段时间内,室内人员还较少、冷负荷相对较低,此时仅依靠冰蓄冷设备释放的冷量就可维持室内舒适温度,就不需要开启制冷机组。
随着冷负荷需求的增加以及蓄冷设备中冷量的不断消耗,系统会实时监测相关参数(如蓄冷设备的温度、载冷剂的出口温度、室内实际温度等),判断是否需要启动制冷机组进行补充制冷。
控制策略及监测
控制策略方面:
通过楼宇自控系统(Building Automation System,BAS)或者专门的冰蓄冷控制系统,对整个系统的运行进行智能调控。根据预先设定的控制逻辑,比如按照时间、冷负荷预测值等因素,决定蓄冷设备和制冷机组的启停以及阀门的开度等操作。
例如,系统可以根据历史同期冷负荷数据以及当天的天气预报信息等,预测出不同时段的大致冷负荷情况。如果预测到某个时段冷负荷较低,就持续优先使用蓄冷设备供冷;若预测冷负荷将快速升高超过蓄冷设备供冷能力,就提前安排制冷机组做好启动准备。
监测方面:
重点监测蓄冷设备的蓄冷量情况(可以通过测量蓄冷设备内的温度、冰的厚度、冷媒液位等参数间接判断)、载冷剂的温度和流量(确保能有效带走冷量并输送到末端)、制冷机组的运行状态(如压缩机的进出口压力、油温等)以及室内环境温度等。
一旦监测到蓄冷设备的蓄冷量快要耗尽、室内温度无法维持在设定范围内等异常情况,控制系统会及时做出反应,调整运行模式,比如加大制冷机组的制冷量或者改变阀门流向等,保证供冷的连续性和稳定性。
优势与局限性
优势:
节省电费成本:充分利用低谷电价时段蓄冷,减少在高峰电价时段制冷机组的运行时间,降低用电费用,尤其对于用电负荷较大的商业建筑、工业厂房等,经济效益明显。
平衡电网负荷:有助于电网削峰填谷,提高电网运行的稳定性和能源利用效率,符合能源管理和可持续发展的要求。
设备使用寿命延长:制冷机组在低谷时段相对稳定运行进行蓄冷,避免了长时间在高峰负荷下频繁启停或高负荷运转,有利于延长设备的使用寿命,减少维修保养成本。
局限性:
初投资较高:冰蓄冷系统相比传统空调制冷系统,需要额外配置蓄冷设备(如蓄冷槽、相关控制装置等),使得整个系统的初投资成本增加,这在一定程度上限制了其应用范围,尤其是对于小型项目或者资金有限的用户来说可能较难接受。
系统控制复杂:需要精确的控制策略和专业的运维管理,对操作人员的技术水平和管理能力要求较高。如果控制不当,可能出现冷量供应不足、设备故障等问题,影响供冷效果和系统的可靠性。
总体而言,冰蓄冷系统的蓄冷设备优先运行模式在合理应用的情况下,能带来良好的经济效益和社会效益,是一种值得推广的节能供冷方式,不过要充分考虑其特点以及项目自身的实际情况来选用。