冰蓄冷系统自动控制运行模式较为复杂,以下是详细介绍:
1. 整体运行原理
冰蓄冷系统主要是利用夜间低谷电价时段电力制冰,将冷量以冰的形式储存起来,在白天用电高峰且空调用冷需求大时,把储存的冷量释放出来供冷,从而达到移峰填谷、节省运行费用的目的。其自动控制运行模式旨在根据不同时段的电价、建筑冷负荷需求等因素,合理协调制冷机组、蓄冰装置、板式换热器等各部件的工作状态。
2. 主要运行模式及控制策略
制冷蓄冰模式(通常在夜间低谷电价时段):
温度控制:控制系统监测蓄冰装置内的温度情况,当温度高于设定的上限值(例如,对于常见的冰蓄冷系统,这个上限温度可能设定在 - 3℃左右,不同系统会有差异),会自动启动制冷机组,让其制取低温冷媒(一般为乙二醇溶液等载冷剂),使其温度降低到适合制冰的范围,比如 - 5℃至 - 8℃,然后将低温冷媒输送到蓄冰装置中,促使蓄冰装置内的水结冰储存冷量。
流量控制:调节载冷剂的流量,使其以合适的流速进入蓄冰装置,确保制冰过程均匀且高效。流量通常根据制冷机组的制冷量、蓄冰装置的大小等因素由控制系统依据预设的算法进行调节,例如,通过变频水泵来改变流量大小。
运行时间控制:依据事先设定好的低谷电价时段时长以及蓄冰目标量来控制制冷机组的运行时间。比如,低谷电价时段是从晚上 10 点到次日早上 6 点共 8 个小时,控制系统会根据当前蓄冰装置已储存的冷量情况以及要达到的满蓄冰量等参数,来决定制冷机组是全程运行还是阶段性运行,以完成蓄冰任务。
融冰供冷模式(一般在用电高峰且有冷负荷需求时段):
负荷需求匹配控制:控制系统实时监测建筑物内的冷负荷需求(通过室内温度传感器、空调末端设备的反馈等途径获取信息),当冷负荷需求增大时,自动调节蓄冰装置融冰的速度,让释放出的冷量能够匹配当前的用冷需求。例如,当室内温度升高,意味着冷负荷增大,控制系统会增加流向蓄冰装置的载冷剂流量,加快融冰速度,增强供冷能力。
温度调节控制:监测从蓄冰装置流出的载冷剂温度,载冷剂经过融冰升温后,需要控制其温度在合适的范围输送到板式换热器等设备去进一步为空调系统供冷。如果温度过高不符合供冷要求,可能会调节载冷剂在蓄冰装置内的流动路径或者流量等参数,使其充分与冰进行热交换,达到合适的供冷温度,一般在 2℃至 7℃左右供向后续环节。
融冰量控制:根据当前冷负荷以及蓄冰装置内剩余的冰量情况,合理控制融冰量。比如采用先进的预测算法,结合历史用冷数据以及当前时段的特点(如室外温度、建筑物内人员活动情况等影响冷负荷的因素),预估接下来一段时间的冷负荷,以此来决定每个时间段内融冰的多少,避免过度融冰或者融冰不足影响供冷效果和系统整体经济性。
联合供冷模式(制冷机组和蓄冰装置同时供冷,常在冷负荷较大且部分时段电价非低谷时采用):
负荷分配控制:按照建筑物实时冷负荷需求,合理分配制冷机组和蓄冰装置各自承担的供冷比例。例如,通过计算当前总冷负荷以及制冷机组和蓄冰装置的供冷能力,让制冷机组提供一部分稳定的基础冷量,而蓄冰装置根据负荷波动情况适时补充额外冷量,控制系统根据两者的性能特点、运行成本等因素动态调整这个分配比例,使得整体供冷既能满足需求又能优化运行成本。
协调运行控制:协调制冷机组和蓄冰装置的启停、运行参数等,确保两者配合默契。比如,控制制冷机组的制冷温度、载冷剂流量等参数,使其与蓄冰装置输出的冷量相匹配,在板式换热器处能够良好地混合,为空调系统提供温度、流量稳定的冷媒,满足末端空调设备的用冷要求。同时,要避免两者运行出现冲突,如制冷机组和蓄冰装置同时过度供冷或者供冷不足等情况。
3. 传感器与控制器的作用
传感器类型及作用:
温度传感器:在蓄冰装置内、制冷机组的进出口、板式换热器进出口、空调末端等关键位置安装,用于实时监测各处的温度情况,为控制系统判断系统运行状态、调节运行参数提供依据。例如,蓄冰装置内的温度传感器反馈的温度值决定了是否要启动或者停止制冷机组进行蓄冰操作。
流量传感器:安装在载冷剂管道上,监测载冷剂的流量大小,帮助控制系统精准调节水泵的转速等,实现对流量的准确控制,保证制冷、蓄冰、融冰等过程的正常高效进行。
压力传感器:检测管道内载冷剂的压力情况,防止出现压力过高或者过低影响系统安全和正常运行的问题,比如当压力过高时,控制系统可以调节阀门开度等进行减压操作。
控制器功能:
逻辑判断与决策:基于传感器采集到的各种数据,按照预设的控制逻辑进行判断,然后做出决策,例如决定制冷机组何时启动、停止,水泵的流量调节幅度等。像当温度传感器显示蓄冰装置内温度达到设定下限且冷负荷需求不大时,控制器就会决策停止制冷机组运行,进入待机状态。
参数调节与指令发送:根据决策结果,向各个执行部件(如制冷机组、水泵、阀门等)发送控制指令,调节相应的运行参数。比如向变频水泵发送改变频率的指令,从而改变载冷剂的流量,或者向制冷机组发送调节制冷量的指令,使其输出符合当前需求的低温冷媒。
4. 自动控制运行模式的优势
节能与成本优化:通过精准控制在低谷电价时段蓄冰,高峰电价时段用冰供冷,大幅降低了电费成本,同时提高了能源利用效率,实现了对电网负荷的有效调节,符合节能减排的要求。
供冷稳定性与可靠性:能实时根据建筑内冷负荷变化自动调整供冷状态,确保室内温度稳定、舒适,并且在部分设备出现故障等突发情况下,可以通过灵活调整运行模式,利用其他正常部件继续保障供冷,提高了系统整体的可靠性。
冰蓄冷系统自动控制运行模式就是通过各种传感器、控制器以及合理的控制策略,协调各部件在不同工况下高效、稳定地运行,达到节能供冷的目的。