冰蓄冷空调系统运行优化控制

冰蓄冷空调系统运行优化控制摘要：随着社会的发展与进步，重视冰蓄冷空调系统运行优化控制对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍冰蓄冷空调系统运行优化控制的有关内容。关键词空调；系统；原理；蓄冷；优化；控制；策略；中图分类号：TB494文献标识码：A文章编号：引言近年来，随着我国经济的快速增长，人们的生活水平较之以往有了很大程度的改善，与此同时，人们对生活及工作环境的舒适性也提出了更高的要求。为了满足人们的需求，各类建筑中均安装了空调系统。然而，常规的空调系统由于能耗较大，从而增大了建筑的整体能耗，这不符合我国大力提倡的节能减排政策，为了进一步降低空调能耗，蓄能空调系统应运而生。冰蓄冷空调作为蓄能空调的一种，它凭借自身诸多的优点被广泛用于各类建筑当中，并且都获得了十分良好的效果。一冰蓄冷空调系统概述冰蓄冷空调属于蓄能空调的一种，蓄能空调最大的作用是能够缓解峰谷时段的用电压力，借此来确保电网能够安全稳定运行。冰蓄冷空调系统主要是利用电制冷机在用电低谷时进行制冰，再通过水的潜热特性将这部分制冷量存储在系统当中，当用电高峰期到来时，将预先存储的冷量释放出来，达到制冷的效果。冰蓄冷空调系统以其前期投资成本低、设备所占用的空间小、低运行费用等优点，现已成为最常用的空调系统。目前，冰蓄冷空调系统的种类较为繁多，按照系统制冰形态可将之大致分为两大类：一类是动态型，将生成的冰连续或间断地剥离，最常用的是在若干平行板内通以冷媒，在板面上喷水并使其结冰，待冰层达到适当厚度，再加热板面，使冰片剥离；另一类是静态型，在换热器上结冰与融冰；最常用的为浸水盘管的外制、内融冰方式。二冰蓄冷空调系统原理及主要特点2.1冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用冰蓄冷介质的显热或者潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。2.2冰蓄冷空调系统具有以下主要特点:(1)降低空调系统的运行费用。(2)制冷机组的容量小于常规空调系统,空调系统相应的冷却塔、水泵、输变电系统容量减少。(3)在某些常规空调系统配上冰设备,可以提高30%50%的供冷能力。(4)可以作为稳定的冷源供应,提高空调系统的运行可靠性。(5)制冷设备大多处于满负荷的运行状况,减少开停机次数,延长设备寿命。(6)对电网进行削峰填谷,提高于电网运行稳定性、经济性,降低发电装机容量。(7)减少发电厂对环境的污染。2.3冰蓄冷系统的主要优点有：（1）转移制冷机组用电时间，起到了转移电力高峰期用电负荷的作用；（2）冰蓄冷系统的制冷设备容量和装设供率小于常规空调系统；（3）冰蓄冷系统的运行费用由于电力部门实施峰、谷分时电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值越大，得益越大；（4）冰蓄冷系统中制冷设备满负荷运行的比例增大，状态稳定，提高了设备利用率。2.4冰蓄冷系统的主要缺点：是一次性投资比常规空调系统要高。如果计入共电增容费及用点集资费等，有可能投资相当或者增加不多。冰蓄冷技术是利用峰谷电价的差别将用电高峰时的空调负荷转移到电价较为便宜的夜间，从而节约运行费用，缓解目前“电力不足、电量有余”的状况。但是，传统的冰蓄冷空调系统只能节省运行费用而不节能，从能量利用角度来看，实际上是一种耗能系统。要想冰蓄冷技术真正得到推广，首先要实行峰谷电价政策，继续拉大峰谷电价差。其次，解决冰蓄冷系统较常规系统的能量损耗和减少增加的初投资问题。三冰蓄冷空调系统的运行优化控制策略通过对安装冰蓄冷空调系统的建筑进行调查，结果显示有很大一部分系统由于运行控制策略制定的不科学、不合理，导致实际制冷量储存的过少，从而难以达到系统运行的负荷需求，使得空调系统的使用效果不佳。针对这一问题，应对其运行流程进行优化，以此来达到最佳运行效果。3.1冰蓄冷空调运行策略3.1.1系统的蓄冷容量-主要有全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷。部分蓄冷又可分为：“负荷均衡”蓄冷和“需求限定”蓄冷两种；3.1.2基载负荷的提供方式-采用双工况制冷机或基载制冷机提供；3.1.3蓄冷系统的运行工况-制冷机和蓄冰装置在各时段的运行组合方式，主要有：制冷机蓄冰、制冷机单独供冷、蓄冰装置单独供冷、制冷机蓄冷并同时供冷、制冷机与蓄冰装置联合供冷以及待机6个运行工况；3.1.4蓄、释冷周期-系统在一个蓄、释冷周期内所花费的时间，通常根据冷负荷的特点选择，一般采用24h为一个蓄、释冷周期。3.2冰蓄冷空调控制策略3.2.1制冷机与蓄冰装置的运行-制冷机与蓄冰装置优先运行的次序，直接影响着蓄冷系统的初投资和运行费用。为了有效地降低其费用，通常采用设计工况下的制冷机运行优先以及非设计工况下的蓄冰装置运行优先的策略；3.2.2蓄冷时间的控制-为降低运行费用，系统蓄冷时间的确定一般以整个低估电价时段作为制冷机蓄冷的工作时间；3.2.3系统流程：通常可按以下几个方面进行划分和选择（1）制冷机与蓄冰装置的相互关系-依据选择的冰蓄冷方式和空调末端要求的进、出水温及温差，确定系统的串联或并联形式；（2）制冷主机与蓄冰装置的位置关系-在串联形式中，依据选择的冰蓄冷方式的特性和系统运行的经济性，确定制冷机的上游或下游设置方式；（3）水泵的设置-依据冷负荷容量大小和系统运行的经济性，确定各功能水泵的设置时单泵、双泵还是多泵等形式；（4）蓄冷系统与空调末端系统的连接方式-依据系统的容量大小和空调末端的使用和连接特性，选择直接或间接两种连接方式；（5）基载制冷机与蓄冷系统的连接方式-基载制冷机与蓄冷系统在空调水系统中可有串联或并联两种连接方式。3.3制冷机组运行优化控制在整个空调系统当中，制冷机组与蓄冷设备同样重要，对其进行运行优化控制，能够使系统的运行达到更加的效果。制冷机组在整个系统中起着直接供冷的作用，其供冷能力是有一定限度的，当系统的运行负荷超出这部分限度时，应采取蓄冷设备补充系统所需冷量的方式来加以解决。对于制冷机组的优先运行仅仅适合在电网运行比较稳定地方使用，并且不存在电价差，即全天电价一致。通过有效地降低整个系统在用电高峰期的负荷值，能够达到降低系统运行费用的目的。3.4降低系统送风温度对于大多数建筑来讲，冰蓄冷空调系统的正常送风温度应达到12，各别建筑根据不同需求也会将这一温度控制在510左右。通过降低送风温度能够有效地减少相同负荷条件下的送风总量，进而使整个系统的能耗有所下降。从流体力学的角度进行分析，可以得出以下结论：系统实际送风温度降低，风管的直径会随之减小，这样不仅能够有效地节约系统前期投资成本，而且还能够使系统更加节能。结束语总而言之，在我国能源日益紧缺的今天，节能降耗已经成为必然趋势。对于建筑中能耗较大的空调系统而言，必须对其采取有效的运行优化控制策略，从根本上降低能耗。冰蓄冷空调系统本身的节能效果较之常规空调系统要明显很多，再通过对其运行进行优化控制，则能够达到最佳的节能效果。因此，研究冰蓄冷空调系统的运行优化控制策略对于整个系统的安全、稳定、节能以及经济运行，具有极其重要的现实意义。参考文献1林建泉.舒朝晖.谢军龙.陈焕新.小型过冷式冰蓄冷空调系统的优化控制分析A.2009湖北省暖通空调制冷及热能动力学术年会论文集C.2009(12).2王雪梅.李炎锋.吕子强.基于负荷动态模拟的冰蓄冷系统优化控制分析J.沈阳