冰蓄冷中央空調(diào)是指在用電低谷時(shí)段采用電能制冰并儲(chǔ)存在蓄冰裝置中,在電網(wǎng)高峰時(shí)段或者需要時(shí),再把冷量從蓄冷裝置中取出來進(jìn)行制冷的中央空調(diào)系統(tǒng),由此來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的“削峰填谷”作用。冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)的推廣和應(yīng)用,有利于促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,并能取得良好社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
冰蓄冷中央空調(diào)由于其“削峰填谷”的特性,使其具有眾多優(yōu)點(diǎn),平衡電網(wǎng)峰谷荷,減緩電廠和供配電設(shè)施的建設(shè);制冷主機(jī)容量減少,減少空調(diào)系統(tǒng)電力增容費(fèi)和供配電設(shè)施費(fèi);利用電網(wǎng)峰谷荷電力差價(jià),降低空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用;節(jié)省水、風(fēng)輸送系統(tǒng)的投資和能耗;相對(duì)濕度較低,空調(diào)品質(zhì)提高,可有效防止中央空調(diào)綜合癥;具有應(yīng)急冷(熱)源,空調(diào)可靠性提高;冷(熱)量全年一對(duì)一配置,能量利用率高。
結(jié)構(gòu)原理
1.蓄冰裝置 蓄冰裝置是冰蓄冷中央空調(diào)中的核心部件。蓄冰裝置按制冰方式和結(jié)構(gòu)形式不同,可分為直接蒸發(fā)式制冰(包括金屬盤管外融冰式和片冰機(jī)、管冰機(jī)式)和間接蒸發(fā)式制冰(包括金屬盤管內(nèi)融冰式和完全凍結(jié)式)。
2.制冷主機(jī) 制冷主機(jī)同其它的中央空調(diào)的大型制冷機(jī)組無異,主要有壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器等部件組成,按照壓縮機(jī)的不同形式,有螺桿式、活塞式以及離心式等幾種形式。
3.板式換熱器 板式換熱器同樣是冰蓄冷中央空調(diào)中的重要設(shè)備,它的工作效率直接影響到熱交換的效率。
4.乙二醇泵、冷凍水泵 乙二醇泵和冷凍水泵的作用主要是給乙二醇溶液和冷凍水提供循環(huán)動(dòng)力,使冰蓄冷中央空調(diào)正常工作。
工藝原理
冰蓄冷中央空調(diào)一般包括多種工作模式,但最主要的兩種工作模式分別為蓄冰模式和釋冰制冷模式。當(dāng)機(jī)組工作在蓄冰模式時(shí),為用戶供冷的水系統(tǒng)是不運(yùn)行的,此時(shí)只有制冷系統(tǒng)工作,蓄冰罐作為蒸發(fā)器,將制冷系統(tǒng)提供的冷量提供給冷水,使其相變蓄冷制冰;而在釋冷模式下,制冷系統(tǒng)不工作,水泵帶動(dòng)水系統(tǒng)中的循環(huán)水,從用戶供冷終端流回的冷媒水與蓄冰罐中的冰進(jìn)行熱交換,使冰融化放冷,待冷卻后重新為用戶供冷。
蓄冰工況 關(guān)閉V2、V4閥門,開啟V1、V3閥門, 使得乙二醇溶液在制冷機(jī)和蓄冰罐之間循環(huán)。隨著制冰時(shí)間的延長(zhǎng),乙二醇溫度逐步降低,在管外完成要求冰量的凍結(jié)。
蓄冰罐供冷工況 制冷機(jī)停止運(yùn)行,但是仍作為系統(tǒng)的通路。通過乙二醇泵將乙二醇溶液送入蓄冰罐,經(jīng)過降溫后的乙二醇溶液進(jìn)入板換換熱。關(guān)閉閥門3,為了控制進(jìn)入板換的乙二醇溫度,將V2、V1閥門設(shè)為調(diào)節(jié)狀態(tài)。
制冷機(jī)、蓄冰罐聯(lián)合供冷工況 為了滿足空調(diào)高峰期時(shí)的用冷量,乙二醇溶液經(jīng)過兩次降溫,即乙二醇溶液先經(jīng)過制冷機(jī)進(jìn)行一次降溫,然后經(jīng)過蓄冰罐進(jìn)行二次降溫。為了控制進(jìn)入板換的乙二醇溶液溫度,調(diào)節(jié)V2、V1閥門來達(dá)到目的。
典型配置
冰蓄冷控制系統(tǒng)通過對(duì)制冷主機(jī)、儲(chǔ)冰裝置、板式熱交換器、冷凍水泵、乙二醇泵、冷卻塔和系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制,調(diào)整儲(chǔ)冰系統(tǒng)各種工況的運(yùn)行模式,在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供穩(wěn)定的供水溫度。冰蓄冷控制系統(tǒng)控制的主要設(shè)備有雙工況主機(jī)、電動(dòng)閥、冷卻塔、冷卻水泵、蓄冰裝置、乙二醇泵和板式換熱器等。
采用HOLLiAS LM PLC的CPU模塊LM3109、數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊LM3210、模擬量輸入擴(kuò)展模塊LM3310B、模擬量輸出擴(kuò)展模塊LM3320和熱敏電阻溫度傳感器輸入模塊LM3314來對(duì)整個(gè)冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制,CPU模塊完成程序的存儲(chǔ)、運(yùn)算,模擬量輸入擴(kuò)展模塊負(fù)責(zé)采集各管路、設(shè)備的壓力和流量等標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào),熱敏電阻溫度傳感器輸入模塊接收安裝在各管路、設(shè)備上的熱敏電阻信號(hào)值,實(shí)現(xiàn)溫度采集,模擬量輸出擴(kuò)展模塊通過輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)來調(diào)節(jié)管路上的各個(gè)調(diào)節(jié)閥。配置圖如右圖所示。
系統(tǒng)特點(diǎn)
HOLLiAS LM PLC作為冰蓄冷中央空調(diào)的控制系統(tǒng),性能優(yōu)異,其使用特點(diǎn)如下:
模擬量輸入模塊LM3310B的分辨率為16位,處理精度為0.2%,能夠準(zhǔn)確采集電流或電壓信號(hào)。
編程軟件PowerPro支持順序功能圖(SFC)編程語言,適合冰蓄冷中央空調(diào)隨時(shí)進(jìn)行不同工況選擇工藝的編程,程序設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化,空調(diào)開發(fā)效率提高。
模擬量輸出擴(kuò)展模塊的兩個(gè)通道可以獨(dú)立配置為電壓或者電流輸出,這樣就能夠滿足不同控制對(duì)象的控制要求。
熱敏電阻溫度傳感器信號(hào)采集模塊,同時(shí)實(shí)現(xiàn)最多8路溫度信號(hào)的采集,最大程度為用戶節(jié)省成本。
LM PLC工作性能可靠穩(wěn)定,能夠滿足冰蓄冷中央空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不停機(jī)的控制需求。
通過采用HOLLiAS LM PLC對(duì)冰蓄冷中央空調(diào)的控制,良好地實(shí)現(xiàn)冰蓄冷中央空調(diào)的制冷功能,同時(shí)還出色地發(fā)揮了冰蓄冷中央空調(diào)“削峰填谷”的節(jié)能作用,控制系統(tǒng)本身也在整個(gè)冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行中體現(xiàn)出了出色的控制性能。