目前,我國建筑物能耗占到城市公共機構能耗的70%以上,以冷凍站為主體的中央空調則占到建筑能耗的40%以上,因此,冷凍站的節能與否將對我國城市公共建筑節能產生重大的影響。
由中國航天科技集團公司中國空間技術研究院北京衛星制造廠自主研發的高效集成冷凍站是一種針對公共建筑中央空調的機房節能設備,是在建筑設計院設計的基礎上,以高效節能控制系統為核心,開展二次深化設計和三維仿真,進行設備參數優化,通過工廠預制、模塊運輸、現場拼裝而交付的系統級產品。高效集成冷凍站通過二次深化設計和節能控制算法來達到中央空調系統的最優運行狀態,以保證冷凍站的高效節能。
創新系統關聯控制技術
實現神舟北極集成冷凍站高效節能
冷凍站由中央空調系統各類設備構成,包括制冷機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、定壓補水系統、水處理系統、管道閥門及控制系統等。冷凍站設備選型確定后節能與否,關鍵在于控制系統。目前,傳統冷凍站大多采用獨立PID控制方式,即所謂的單點控制,各主耗電設備控制缺乏關聯性,設備運行匹配性差,節能效果并不明顯。高效集成冷凍站則突出強調以節能控制系統為核心的理念,將關聯控制技術、計算機技術、系統集成技術等優勢技術集合應用于中央空調系統控制;開發關聯預測控制系統,實現變負荷工況下系統整體綜合性能優化和高效穩定運行。
據北京衛星制造廠廠長助理宗文波稱,“我們在控制過程中注重把握三點原則:第一,讓冷凍機等主要耗電設備工作在性能最優的最佳效率曲線附近;第二,利用相等邊際效能原則,在主要設備上選擇有效的供電分配,達到以最小供電獲得最大冷量的效果;第三,利用按需主動控制原則,當控制系統感知系統的負荷需求時,能夠按照預設的冷凍機、冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔對應的最佳功率關系,主動調節系統內各設備運行在最節能狀態。”
目前,我們還把全變頻技術融入控制系統,實現主設備軟啟動特性,不僅可延長設備的使用壽命,還降低了配套電氣裝置對電網的影響,“高效集成冷凍站年均運行效率能夠因此提高20%—50%,實現大幅節能”。宗文波如是說。