目前,我国建筑物能耗占到城市公共机构能耗的70%以上,以冷冻站为主体的中央空调则占到建筑能耗的40%以上,因此,冷冻站的节能与否将对我国城市公共建筑节能产生重大的影响。
由中国航天科技集团公司中国空间技术研究院北京卫星制造厂自主研发的高效集成冷冻站是一种针对公共建筑中央空调的机房节能设备,是在建筑设计院设计的基础上,以高效节能控制系统为核心,开展二次深化设计和三维仿真,进行设备参数优化,通过工厂预制、模块运输、现场拼装而交付的系统级产品。高效集成冷冻站通过二次深化设计和节能控制算法来达到中央空调系统的最优运行状态,以保证冷冻站的高效节能。
创新系统关联控制技术
实现神舟北极集成冷冻站高效节能
冷冻站由中央空调系统各类设备构成,包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、定压补水系统、水处理系统、管道阀门及控制系统等。冷冻站设备选型确定后节能与否,关键在于控制系统。目前,传统冷冻站大多采用独立PID控制方式,即所谓的单点控制,各主耗电设备控制缺乏关联性,设备运行匹配性差,节能效果并不明显。高效集成冷冻站则突出强调以节能控制系统为核心的理念,将关联控制技术、计算机技术、系统集成技术等优势技术集合应用于中央空调系统控制;开发关联预测控制系统,实现变负荷工况下系统整体综合性能优化和高效稳定运行。
据北京卫星制造厂厂长助理宗文波称,“我们在控制过程中注重把握三点原则:第一,让冷冻机等主要耗电设备工作在性能最优的最佳效率曲线附近;第二,利用相等边际效能原则,在主要设备上选择有效的供电分配,达到以最小供电获得最大冷量的效果;第三,利用按需主动控制原则,当控制系统感知系统的负荷需求时,能够按照预设的冷冻机、冷冻泵、冷却泵和冷却塔对应的最佳功率关系,主动调节系统内各设备运行在最节能状态。”
目前,我们还把全变频技术融入控制系统,实现主设备软启动特性,不仅可延长设备的使用寿命,还降低了配套电气装置对电网的影响,“高效集成冷冻站年均运行效率能够因此提高20%—50%,实现大幅节能”。宗文波如是说。