91精品人妻互换日韩精品久久影视|又粗又大的网站激情文学制服91|亚州A∨无码片中文字慕鲁丝片区|jizz中国无码91麻豆精品福利|午夜成人AA婷婷五月天精品|素人AV在线国产高清不卡片|尤物精品视频影院91日韩|亚洲精品18国产精品闷骚

某動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化(其他)

                      詹利軍 劉剛 甘長(zhǎng)德 魏曙光

                      東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

摘要：冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)控制策略有多種形式，又各有其優(yōu)缺點(diǎn)。本文將制冷主機(jī)運(yùn)行效率與冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略結(jié)合起來，通過計(jì)算制冷主機(jī)逐時(shí)COP值，找到一種更加適合冰蓄冷空調(diào)的運(yùn)行策略，可以大幅節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和降低運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)國(guó)家、電商、用戶的共利同贏。    

關(guān)鍵詞：冰蓄冷空調(diào)冰片滑落式制冷機(jī)效率優(yōu)化控制經(jīng)濟(jì)性

0  引言

    冰蓄冷空調(diào)技術(shù)是移峰填谷，平衡電網(wǎng)負(fù)荷的重要技術(shù)。然而，只有通過合理的優(yōu)化蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略，才能真正發(fā)揮上述優(yōu)勢(shì)。本文通過對(duì)東華大學(xué)松江校區(qū)冰片滑落式冰蓄冷系統(tǒng)的分析、計(jì)算，得到東華大學(xué)松江校區(qū)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷主機(jī)逐時(shí)COP值，以用來指導(dǎo)對(duì)該蓄冷空調(diào)系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化，最后進(jìn)行了整個(gè)供冷季的耗電量和電費(fèi)計(jì)算，表明考慮制冷主機(jī)逐時(shí)效率的蓄冷空調(diào)控制策略能具有更大的節(jié)能空間，有效地降低供冷季的運(yùn)行費(fèi)用。

1  工程概況

  東華大學(xué)（松江）校區(qū)總建筑面積約8.6萬m2，總空調(diào)面積達(dá)5.2萬m²。中央空調(diào)系統(tǒng)采用冰蓄冷（蓄熱）系統(tǒng)方式（圖1），主要包括圖文信息中心、信息理學(xué)學(xué)院樓、人文外語學(xué)院樓、第二餐廳以及校行政辦公樓。夏季尖峰冷負(fù)荷為8790 kW，冬季尖峰熱負(fù)荷為3000 kW。分兩期投入使用，首期尖峰負(fù)荷為：6828 kW，熱負(fù)荷為1600 kW。二期尖峰負(fù)荷為：1960 kW，熱負(fù)荷為：1400 kW。一期裝機(jī)容量為5970 kW，二期裝機(jī)容量為2820 kW，總裝機(jī)容量為8790 kW。    

作為學(xué)校供冷，每天供冷時(shí)間為8:00-22:00，每周供冷五天。周六、周日時(shí)只有少量辦公室、閱覽室開放，可由機(jī)載主機(jī)直接供冷就可以滿足負(fù)荷要求。

2  制冷主機(jī)運(yùn)行效率分析及對(duì)系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化

2.1設(shè)計(jì)日各時(shí)段的冷凝溫度

    夏季室外空氣濕球溫度日變化模型為：

取30.4℃，B0取1005.3kPa，B’取1013.25 k Pa，通過式(1)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列在表1中，濕球溫度一天變化如圖2。

    該工程選用的冷卻塔熱力性能曲線，由計(jì)算出的不同濕球溫度，可以查出冷卻塔的出水溫度，按照當(dāng)前工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，水冷式制冷機(jī)組冷凝溫度比冷凝器出水溫度（冷卻塔出水溫度）高出3～5℃，本文取5℃，由此可得到制冷機(jī)冷凝溫度，結(jié)果見表2。

2.2設(shè)計(jì)日各時(shí)段的蒸發(fā)溫度

  該工程使用Mueller公司的制冷機(jī)組，蒸發(fā)溫度靠外平衡式熱力膨脹閥開度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)外界負(fù)荷較大時(shí)，板式換熱器冷凍水出口溫度較高，所以蒸發(fā)板片進(jìn)水溫度比較高，此時(shí)熱力膨脹閥調(diào)節(jié)加大開度，使得在節(jié)流閥處的壓降減小，由于冷凝壓力幾乎不變，故蒸發(fā)壓力必然升高，蒸發(fā)溫度相對(duì)比較高。反之，外界負(fù)荷較小時(shí)，蒸發(fā)溫度會(huì)相對(duì)較低。

    板式換熱器的一次冷凍水來自于蓄冰槽，冰槽內(nèi)水溫恒定，約為1⁰C，冷凍水回路按定流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量為1148 m³/h，根據(jù)各個(gè)時(shí)段的負(fù)荷，可計(jì)算出冷凍水在板式換熱器的出口水溫。根據(jù)設(shè)備廠提供的電磁膨脹閥資料，電磁膨脹閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)開度，控制蒸發(fā)溫度，蒸發(fā)溫度比蒸發(fā)板片出口冷凍水溫度低約1.5℃，所以，可計(jì)算出蒸發(fā)板片的出口冷凍水溫度，然后再反推出蒸發(fā)溫度，將計(jì)算結(jié)果列在表1中。

2.3設(shè)計(jì)日各時(shí)段制冷機(jī)COP值

    圖3所示為制冷循環(huán)壓焓圖，制冷機(jī)的制冷性能系數(shù)公式如下：

    依據(jù)上述得到的各時(shí)段的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度，通過飽和氟利昂R-22的蒸汽參數(shù)表及壓焓圖查出各個(gè)溫度所對(duì)應(yīng)的焓值，根據(jù)式(2)得到各個(gè)時(shí)段的制冷機(jī)COP值。冷凝溫度和COP值的結(jié)果列于表2中。

    為了尋找影響冷水機(jī)組COP值的因素，現(xiàn)將設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷列在圖4。

    通過對(duì)比表2和圖4，可以發(fā)現(xiàn)：對(duì)于冷水機(jī)組而言，負(fù)荷率對(duì)其COP值影響很大。COP較低時(shí)段8:00-9:00和19:00-22:00分別對(duì)應(yīng)冷負(fù)荷較小的時(shí)段。究其原因，是由于該時(shí)間段負(fù)荷較小時(shí)，冷凍水回水溫度相對(duì)較低，熱力膨脹閥會(huì)根據(jù)冷凍水回水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)開度，從而導(dǎo)致冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度較低，進(jìn)而減小了冷水機(jī)組性能系數(shù)(COP)。

    同樣，非設(shè)計(jì)日時(shí)，由于學(xué)校的特殊性，8:00-9:00和19:00-22:00這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)，圖書館、教室和餐廳等室內(nèi)人員較少，當(dāng)天冷負(fù)荷降低較多，此時(shí)若開啟冷水機(jī)組制冷，恰是冷水機(jī)組COP值較低的時(shí)段，造成能耗和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，故應(yīng)盡量避開。

2.4具體優(yōu)化策略

    對(duì)于設(shè)計(jì)日負(fù)荷下，該優(yōu)化策略和其他控制策略沒有很大的差別，運(yùn)行時(shí)主機(jī)全部開啟在100%負(fù)荷率下運(yùn)行，不足部分由蓄冰槽補(bǔ)充。

    然而，在整個(gè)供冷季，設(shè)計(jì)日負(fù)荷的天數(shù)只占大約10%，其它絕大部分的時(shí)間系統(tǒng)都在非設(shè)計(jì)日負(fù)荷的情況下工作。白天8:00-9:00和19:00-22:00時(shí)間段，不開啟制冷主機(jī)，完全由蓄冰槽通過融冰供冷。這樣就保證了制冷機(jī)不在其COP較低的時(shí)段運(yùn)行。而9:00-19:00時(shí)段，若蓄冰槽剩余冷量Q_c大于該時(shí)段所需冷量Q _a，則不需開啟制冷主機(jī)，仍由蓄冰槽獨(dú)自供冷。反之，則根據(jù)差值大小依次開啟各螺桿制冷機(jī)組，

以保證每臺(tái)制冷主機(jī)運(yùn)行時(shí)處于COP值較高時(shí)段。晚上22:00-6:00時(shí)間段，四臺(tái)機(jī)組均開啟制冰運(yùn)行模式。

    例如，在70%設(shè)計(jì)日負(fù)荷下，對(duì)該考慮制冷主機(jī)COP的優(yōu)化控制和主機(jī)優(yōu)先控制的負(fù)荷分配進(jìn)行比較，見圖5，則非設(shè)計(jì)日時(shí)，該優(yōu)化控制策略的優(yōu)勢(shì)便顯現(xiàn)出來了。

    對(duì)于當(dāng)日負(fù)荷小于或等于30%設(shè)計(jì)日負(fù)荷的情況。由于設(shè)計(jì)該工程時(shí)蓄冰槽提供冷量占總冷量的30%，故可全天利用蓄冰槽供冷，關(guān)閉所有冷水機(jī)組。

3供冷季用電量及電費(fèi)比較

本工程電價(jià)表見表3。

    整個(gè)供冷季按照6月1日到9月30日計(jì)算。其冷負(fù)荷分布頻數(shù)見圖6所示。主機(jī)優(yōu)先供冷策略、蓄冷優(yōu)先策略和結(jié)合制冷機(jī)效率的優(yōu)化控制策略的電耗、電費(fèi)在表4中列出。從列表中可以看到，采用了結(jié)合制冷機(jī)效率的優(yōu)化運(yùn)行控制方式后，整個(gè)供冷劑運(yùn)行費(fèi)用明顯下降，比主機(jī)優(yōu)先策略降低了21.3%，比蓄冷優(yōu)先策略降低了11.6%，充分體現(xiàn)了該運(yùn)行策略下冰蓄冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

4  結(jié)論

    1)通過以上分析可知，對(duì)東華大學(xué)松江校區(qū)所使用的冰蓄冷系統(tǒng)而言，采用考慮制冷機(jī)逐時(shí)效率來優(yōu)化運(yùn)行策略比制冷機(jī)優(yōu)化和蓄冷優(yōu)化策略更加合理，利用制冷機(jī)效率較高時(shí)段開啟主機(jī)制冷，而制冷機(jī)效率較低時(shí)采用蓄冰槽制冷，可以在用電量相當(dāng)?shù)那闆r下大幅度降低整個(gè)供冷季的運(yùn)行費(fèi)用。該蓄冷空調(diào)系統(tǒng)控制策略可以推廣到類似蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中使用。

    2)雖然主機(jī)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度二者都對(duì)制冷機(jī)的制冷效率有影響，但是蒸發(fā)溫度對(duì)COP值的影響相對(duì)冷凝溫度要大很多。而且冷凝溫度與當(dāng)?shù)貪袂驕囟扔泻艽蟮年P(guān)系，因此，對(duì)于在相同地點(diǎn)的制冷機(jī)組，想要改變其冷凝溫度是比較困難的。我們應(yīng)當(dāng)從蒸發(fā)溫度著手，來提高制冷主機(jī)的COP值。

    3)蓄冷空調(diào)已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，把制冷機(jī)逐時(shí)效率與蓄冷空調(diào)控制策略結(jié)合起來的選擇性開機(jī)運(yùn)行策略不僅可以實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)的高效運(yùn)行，提高制冷機(jī)的高制冷效率，而且充分發(fā)揮蓄冷空調(diào)利用低谷電能、移峰填谷和提高電網(wǎng)安全運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，達(dá)到高效節(jié)能和降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。