系统流程图与系统控制策略

3．3．4　系统流程图与系统控制策略

蓄冰系统的设计是多样化的。以下的基本流程图和控制策略是最基本的设计指南，可适用于99%的蓄冰项目。

根据分时电价改变蓄冰系统中设备的运行模式，可以优化能源、节约成本。以下系统流程图与控制策略可以为使用方或设计方提供蓄冰系统的各个设备、管道的配置方案以及相对应的控制策略。请注意，在以下介绍的全部控制策略中，在外融冰系统中，空气搅动装置均在制冰模式开始后的最初2个小时内和每次融冰供冷时运行；而在内融冰系统中通常不使用空气搅动装置。

主机可以是风冷式或水冷式。冷凝风机、冷却泵与冷却水塔风机的运行与各自主机的运行有关。为了简化流程图与控制策略，以下就几种系统及其控制策略以流程图及控制策略表形式作一介绍。

为了使外融冰系统成功地运行，必须要特别注意蓄冰设备厂家所提供的布置指导。蓄冰槽是一个开式系统，因此，冰水泵（IWp）的吸入点必须位于蓄冰槽水位以下以保持吸入压头。冰水管道必须设计为只允许最少量的水在冰水泵关闭后回灌到蓄冰槽。另一个方法是提升蓄冰槽高度，使得其水位在系统的高点或采用板式换热器来分隔回路。

在融冰过程中，蓄冰槽的水位应保持没过冰盘管顶部处25．4～50．8mm。

1）外融冰

（1）基本流程和控制策略

图3．40为外融冰基本流程图。

图3．40　外融冰基本流程图

其控制策略如表3．12所示。

表3．12　外融冰流程控制策略

注释：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路中的泵可以使用变频（VFD）。

（2）带有热交换器的外融冰流程和控制策略

冰水回路与冷冻水回路通过热交换器分隔开的外融冰流程图如图3．41所示。

图3．41　带有热交换器的外融冰流程图

其控制策略如表3．13所示。

表3．13　带有热交换器的外融冰流程控制策略

注：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路途中的泵可以使用变频（VFD）。

（3）基载主机与热交换器串联的外融冰系统

常规基载主机与热交换器串联的外融冰流程如图3．40，其控制策略如表3．14所示。

表3．14　常规基载主机与热交换器串联的外融冰流程控制策略

注：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路中的系可以使用变频（VFD）。

（4）冰水/冷冻水热交换器与乙二醇/冷冻水热交换器串联的外融冰系统

如图3．42所示为冰水/冷冻水热交换器与乙二醇/冷冻水热交换器串联的外融冰流程图，其控制策略如表3．15所示。

图3．42　冰水/冷冻水热交换器与乙二醇/冷冻水热交换器串联的外融冰流程图

表3．15　冰水/冷冻水热交换器与乙二醇/冷冻水热交换器串联的外融冰流程控制策略

注：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路中的系可以使用变频（VFD）。

（5）基载主机与冰水/冷冻水热交换器并联的外融冰系统

常规基载主机与冰水/冷冻水热交换器并联的外融冰流程如图3．43所示，其控制策略如表3．16所示。

图3．43　常规基载主机与冰水/冷冻水热交换器并联的外融冰流程图

表3．16　常规基载主机与冰水/冷冻水热交换器并联的外融冰流程控制策略

注：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路中的系可以使用变频（VFD）。

（6）带有双蒸发器主机的外融冰系统

带有双蒸发器主机的外融冰流程如图3．44所示，其控制策略如表3．17所示。

图3．44　带有双蒸发器主机的外融冰流程图

表3．17　带有双蒸发器主机的外融冰流程控制策略

注：温度传感器控制阀V－1；空气泵在制冰的前2个小时和融冰时运行；二次回路中的系可以使用变频（VFD）。

2）内融冰

内融冰蓄冰系统的流程和控制策略与外融冰系统的不同，蓄冰槽中的冰水不在系统中循环。乙二醇的温度根据运行模式的不同而改变，提供所要求的冷量。

（1）内融冰基本流程和控制策略

内融冰基本流程参见图3．38，其控制策略表如表3．18所示。

表3．18　内融冰基本流程控制策略

＊　可选择的空气搅动装置通常只用于满足特定项目融冰温度。注：温度传感器控制V－1阀，然而在制冰供冷模式时，温度传感器控制V－2阀；二次回路中的泵可以使用变频（VFD）。

（2）带有乙二醇/冷冻水热交换器的内融冰系统

带有乙二醇/冷冻水热交换器的内融冰流程如图3．45所示，其控制策略如表3．19所示。

图3．45　带有乙二醇/冷冻水热交换器的内融冰流程图

表3．19　带有乙二醇/冷冻水热交换器的内融冰流程控制策略

＊　可选择的空气搅动装置通常只用于满足特定项目融冰温度，如果使用时，空气搅动装置在制冰模式开始后的最初2个小时及融冰时运行。

注：温度传感器控制阀V－1，然而在制冰供冷模式时，温度传感器控制V－2阀；泵Gp2及CHs可以使用变频（VFD）。

（3）两个相互串联的常规基载主机与乙二醇/冷冻水热交换器并联的内融冰系统

两个相互串联的常规基载主机与乙二醇/冷冻水热交换器并联的内融冰流程如图3．46所示，其控制策略如表3．20所示。

图3．46　两个相互串联的常规基载主机与乙二醇/冷冻水热交换器并联的内融冰流程图

表3．20　两个相互串联的常规基载主机与乙二醇/冷冻水热交换器并联的内融冰流程控制策略

＊　可选择的空气搅动通常只满足特定项目融冰温度。

注：温度传感器控制V－1阀，制冰供冷模式时除外；泵CHs－1可以使用变频（VFD）。

3）区域供冷

区域供冷站利用冰蓄冷，可以节省初投资和能源成本。一般以11．1℃的温差来确定冷冻水输送管道的尺寸，这样减小了冷冻水流量，从而可以采用较小的管道和水泵。蓄冰系统提供了将能源使用转移到较低成本时间段的能源管理能力。

位于末端的换热器用来将各建筑物内的空调冷却系统和区域冷站所提供的冷冻水系统隔开。在外融冰系统情况下，可以向建筑物直接提供1．1℃的冷冻水，或通过换热器向建筑物提供2．2℃的冷冻水。在内融冰情况下，到末端热交换器的供液温度通常是3℃。图3．47为一个典型的大学区域供冷站图。

原建筑物可以保持其原始设计冷却流量，温差范围12．2～6．7℃。

新建筑物在添加至分配回路时，可以设计供应较低的温度（2．2℃或3．3℃）和较大的温差。

图3．47　典型的大学区域供冷站