高效集成冷站浅谈

高效集成冷站浅谈

谭广宇 成佳 张阳

中建八局第二建设有限公司，山东省 济南市 250031

摘要：整装集成式冷站是中央空调系统制冷机房一种新型解决方案。它通过对系统的优化和专业3D软件设计使系统达到最优运行状态，同时对冷水机组、冷却塔、水泵和电气控制系统进行最优选型匹配，在工厂装配和测试，整体运输至工程现场。 

关键词：集成；高效；节约成本

Abstract: The integrated cold station is a new solution for the cooling room of the central air conditioning system. It optimizes the system and professional 3D software design to achieve optimal operation of the system. At the same time, it optimizes the chiller, cooling tower, water pump and electrical control system. It is assembled and tested at the factory and transported to the project site.

Key words: Integration; high efficiency; cost savings

1、概述

集成冷冻站是以高效节能的关联预测控制系统为核心，在设计院初步设计的基础上，开展二次深化设计和三维仿真，对各相关设备进行参数优化，通过工厂预机、模块运输、现场拼装一体化系统级产品。

（1）通过技术研发，形成了具有自主知识产权的专利技术，研制出了高效节能的关联预测控制系统，实现了制冷(热)机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等各主要设备的协同关联高效运行，综合节能率达到20％-50％。

（2）通过结构优化设计和三维仿真设计，实现了对冷冻站的整体最优布局，节省了1/3以上的占地面积和10％以上的材料耗费，并且能够灵活适应特定的安装空间要求。

（3）通过工厂预制生产，以产品技能工人代替了建筑工人，以科学的工艺方法和严格的质量体系保证了产品质量，同时避免了工程现场的交又施工，缩短现场建设周期4/5。

（4）通过智能控制技术实现了无人值守自动运行且操控简单，后期维护方便、使用寿命长，可大幅降低系统运行费用和维护难度。

2、集成系统要点

所谓系统集成，就是运用整体化结构设计思路，通过各项专项技术，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统当中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。系统集成的本质是最优化的综合统筹设计，系统集成所要达到的目标是系统的整体性能最优。

（1）系统集成以满足系统需求为根本出发点。

（2）系统集成不是选择最好产品的简单行为，而是要实现各部分虽较劣但总体可以优化。

（3）系统集成不是简单的设备供货，它体现更多的是系统设计、组织的技术和能力，体现的是对各个部分之间的最优匹配的技术和能力。

（4）系统集成包含技术、管理和商务等方面，是一项综合性的系统工程。

（5）系统集成所要达到的是系统整体性能及性价比最高。通过对系统的综合分析、系统分析、构造系统模型来调整和改善系统的结构，使之达到整体最优化。

3、开展集成冷冻站项目的意义

（1）集成冷冻站项目是落实国家节能减排的政策性需求。

（2）集成冷冻站项目实施为推动我国中央空调技术的发展提供了技术和设备支撑。

（3）集成冷冻站项目实施，实现产品的国产化，能有效打破产品及其关键技术被北美国家垄断的局面。

（4） 集成冷冻站项目实施能改变暖通行业的现状，能有效发展我们航天技术应用产业。

4、高效集成冷冻站的技术创新

4.1、系统集成

水系统二次深化设计及设备最优选型匹配;集成冷冻站整体结枃设计:整体布局、系统集成优化、管道布置及固定、控制系统设备布置、底座设计及模块的划分，最后进行系统的三维仿真;集成冷冻站承载结构力学分析与仿真校核;集成冷冻站控制系统的设计:根据设备的选型、冷冻站空间布局及业主的相应需求，对控制系统的軟硬件结构和功能进行深化设集成冷冻站系统集成过程的工艺设计。

4.2、关联控制

4.2.1、空调末端负荷变化带来节能空间

人流量的増減会造成空调末端实际负荷(即末端的需冷/热量)的大幅波动，这种波动是一个随机变化的量，且始终处于动态変化之中。除高峰期以外，大部分时间 (特别是过渡季节)都将在小于设计负荷的状况下运行，因此，空调回系统普遍存在着较大的节能空间。

4.2.2、系统设计师设计的负荷余量

系统设计师在初步设计时，充分考虑系统的最大使用负荷，同时为后期发展留有一部分的负荷余量。

4.2.3、改善制冷机组效率

优化制冷机组的外部运行环境，保证制冷机组在任何环境条件和负荷情况下，均逼近最佳工作状态，即保持在较高效率下运行，从而使制冷机组能耗年平均下降10％～30％。

4.2.4、离心设备变频所产生的节能空间

・流量与转速n成正比关系:W1/W2＝n1/n2

・压力h与转速n2成正比关系:hュ/h2＝(n2/n2)²

・功率N与转速n3成正比关系:N1/N2＝(n2/n2)³

通过对设备转速调节，可使其流量、扬程及消耗的功劳做出相应变化。

4.2.5、改变传统控制方法

冷冻水循环和冷却水循环控制独立，不能实现系统能耗的综合优化控制；仅关注水泵节电，忽略了系统能耗可能上升；容易发生振荡，运行稳定性差；系统无法提供流量、压差、温度多重保护，安全保护不完整等传统控制方法下的漏洞，得到创新型修改——关联预测控制系统。

5、总结

建筑材料不断的更新发展，机电安装过程中的工艺也会发生变化。当下，我们不仅要考虑施工便捷，更需要去注重工程所带来的经济效益、对环境的保护、可持续发展性以及科技的创新。我们只有不断思考改进、与时俱进，才能跟上时代的步伐，为业主带来最大的效益的同时，也保护了环境，推进了可持续性发展。