高效节能集成冷冻站.ppt

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1、高效节能集成冷冻站北京卫星制造厂中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 随着2009年世界气候大会的召开，低碳排放已经成为我们饱议的热门话题和绿色生活的基本标准，低碳经济也无所质疑地成为我们社会科学发展的主题。在各行各业中，中央空调的运行已经成为耗能大户，应用科技创新降低中央空调在运行中的能耗是大势所趋，高效节能集成冷冻站就应运而生，其概念、系统原理及优势在国内暖通界引起广泛关注和强烈反响。前 言中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京卫星制造厂与集成冷冻站高效节能集成冷冻站工程实例集成冷冻站高效节能控制系统集成冷冻站的特点和优势集成冷冻站概念目 录中

2、国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站概念 冷冻站是中央空调的机房设备，包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、定压补水系统、水处理系统、管道阀门等，根据图示可以看出，系统共有3条回路：冷冻水回路、冷却水回路和制冷机组自身回路。冷冻水制冷机组 冷却水中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts建设单位机电安装公司设计院监理设备供应商传统冷冻站 传统冷冻站冷水机组空调循环水泵冷却塔控制系统定压补水水处理设备阀门系统整体性能集成冷冻站概念 传统冷冻站是由建设单位根据设计院的初步设计采购冷冻站主体设备，然后由机电安装公司在现场安装的暖通工程。中国空间技术研究院 B

3、eijing Spacecrafts集成冷冻站概念 传统冷冻站存在什么问题？传统冷冻站是一项责任主体分散的工程项目，各方只对自己工程内容负责，缺乏系统综合的思想，所以整体性能不佳，实测运行效率为（即（即千瓦电制 千瓦电制1 1冷吨的冷量）；冷吨的冷量）；传统冷冻站在现场施工，占地面积大、不同专业交 传统冷冻站在现场施工，占地面积大、不同专业交叉作业时间长、协调管理费用高、材料浪费大；叉作业时间长、协调管理费用高、材料浪费大；传统冷冻站一般采用独立 传统冷冻站一般采用独立PID PID控制方式，各个主耗 控制方式，各个主耗电设备控制缺乏关联性，设备运行匹配性差，节能 电设备控制缺乏关联性，设备运

4、行匹配性差，节能效果不明显。效果不明显。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站概念 集成冷冻站是在传统冷冻站技术和工程建设的基础上，对核心技术和商务运作模式不断创新和应用，而形成的机电一体化系统级产品。集成冷冻站是针对公共建筑中央空调的机房节能设备，由集成制造商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，以高效节能控制系统为核心，进行设备最优选型匹配，在工厂预制、模块运输、现场拼装的系统级产品。相对于传统冷冻站，集成冷冻站有几点创新和改进：从工程项目到系统产品；从现场施工到工厂预制生产；从独立控制到关联控制；引入全变频控制技术。中国空间技术研究院 Beij

5、ing Spacecrafts系统集成现场拼装二次优化设计节能控制工厂预制集成冷冻站 集成冷冻站冷水机组空调变频循环水泵变频冷却塔集成控制系统水处理设备相关管道和阀门附件系统整体性能0.65Kw/Ton集成冷冻站概念中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站 集成冷冻站产品 产品定型的产品产品数据库产品研制技术流程产品设计规范定型的工艺文件产品测试规范过程质量保证体系整体售后服务保障体系集成冷冻站概念中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站产品研制技术流程集成冷冻站概念中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站概念

6、中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts目 标：高效节能 全新理念：系统设计 关联控制 模块集成 预制生产核心技术：前馈关联控制技术 系统集成专项技术集成冷冻站概念中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts2007年国务院机关事务管理局指定推广的试点产品2010年北京市科委重大科技成果在京转化落地项目集成冷冻站概念中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站概念开展集成冷冻站项目的意义：集成冷冻站项目是落实国家节能减排的政策性需求。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。集成冷冻站项目实施，实现产品的国产化，

7、能有效打破产品及其关键技术被北美国家垄断的局面。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。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站概念集成冷冻站产品市场分析 每个单体建筑和场馆工程目前都需要配置相应的冷冻站，相关机构预测每年年国内冷冻站市场需求总量将达400亿元人民币。由于集成冷冻站产品的技术门槛比较高，目前，全球只有美国的Tas公司，Stellar公司和加拿大的阿姆斯壮公司三家公司生产集成冷冻站产品。集成冷冻站产品除了我们在以引进、消化、吸收、再创新的思路开展项目研制外，目前在国内制冷行业还处于空白。其他潜在竞争对手：约克公司、开利公

8、司、中国贵州汇通华城楼宇科技有限公司等。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京卫星制造厂与集成冷冻站高效节能集成冷冻站工程实例集成冷冻站高效节能控制系统集成冷冻站的特点和优势集成冷冻站概念目 录中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图1）集成冷冻站年均运行效率提高20%50%，能够大幅度节能。改进的传统冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图2）集成冷冻站通过采用二次优化设计和精细结构设计，大大节省了材料费用和占地面积（比传统冷冻站节省1/3

9、），从而节省了建设成本。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图3）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式，在设备匹配和选型中对整体系统的运行效率进行综合考虑，提高系统运行效率。4）集成冷冻站通过工厂预制和调试，减少不同设备之间和设备与控制专业之间的接口，避免了现场交叉施工，缩短了建设周期，一般比传统的冷冻站建设周期要缩短一半。以产品技能工人代替现场安装工人，以科学的工艺方法保证产品的性能和质量。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图5）集成冷冻站通过采用二次优化设计，充分

10、考虑设备的安装和维护，经过三维布局和优化，在产品今后的使用过程中，可以方便的进行维护及维修。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图6）集成冷冻站通过采用二次优化设计方式，产品通过多个模块集成，因此便于拆卸、吊装和运输。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站的特点与优势 图2 水统工作原理图7）集成冷冻站通过机电一体化设计，跨越了一般意义上的专业分工与协作，避免人员的交叉和浪费，从而降低了系统运行和维护管理过程的难度和费用。8）集成冷冻站通过集成控制系统引入变频控制技术，实现主设备的软启动特性，延长设备

11、的使用寿命，降低配套电气装置和避免对电网的影响。9）集成冷冻站的工厂预制+现场拼装生产模式对地铁一条线多个冷冻站同时建设的项目，适用性很强。中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京卫星制造厂与集成冷冻站高效节能集成冷冻站工程实例集成冷冻站高效节能控制系统集成冷冻站的特点和优势集成冷冻站概念目 录中国空间技术研究院 Beijing SpacecraftsIPC11550控制原理集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts全变频嵌入式控制系统的算法专利一

12、：自然曲线专利三：按需主动控制专利二：相等边际效能原则集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 图2 水统工作原理图专利一：自然曲线（让设备工作在性能最优的自然曲线附近）集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 图2 水统工作原理图专利二：相等边际效能原则（在主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）VFD CW 整个系统冷量输出整个系统电量输入冷冻泵 冷冻机 冷却泵 冷却塔集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 图2 水统工作原理图专利二：相等边

13、际效能原则（各设备单位供电增量所带来冷量贡献一致将获得最佳的系统性能）集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts专利三：按需主动控制 按需主动控制是使用“自然曲线”、“相等边际效能原则”对冷冻站的设备进行操作控制。当控制系统感知到系统的负荷需求时，能够按照电脑芯片中预设的冷冻机、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。集成冷冻站高效节能控制系统中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts集成冷冻站高效节能控制系统冷水机组和冷却塔加减机和温度重置集成冷冻站冷冻水及冷却水侧，冷却塔、冷机、冷冻水泵、冷却

14、水泵根据冷机的最佳效率曲线，自动完成加减机和出水温度重置基于它们之间的最佳功率关系关联控制、按需主动控制、协同增效不需要，采用上述三项先进控制技术流量变化及变频器加载冷却水泵、冷却塔的启停三个环路之间的关系温度或压力设定值传统冷冻站仅冷冻水侧，冷冻水泵、冷机依据温度或电流，手动重置出水温度对应冷水机组的台数而启停独立回路，互不协调而降低系统综合效率需要，因为采用PID控制方法控制架构中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京卫星制造厂与集成冷冻站高效节能集成冷冻站工程实例集成冷冻站高效节能控制系统集成冷冻站的特点和优势集成冷冻站概念目 录中国空间技术研究院 Beijing

15、Spacecrafts高效节能集成冷冻站工程实例武汉音乐厅为建筑一级一类的公共建筑，建筑面积36000平方米，内设一座1600座的音乐厅，一座400位的小型演奏厅及展厅、前厅公共空间、后台辅助用房、剧团业务用房、音乐厅办公用房、地下车库和一些附属设施及功能房间。音乐厅冷冻站采用全变频嵌入式前馈关联控制系统IPC11550控制，所有主要设备均采用高效变频设备。该控制系统控制对象为3台500冷吨变频离心式冷水机组、4套55KW变速冷冻水泵、4套变速75KW冷却水泵和3台18.5KW可调速冷却塔。系统成功运行，通过武汉节能检测中心测评。武汉音乐厅国内第一套全自动全变频系统中国空间技术研究院 Beij

16、ing Spacecrafts高效节能集成冷冻站工程实例中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京市地铁九号线郭公庄站通风空调系统的冷源系统按照全变频磁悬浮工厂预制式高效节能集成冷冻站系统设计。系统总设计冷量为1000冷吨，采用4台250冷吨磁悬浮离心式冷水机组，4套阿姆斯壮30kw变频冷冻水泵、4套阿姆斯壮30kw变速冷却水泵和4台11kw变频冷却塔，上述设备均由全变频嵌入式关联控制系统IPC11550进行控制，集成冷冻站的年均能效水平应优于6.0COP，集成冷冻站的负荷调节能力为设计满负荷的10%。目前正处于工厂预制生产阶段。高效节能集成冷冻站工程实例北京地铁9号线郭公

17、庄站：国内第一套磁悬浮集成冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts高效节能集成冷冻站工程实例北京地铁9号线郭公庄站：国内第一套磁悬浮集成冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 513所集成冷冻站总制冷量为2800KW，冷冻站为全变频集成冷冻站。采用全变频嵌入式前馈关联控制系统IPC11550控制，该控制系统控制对象为2台450冷吨的变频离心式冷水机组、2套变速冷冻水泵、2套变速冷却水泵和2台可调速冷却塔。目前正处于装配调试阶段。高效节能集成冷冻站工程实例航天513所星船设备楼集成冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts武

18、汉辛亥革命博物馆是辛亥百年之际建设的标志性建筑，其通风空调系统冷冻站采用全变频磁悬浮集成冷冻站系统设计，总制冷量1800kW，采用2台900kW磁悬浮冷水机组、6台30kW变频水泵、变频冷却塔，由全变频嵌入式关联控制系统IPC11550进行控制，目前该项目处于生产装配阶段。高效节能集成冷冻站工程实例辛亥革命博物馆项目：全变频磁悬浮集成冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts武汉国际博览中心是一个集会展、科技、商务、旅游于一体的超级博览城，项目建设用地1.58平方公里，总建筑面积达240万平米以上。冷冻站总制冷量为12000冷吨，冷冻站采用6台2000冷吨的高压离心机式冷水机组，冷冻站采用集成控制预制冷冻站形式，目前该冷冻站正处于生产阶段。高效节能集成冷冻站工程实例武汉国际博览中心一期集成冷冻站中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts北京卫星制造厂与集成冷冻站航天技术来源于国家科技投入，必须带动科技发展，必须服务于国民经济。航天技术为国民经济服务是我们的责任我们拥有集成冷冻站产品的核心技术支撑