工厂制冷系统集中控制方案
一、项目背景
现有生产车间一号生产线基于ＡＨＵ风机盘管基础上的新风系统一套，功率小于５KW。
现有生产车间二号生产线基于ＡＨＵ风机盘管基础上的新风系统一套，功率小于５KW。
现有基于工艺冷冻水制冷系统基础上的水蓄冷系统一套，功率55KW。
现有工艺冷冻水制冷机组三套，每套系统设备功率如下统计表所示:
工艺冷冻水制冷系统设备功率统计表
系统设备名称额定功率(KW) 固定功率(KW) 可变功率(KW) 备注
A 螺杆式制冷压缩机组A 156.0 78.0 78.0 实际功率随负荷变化而变化冷冻水泵18.5 18.5
功率与冷负荷变化无关
冷却水泵22.0 22.0
冷却水塔风机 5.5 5.5
小计202.0 124.0 78.0
B 螺杆式制冷压缩机组B 218.0 109.0 109.0 实际功率随负荷变化而变化冷冻水泵22.0 22.0
功率与冷负荷变化无关
冷却水泵30.0 30.0
冷却水塔风机7.5 7.5
小计277.5 168.5 109.0
C 螺杆式制冷压缩机组C 300.0 150.0 150.0 实际功率随负荷变化而变化冷冻水泵22.0 22.0
功率与冷负荷变化无关
冷却水泵55.0 55.0
冷却水塔风机11.0 11.0
小计388.0 238.0 150.0
合计867.5 530.5 337.0
二、基于ＡＨＵ风机盘管基础上的新风系统简介
在AHU风机盘管系统的基础上做出部分调整，把室外的冷空气（新风）作为冷源，并联接入室内原有的风机盘管入风口，使其冬季或过渡季将引入室外空气为冷源，对AHU风机供冷区域进行供冷，达到节约能源的目的。
此系统的优点是：节省运行费用，充分利用天然冷源，减少制冷用电及其附属设备的用电。
三、基于工艺冷冻水制冷系统基础上的水蓄冷系统简介
水蓄冷系统是用水为介质，将夜间电网多余的谷段电力（低电价时）与水的显热相结合来蓄冷，以低温冷冻水形式储存冷量，即夜间制出5℃~7℃左右的低湿水,并在用电高峰时段(高电价时)使用储存的低温冷冻水来作为冷源,通过末端系统中的风机盘管, 生产工艺设备或空调箱等设备，满足建筑物舒适空调温度或生产工艺要求。
在电网高峰用电（高价电）时间内，制冷机组停机或者满足部分用冷负荷，其余部分用蓄存的冷量来满足，从而达到“削峰填谷”，均衡用电及降低电力设备容量的目的。
水蓄冷技术特点
1、获取分时供电政策的电价差，“高抛低吸”，大量节省运行电费。
2、节约电能
A、年总的开机台时数少于常规系统；
B、当夜间蓄冷时，气温降低，冷却效果提高，机组处于高效运转，效率可提高5%左右；
3、由于夜间已蓄冷，白天在突然停电时，只需较少的动力驱动水泵和末端负荷马达，即可维持冷负荷
系统的供冷。
蓄冷系统示意图
四、现有制冷系统与水蓄冷系统结构示意图
该系统主要有三种运行工况，具体如下：
１．原系统制冷机组直接制冷供应用冷负载：该工况必须关闭蓄冷系统的电动阀门DV3、DV4、DV5、DV6、DV7、DV8、DV9及停止运行蓄、放冷水泵，同时打开系统的其它阀门；按原冷冻机组冷冻水循环系统的制冷模式运行即可。
２．蓄冷运行工况：该工况必须开启蓄冷系统电动阀门 DV6 、DV7 、DV8、DV9及启动蓄、放冷水泵、制冷机组C的冷却水系统和制冷机组C,同时关闭阀门DV1、DV2、DV3、DV4、DV5，此时系统便进入蓄冷工况运行。
３．放冷运行工况：该工况必须开启蓄冷系统电动阀门DV1 、DV2 、DV3、DV4、DV5及启动蓄、放冷水泵,同时关闭电动阀门DV6 、DV7 、DV8、DV9及停止制冷机组C的冷却水系统和制冷机组C，此时系统便进入放冷工况运行；系统中的其它电动阀门根据终端用冷负荷决定是否打开或关闭。
备注：系统中SV为手动阀门，一般情况为常开，DV为电动阀门，由系统决定打开或关闭。
五、目前影响制冷系统能效比的因素
现实中的制冷系统为满足在最恶劣的条件下都能够满足生产需要,往往都是按照整个系统的最
大冷负荷再乘以一定的安全系数设计的。
因此，在绝大多数工况条件下，制冷系统都以较低的工作
负荷率下运行，导致系统能效比低，单位能耗下的制冷量小。
制冷系统，特别是中央空调系统的冷负荷受季节性的气象条件，如温度、湿度和日照强度的
影响非常大。
在气温不高、日照不强的天气条件下，空调系统的冷负荷较小，制冷系统的负荷率较
低，造成系统能效比低。
生产线产品订单波动，导致部分生产线停产，而整个制冷系统仍然需要全部处于运行状态，
使之工作于较低的负荷率，也造成系统能效比低。
终端冷负荷组合结构
组合编号组合名称
一号生产线
（L1）
二号生产线
（L1）
三号生产线
（L3）
空调系统
（HVAC）
1 L1+HVAC ON ON
2 L2+HVAC ON ON
3 L3+HVAC ON ON
4 HVAC ON
5 L1+L2+HVAC ON ON ON
6 L1+L3+HVAC ON ON ON
7 L2+L3+HVAC ON ON ON
8 L1+l2+l3+HVAC ON ON ON ON
六、原冷冻机组冷冻水循环系统、水蓄冷系统及AHU新风系统的运
行策略
系统的运行策略：是指供冷系统以生产运行计划及空调和工艺冷冻水冷量负荷无规律变化的特点为基础，按电费结构等条件对供冷系统以蓄冷、放冷、制冷机组和AHU新风系统共同供冷作出最优的运行统筹和安排。
原制冷系统机组组合比较：就选择的制冷机组制冷量而言，有以下几种组合:
制冷机组的各种运行组合
组合编号组合名
称
制冷机组A 制冷机组B 制冷机组C
1 A ON
2 B ON
3 C ON
4 AB ON ON
5 AC ON ON
6 BC ON ON
7 ABC ON ON ON
全部蓄、放冷策略：蓄冷时间与用电高峰期时间完全错开，在夜间非用电高峰期，制冷机
组C进行蓄冷；同时开启其它制冷机组供应空调和工艺冷冻水冷量负荷；当蓄冷水池水温全部达到5℃~7℃时，制冷机组C停机；在白天将夜间蓄好的冷量转移到空调和工艺冷冻水系统，适用于白天供冷时间较短的场所或峰谷电差价很大的时间段里，在此期间其它机组不在制冷运行。
全部蓄、放冷系统与制冷机组的组合
组合编号组合名
称
制冷机组A 制冷机组B 制冷机组C 蓄冷状态D 放冷状态E
1 ACD ON ON ON
2 BCD ON ON ON
3 ABCD ON ON ON ON
4 E ON
全蓄冷和部分放冷策略：同样是在蓄冷时间与用电高峰期时间完全错开，在夜间非用电高峰
期，制冷机组C进行蓄冷；同时开启其它制冷机组供应空调和工艺冷冻水冷量负荷；当蓄冷水池水
温全部达到5℃~7℃时，制冷机组C停机；在白天空调和工艺冷冻水供冷期间一部分供冷负荷由夜间蓄好的冷量承担，另一部分则由制冷设备承担。
部分蓄冷比全部蓄冷制冷机利用率高，是一种更有效的负荷管理模式。
全蓄冷和部分放冷系统与制冷机组的组合
组合编号组合名
称
制冷机组A 制冷机组B 制冷机组C 蓄冷状态D 放冷状态E
1 ACD ON ON ON
2 BCD ON ON ON
3 ABCD ON ON ON ON
4 AE ON ON
5 BE ON ON
6 ABE ON ON ON
AHU新风系统是在冬季或过渡季,当室外的温度和湿度满足工艺生产要求时，将室外的冷空气
（新风）作为冷源引入室内，对AHU风机供冷区域进行供冷，充分利用天然冷源，减少制冷设备及其附属设备的用电。
在AHU新风系统开启的情况下我们可以与原制冷系统、蓄冷系统及新风系统得出新的组合。
冬季开启AHU新风系统与原制冷系统、蓄冷系统的组合
组合编号组合名
称
制冷机组A 制冷机组B 制冷机组C 蓄冷状态D 放冷状态E AHU新风系统F
1 ACDF ON ON ON ON
2 BCDF ON ON ON ON
3 ABCDF ON ON ON ON ON
4 EF ON ON
5 AEF ON ON ON
6 BEF ON ON ON
7 AF ON ON
8 BF ON ON
9 EF ON ON
10 ABEF ON ON ON ON
七、中央控制系统方案
因现有的制冷系统为满足在最恶劣的条件下都能够满足生产需要,往往都是按照整个系统的最大冷负荷再乘以一定的安全系数设计的，也就是说只有在极端需求条件下才需要这么大的制冷循环水量；而生产线冷负荷终端的需求量一天二十四小时都在实时地发生变化和波动。
所以，在大多数情况下，制冷机组的运行能力都超过实际的冷负荷需量，形成了严重的供需失衡状态。
将现在的人工控制方式改为：在各冷负荷终端的冷冻水主管道送/回水口加装温度、流量传感器（必要时增加相应的控制阀门），安装新的中央控制中心，将温度、流量传感器温差和流量信号传到中央控制中心，由控制系统计算出当前各终端冷负荷需量的总和，并根据计算出的当前终端冷负荷需量的总和，及综合蓄冷系统、AHU新风系统做出最优化的控制模式，使制冷供应系统与冷负荷终端系统基本需量平衡。
最终实现供需平衡，系统运行方式的科学化。