Transcript 3、高效集成冷冻站
神舟北极高效集成冷冻站 中央空调冷热源系统精细节能解决方案 北京卫星制造厂 目 录 高效集成冷冻站的理念创新 高效集成冷冻站的技术创新 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 基于关联预测控制系统的节能服务平台 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 中央空调系统的组成 1、冷冻站 中央空调系统的核心耗电设备。 2、空调水及其管网系统 以水为介质在建筑物内部传递冷量或热 量，水系统的载体是管网。 3、空调末端装置 空调末端装置是水系统与室内空气热交 换的设备，包括组合式空调机组、风机 盘管机组和新风机组等。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 目前中央空调系统应用普遍，但均采用传统冷冻站形式。通常是由建 设单位根据设计院的初步设计进行冷冻站主体设备的采购，然后由机电安 装公司在现场安装的暖通工程。 主机机组 设计院 空调循环水泵 冷却塔 控制系统 定压补水 设备 供应商 建设 单位 机电安 装公司 传统冷冻站 水处理设备 阀门 监理 系统整体性能 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 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 乏系统工程思想，整体性能无法保证。 传统冷冻站 存在什么问题？？？ 传统冷冻站由于在现场施工，施工作业 占地面积较大、不同专业交叉作业时间 很长、业主现场协调管理难度很大。 传统冷冻站一般采用独立、简单的控制 方式，各个主耗电设备的控制缺乏关联 性，节能效果不明显。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 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，对设备进行参数优化，通 过工厂预制、模块运输、现场拼装而形成的机电一体化系统级产品。 主机机组 二次 深化设计 空调变频循环水泵 变频冷却塔 集成控制系统 水处理设备 设备 供应商 系统 集成 节能控制 工厂预制 现场拼装 集成冷冻站 <0.75 Kw/Ton 相关管道和阀门附件 系统整体性能 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 集成冷冻站的创新与改进 1）从分散责任主体到系统集成商单一责任主体； 2）从工程项目到系统产品； 3）从项目现场施工到工厂预制生产； 4）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 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 关联控制 系统设计 模块集成 工厂预制 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 产品结构形式一 中国空间技术研究院 产品结构形式二 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的理念创新 集成冷冻站功能 单制冷 冷暖两用 •螺杆式冷水机组 •离心式冷水机组 •风冷式冷水机组 •热泵机组 •溴化锂直燃式机组 •冷水机组与锅炉组合 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 冷冻站建设本质是一个系统工程 目前国内冷冻站普遍采用对各设备分开招标，暖通、强弱电专业 分别进行安装的形式，造成冷冻站从占地面积、施工质量、设备运行、 整体性能等方面都不理想。 冷冻站是一个多设备构成，需要联合协调运行体现综合性能的有 机整体，实质上是一个系统工程。 因此，为了减小冷冻站的占地面积、降低现场施工难度、使冷冻 站综合性能达到最优，将航天的系统集成技术引入了冷冻站建设。北 美国家对冷冻站建设一直都是由集成商总体负责完成。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 面向集成冷冻站的系统集成技术 1 系统产品总体设计技术 2 面向各专业的接口设计技术 3 结构及机构数字化装配技术 4 电气设计及电子装联技术 高效集成 冷冻站 5 机电一体化设计及集成技术 6 流路系统设计与试验技术 7 管路焊接技术 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 面向集成冷冻站的系统集成技术 嫦娥一号 水泵数据 冷却塔数据 冷机数据 基于模型数据库的设备匹配 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 面向集成冷冻站的系统集成技术 嫦娥一号 整体结构设计及三维仿真设计 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 嫦娥一号 应力分布云图 综合位移云图 管道变形仿真 动载荷应力曲线 集成冷冻站的结构仿真校核 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 面向冷冻站的关联预测控制技术 第三代 第二代 基于多变量关联按需主动控制， 智能化、高效节能、稳定可靠 基于简单独立控制的集中群控或模糊控制， 能实现智能化，节能效果不明显 第一代 基于设备运行的起停控制和面向水泵的简单控 制，依赖于运营人员的经验操控 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 面向冷冻站的关联预测控制技术 ◆航天器能源管理与智能控制技术； ◆航天器流体回路控制技术； ◆航天器热控制技术； ◆国外同类先进技术的引进、消化、 ◆明确冷冻站控制技术发展的新 方向——关联预测控制系统； ◆实现中央空调系统高效节能。 吸收、创新。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 •专利：“一种中央空调 冷冻站节能控制系统” •201020652699.7 •专利：“一种中央空调 冷冻站节能控制系统及 控制方法” •201010582118.1 冷冻站关联预测控制系统是通过关联控制方法，对中央 空调水系统末端负荷数据的建模仿真计算，预测出下一 时段中央空调系统的冷量需求，对冷冻站系统进行主动 前馈控制，实现冷冻站系统的整体能耗优化和高效稳定 运行。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站的技术创新 关联预测控制系统实物 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 集成冷冻站特点优势 高效节能 通过关联控制， 实现主要耗电 设备协同关联 高效运行，综 合节能率达到 20%-50% 节省空间 通过系统集成， 节省1/3以上占 地 面 积 和 10% 以上材料耗费， 并能适应特定 的安装空间要 求 中国空间技术研究院 缩短周期 通过工厂预制， 避免工程现场 的交叉施工， 降低业主的管 理难度，缩短 现场建设周期 智能控制 通过智能化控 制，实现无人 值守自动运行 且操控简单， 可大幅降低系 统运行费用和 维护难度 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 集成冷冻站的应用领域 公建项目 商用项目 工艺制冷 设备制冷 特殊制冷 大中型公建项 目的舒适性空 调制冷需求： 如展览馆、博 物馆、音乐厅 、剧场、机场 、车站、地铁 、医院、学校 、政府办公楼 等 大中型商用项 目的舒适性空 调制冷需求： 如宾馆、酒店、 商贸超市、写 字楼、高档楼 盘等 化工、电子等 行业的工艺制 冷需求：如制 药、钢铁、造 纸、电路板生 产、电子芯片 制造行业等 大中型数据机 房及控制间的 设备制冷需求 ：如银行数据 灾备中心机房 ，大型的数据 计算中心、工 业控制间等 特殊工业厂房 与设施的特殊 制冷需求：如 航天领域生产 厂房及装配厂 房的工艺制冷 需求、舰艇及 船舶的制冷需 求、核工业厂 房的制冷需求 等 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 武汉辛亥革命博物馆 中国第一套全变频预制式集成冷冻站； 占地面积仅72平米，节省面积35平米； 现场施工周期10天； 高效节能，平均COP达到5.14； 实现无人值守全自动运行。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 冷冻站整体预览 系统监控界面 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 武汉市节能监察中心检测结果为：综合性能指标5.14kw/kw 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 武汉新城国际博览中心 中国目前最大的预制式集成冷冻站； 占地面积1400平米； 实现冷热源集成； 冷源系统COP可达4.05； 综合节能率达到21.3%； 实现无人值守全自动运行。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 武汉国际博览中心高效集成冷冻站监控运行界面 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 武汉市节能监察中心检测结果为：综合性能指标4.05kw/kw， 节能率为可达21.3%。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 北京地铁9号线郭公庄站 北京地铁集成冷冻站科研示范站； 占地面积200平方，节省230平方； 现场拼装时间15天； 系统综合COP可达4.7kw/kw； 实现无人值守全自动运行。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 冷冻站整体预览 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 序号 项目名称 1 武汉辛亥革命博物馆集成冷冻站 2 武汉国际博览中心集成冷冻站 3 北京地铁9号线郭公庄站集成冷冻站 4 烟台航天513所集成冷冻站 5 武汉琴台音乐厅冷冻站 6 武汉市民中心集成冷冻站 7 深圳卫星大厦集成冷冻站 8 武汉地铁四号线线网中心集成冷冻站 9 长江动力搬迁改造项目综合办公大楼集成冷冻站 10 合肥乐凯三线生产厂房集成冷冻站 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 2007年国务院机关事务管 理局指定推广的试点产品 中国空间技术研究院 2010年北京市科委重大科 技成果在京落地转化项目 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 2012节能中国十大应用新技术奖 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 2012中关村国家自主示范区新技术新产品 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 高效集成冷冻站实例应用和社会影响 集成冷冻站产品获得了主流设计院及行业协会的高度认可 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 基于关联预测控制系统的节能服务平台 建设信息化服务中心 关联预测控制系统的责任是系统现场 控制和远程终端服务。以关联预测控 制系统为基础，在北京建设信息化服 务中心，提供冷冻站的技术咨询、选 型服务，节能分析、状态监测等运行 维护信息化服务。 在全国主要省会地区建立运维体系服 务站，服务范围涵盖全国重点地区。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 基于关联预测控制系统的节能服务平台 服务名称 服务内容 技术咨询服务 冷冻站的设计、选型、建设、维护 运营维护服务 冷冻站节能分析、远程监控、状态监测、 故障诊断、隐患检测、故障报警、软件 升级 节能改造服务 以节能控制系统为核心改造传统冷冻站 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 基于关联预测控制系统的节能服务平台 在“基于关联预测控制系统的节能服务平台”的基础 上申报了中关村现代服务业综合试点项目—面向中央空调 系统的高效节能服务体系，目前已获批准。 该项目的实施，将冷冻站由建设型转向服务主导型转 化，积极推进航天技术为国民经济服务，开辟空调暖通行 业新型咨询服务模式，提高冷冻站的综合能效管理水平。 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts 当然，我们在追求系统品质和服务的同时， 不会导致业主的预算和成本增加，会在同等 条件下做出最好的服务。最后衷心感谢各位 领导对集成冷冻站项目的关心和支持，我的 汇报到此结束，谢谢！ 中国空间技术研究院 Beijing Spacecrafts