[发明专利]一种冰浆式蓄冷空调系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种冰浆式蓄冷空调系统及控制方法，其中冰浆式蓄冷空调系统包括蓄冰系统、释冷系统、蓄冰装置以及控制系统；蓄冰系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、过冷却器和过冷解除装置；所述蓄冰系统与释冷系统通过所述蓄冰装置进行耦合；蓄冰系统制成的冰浆储存在所述蓄冰装置内；所述蓄冰系统与所述蓄冰装置连接形成蓄冰循环回路；所述释冷系统与所述蓄冰装置连接形成释冷循环回路；在所述释冷循环回路上设置有第一阀门；所述控制系统通过控制所述第一阀门的开度以及压缩机的功率调节所述空调换热器的换热量。本发明应对用户负荷变动时具有较及时的调节作用，较好的抗扰能力，一定程度上提高了冰浆蓄冷空调的运行稳定性。

技术领域

本发明属于热工控制领域，涉及一种基于多变量模型预测控制，适用于冰浆式蓄冷空调系统的控制方法。

背景技术

空调的蓄冷技术是指系统在用电低谷时期消耗较多的电能，进行蓄冷工作，将冷量储存，在白天用电高峰期，释放夜间储存的冷量，满足用户的负荷需要。在空调的蓄冷技术中，制备、储存冷量和输送冷量是分开进行的。通过这种蓄冷技术可以实现“削峰填谷”的效果。空调的蓄冷方式又可以分为水蓄冷、冰球式、冰盘管式及冰浆式蓄冷等。冰蓄冷属于潜热蓄冷技术，系统的释冷和蓄冷过程利用了水相变过程的潜热，能产生更大的蓄冷能力。冰蓄冷技术按制冰方式不同可分为静态冰蓄冷和动态冰蓄冷。动态冰蓄冷方式包括：片冰滑落式、冰晶式和冰浆式。

冰浆式蓄冷是一种新型动态冰蓄冷方式，其储能介质是冰浆，即固态冰晶颗粒与液态冷水组成的固、液两相混合物。过冷法是常用的制备冰浆方式，蓄冰槽内的冷水进入过冷却器，被过冷到-2℃左右，形成液态的过冷水，然后进入特殊设计的过冷消除装置，约有2.5％的过冷水变成冰晶。产生的冰晶落入蓄冰槽，由于冰和水存在密度差，冰晶聚集在蓄冰槽上部，而水储存在蓄冰槽下部，水温仍保持在0℃左右。

冰浆蓄冷空调系统在夜晚用电的低谷时期消耗较多电能进行冰浆制备。在白天用电高峰期间，蓄冰槽底部的冷水被送入空调末端换热器向房间供冷，释放夜间储存的冷量，满足用户的用冷需求。冰浆蓄冷空调系统的冷量储存和释放过程分为2个循环回路分别进行，该系统可以提高电力资源的利用率，缓解用电高峰时期电力紧缺现象，对于电力系统的“削峰填谷”作用十分显著，对区域供冷具有重要意义。

对于冰浆蓄冷空调系统，夜间储存的冷量需要足够满足白天用户的负荷需求。因此如何对系统的蓄冷量，及空调的运行效果进行有效的控制，成为研究的主要热点之一。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简明、调节较及时、抗扰能力较强的冰浆蓄冷空调系统的控制方法，使得系统在满足用户需求的同时，蓄冷量可以维持在一个设定范围内，或以设定速度稳定地变化，避免白天供冷时期系统蓄冷量不足，无法满足用户需求的情况发生。该控制方案最终效果在于改善冰浆蓄冷空调系统的运行稳定性及抗扰能力。

技术方案：

一种冰浆式蓄冷空调系统，包括蓄冰系统、释冷系统、蓄冰装置以及控制系统；

蓄冰系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、过冷却器和过冷解除装置；过冷却器一侧是一次冷媒，压缩机侧是二次冷媒，一次冷媒和二次冷媒通过蒸发器进行换热；过冷却器另一侧是蓄冰槽出来的液态水，与一次冷媒进行换热，形成液态的过冷水；过冷水经所述过冷消除装置成为冰浆；

所述释冷系统包括空调换热器；

所述蓄冰系统与释冷系统通过所述蓄冰装置进行耦合；蓄冰系统制成的冰浆储存在所述蓄冰装置内；所述蓄冰系统与所述蓄冰装置连接形成蓄冰循环回路；所述释冷系统与所述蓄冰装置连接形成释冷循环回路；

在所述释冷循环回路上设置有第一阀门；

所述控制系统通过控制所述第一阀门的开度以及压缩机的功率调节所述空调换热器的换热量。