节能系统新突破“高效集成冷冻站”
建筑用能大户，中央空调系统早已成为共识的节能突破口。尽管设备厂商纷纷加速研发，但业界人士普遍认为，仅靠设备推陈出新远远不够，只有从整体层面寻求系统方案，才能取得“1+1＞2”的效果，而这成为了北京卫星制造厂近年来在国内实施高效集成冷冻站取得成功的原因。作为中央空调系统集成化产品，高效集成冷冻站与传统冷冻站有何不同？它将为中央空调行业发展带来怎样的变革？记者采访了北京卫星制造厂厂长助理宗文波。
从各负其责到统一整体
宗文波认为，高效集成冷冻站实现高效节能，首先源于统一了项目实施各个责任主体。
冷冻站由中央空调系统各类设备构成，包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、定压补水系统、水处理系统、管道阀门及控制系统等，并形成冷冻水、冷却水和制冷机组自身三条回路。传统冷冻站由建设单位根据设计院的初步设计采购主体设备，再由机电安装公司现场安装。这一过程中，责任主体分散到设计院、设备供应商、机电安装公司以及监理等几方面。虽然最终由建设单位串联，但鉴于各主体各负其责，缺乏系统综合思想，整体效果很难保证。
“举个例子：设计院出图工作虽然完成得出色，但对安装公司一旦监督不力，施工效果就可能大打折扣。即便很多地方需要改正，由于工期、资金等限制，最终可能不了了之。”他说，这种情况在部分发达国家早有改观。在北美地区，建设单位如做中央空调系统，那么机房部分定交由具备专业资质的公司整体承接，体现出总包的意义。这不仅是区别于传统冷冻站的优势，也构筑出高效集成冷冻站的模型——通过采用二次优化设计方式，在设备匹配和选型方面对整体系统的运行效率进行综合考虑。
“要不断推进高效集成冷冻站创新与改进，因为它不仅是工程项目，而是系统产品。”宗文波表示，“我们将其从现场施工转移工厂进行预制生产；从独立控制发展到关联控制，并引入全变频控制技术。通过这些措施实现冷冻站真正的高效、节能。”
从现场安装到工厂预制
冷冻站作为机电项目，实质仍属于建筑工程范畴——现场需土建、给排水、强弱电等专业配合，带来占地面积大、作业时间长、材料浪费多等弊病，并常因不同专业交叉沟通和协调不畅造成矛盾，“有些像练武术，空间不够大，再好的武艺也无法施展”。
高效集成冷冻站则在很大程度上避免了这些困扰：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；避免现场交叉施工，工期比建设传统冷冻站甚至缩短一半以上；专业技能工人代替现场安装工人，以更科学的工艺方法保证产品性能和质量。此外，通过采用二次优化设计和精细结构设计，高效集成冷冻站通过“工厂预制+现场拼装生产”的方式，能够极大地节省材料费用和占地面积（比传统冷冻站节省1/3以上），从而节约建设成本。通过多模块集成，产品更便于拆卸、吊装和运输。
从单点控制到整体控制
与此同时，具有革新性质的控制系统也是高效集成冷冻站不断取得成功的关键。
据了解，传统冷冻站目前大多采用独立PID控制方式，即所谓的单点控制。作为系统工程，各主耗电设备控制缺乏关联性，设备运行匹配性差，节能效果并不明显。高效集成冷冻站则突出强调以控制系统为核心的理念，将关联控制技术、计算机技术、系统集成技术等优势技术集合应用于中央空调系统控制；开发关联预测控制系统，实现变负荷工况下系统整体综合性能优化和高效稳定运行。
“我们在控制过程中注重把握三点原则：第一，让冷冻机等主要耗电设备工作在性能最优的最佳效率曲线附近；第二，利用相等边际效能原则，在主要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的效果；第三，利用按需主动控制原则，当控制系统感知系统的负荷需求时，能够按照预设的冷冻机、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。”宗文波表示，他们还把全变频技术融入控制系统，实现主设备软启动特性，不仅可延长设备的使用寿命，还降低了配套电气装置对电网的影响，“高效集成冷冻站年均运行效率能够因此提高20%~50%，实现大幅节能”。
高度智能化的控制系统还为后期运营维护带来便利。对于运营人员来说，这套系统已无需他们再掌握丰富的技术和经验。
作为在系统集成领域异军突起的北京卫星制造厂，正应用航天器热控制、流体传动与密封、机电一体化设计、管路焊接与测试和机电热一体化系统集成等先进技术和工程经验，通过对国外先进产品与技术引进、消化、吸收和再创新，开发出适用于大型中央空调的高效集成冷冻站。“这是中央空调系统未来发展的重要方向。”宗文波说。
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