制冷站的自动化监测与控制

解答:

一、制冷站的自动化监测与控制

BSA对制冷系统的一些主要运行参数进行监控，这些参数

• 1.冷水机组的进水口和出水口冷冻水温度
• 2.集水器回水温度与分水器供水温度，（一般与冷水机组的进水水口和出水口温度相同），这个温度反映末端冷水负荷的变化情况
• 3.冷冻水供水、回水流量检测，通过冷冻水（供回水）流量计供回水温度检测，可确定空调系统的冷负荷量，并以此数据计算能耗和系统效率
• 4.分水器和集水器压力差值测量，使用压力传感器测量分水器和集水器除开的压力。或者直接使用压差传感器测量这2个出水口的压力差，以供回水压差数据 作为调节压差旁通阀开度的依据，或直接使用压差传感器测量这二个水口的压力差，以供回水压差作为调节压差旁通阀开度的依据
• 5.对冷水机组运行转态和故障进行监测

二、制冷站水系统运行控制

• 1.冷水机组的连锁控制，为使冷水机组能正常运行，通过编制程序，严格按照个设备的启停顺序工艺流程要求运行，冷水机组的启停，于辅助设备 的启停控制满足工艺流程要求的逻辑连锁关系
• 2.冷水机组的启动流程：冷却塔风机启动--冷却水泵启动-冷冻水泵启动-冷水机组启动
• 3.水机组的停机流程：冷水机组停止--冷冻水泵停止-冷却水泵停止---冷却塔风机停止
• 4.冷水机组的启动和停止流程正好相反，冷水机组具有自锁保护功能，冷水机组通过水流开关监测冷却水和冷冻水的水流转态，如果正常，则接触自锁，容许冷水机组 正常启停

三.备用切换于均衡运行控制

• 1.制冷站水系统中的若干设备采用互为备用的方式运行，如果正在工作的设备出现故障，首先将故障设备切离，再将备用设备接入运行。
• 2.为使设备和系统处于高效的工作转态，并有较长的使用寿命，就要使设备做到均衡负载，互为备用的设备实际运行累计时间基本均衡，每次启动系统，应该先 启动累计运行时间较少的设备，并能均衡运行经行自动切换，这就要求控制系统互为备用的设备有累计运行时间统计，记录和存储的功能，并能对进行均衡运行的自动调节。
• 3.冷水机组设有自动保护功能，当流量过小时，自动停止运行。在冷水机组不适宜采用变流量方式， 但是对于二管制的空调系统，通过调节设置旁路末端的二通阀，系统末端负载的数量产生变化，在冷冻水供水 ，回水总管之间设置旁路，在末端流量发生变化时，调节旁通流量来抵消末端流量的改变对冷水机组侧冷冻水的影响。 旁路主要由旁路电动二通阀及压差控制组成，通过测量冷冻水的压力保存常量，来达到冷水机组的恒流量方式，这种 控制方式叫差压旁路控制，差压旁路控制是二管制空调系统必须要配置的环节。
• 4.二级冷水泵协调控制：如果冷冻水回路采用一级循环泵系统，一般使用压差旁路调节控制方案来实现冷冻水回路冷水机组一侧的恒流量开关 与空调末端一侧的变流量开关，当空调系统负荷很大，空调末端设备数量较多，且设备分布分散，冷冻水管长，管路阻力大时候，冷冻水必须采用 二级泵才能满足空调末端对冷冻水的压力要求，一级泵在冷冻站的回水侧（集水器），二级泵在冷冻站的送水侧（分水器），为降低能耗，我们也需要 对一二级冷冻水泵经行协调控制

• 5.冷水机组的群控：制冷系统由多台冷水机组和辅助设备组成，在设计制冷系统时，一般按最大负荷情况设计冷水机组的总冷量和冷水机组数量， 但实际按情况中一般运行负荷和最大负荷情况都有偏差，对应于不同的变化负荷需要对冷水机组实现群控来节能

  冷冻水回水温度控制法

  冷水机组输出冷冻水温7°，冷冻水在空调末端负载经行能量交换后，水温上升，回水温度基本反映了系统冷负荷的大小，根据水温控制冷水机组和 冷冻水泵运行台数，实现节能

  冷量控制法

  使用一台计量手段根据回水温度与流量求出空调系统的实际负荷，再选择匹配的制冷机台数和冷冻水泵实现冷水机组的群控和节能，在实际过程中 我们要根据实际的负荷对投入运行的冷水机组和循环水泵调节时兼顾设备的均衡运行

• 6.膨胀水箱与水箱的状态监测

  膨胀水箱作为制冷系统中的辅助设备发挥这样的作用：当冷冻水管路内的水温随温度改变相应体积也会产生改变，膨胀水箱与冷冻水管直接相连 当水体膨胀体积增大，一部分水排入水箱，当体积减小，膨胀水箱的水可以对管路中的水经行补充

  补水箱用来存放除盐，除氧设备的冷冻水用，当冷冻水管中的冷冻水需要补充时，补充泵将水箱中的存储水泵泵入管路，补水箱设置液位开关 对运行控制，当水位低于下限水位时经行补充，达到上限水位停止补充

• 7.冷却塔的节能运行控制内容

  冷水机组的冷却水用来带走冷凝器的热量温度升高到37°（从冷却水出口），送出高温回水，到冷却塔上部经过喷淋降温冷却，又重新循环回到 冷水机组，这个过程循环往复进行

  来自冷却塔的水进水32°，经过冷却水泵加压送到冷水机组，与冷凝器进行热交换

  为了保证冷却水进水和冷却水具有设计温度，就要通过装置对此进行控制，冷却水进行温度的高低基本反应了冷却塔的效果，用冷却水出水温度 来控制冷却塔风机（台数或者变频）使冷却塔节能运行。

  利用冷却塔进水温度控制冷却塔风机台数，这一控制过程和冷水机组的控制过程彼此独立，如果室外温度较低，从冷却塔流往；冷水 机组的；冷却水经过管道自然冷却，即可满足水温就无需启动冷却塔风机

四：制冷系统监测点

设备运行状态监测

• 1.冷水机组运行状态：运行状态信号取自冷水机组对应输出状态触点
• 2.冷冻水泵启停状态：该运行状态信号取自冷冻水泵循环配电箱接触器辅助触点
• 3.冷却水泵启停状态：此信号冷却水泵配电箱接触器辅助触点取点
• 4.冷却塔风机启停状态监控，监控信号从冷却塔风机启停状态监测配电箱接触器辅助触点取出
• 5.水流开关状态监测，取自水流开关状态输出点

以下参数可以是水位，流量，温度，压力

• 1.膨胀水箱高低水位监测，信号取自补水箱高低水位监测传感器输出，如使用液位开关，水位限高，底限，溢流位设置
• 2.冷却塔高低水位监测，信号取自冷却塔高低水位监测输出点，如使用液位开关，水位限高，底限，
• 3.冷冻水供水和回水温度监测，信号从安装在冷冻水管上的供水，回水温度传感器输出
• 4.冷冻水流量监测，信号从安装在冷冻水管上的流量传感器输出，使用电磁流量传感器
• 5.冷冻水供水回压力（压差）监测，信号取自安装在冷冻水管路上的供水，回水压力传感器，如采用水管或液压传感器 并安装在集水区入口，分水器出口，冷冻水管附近
• 6.冷却水供水回水温度监测，监测信号从安装在冷冻水管路上的供回水温度传感器的输出
• 7.冷水机组启停控制，从ddc数字输出DO，到冷水机组控制器启停远程输入
• 8.冷冻水泵启停控制。从DDC do口输出到冷冻水配电箱接触器控制回路
• 9.冷却水泵启停控制，从ddc数字输出DO，到冷却水泵配电控制箱远程控制输入
• 10.冷却水塔风机启停控制、由ddc 的DO接入冷却水塔风机配电箱接触器控制回路
• 11.冷水机组冷冻水进入电动蝶阀：从ddc do口输出到冷水机组冷冻水入口电动蝶阀开关控制输入回路
• 12.冷水机组冷却水进入电动蝶阀，从ddc do输出到冷水机组冷却水入口电动蝶阀开开关控制水路
• 13.冷却塔进水进去电动蝶阀，从ddc do输出到冷却塔冷却水入口电动蝶阀开开关控制水路
• 14.压差旁路二通阀调节控制，从DDC AO模拟量出口，输出到压差旁边的二通阀驱动控制回路

在系统中还包括：手动自动的切换，设备故障维修更换等推出自动控制状态的设计

五.制冷系统设备控制

通过对制冷系统中各相关设备运行状态参数监测，bas系统对相关DDC设备控制，对制冷系统的全面监控和管理

• 1.冷水机组与辅助设备的自锁和互锁

  制冷系统的启停顺序
  启动顺序：冷却塔风机-冷却水泵-冷冻水泵-冷水机组
  停止顺序：冷水机组-冷冻水泵-冷去水泵-冷却塔风机
  这种逻辑关系借助控制软件，并依靠电器开关的触点自锁，互锁来实现

• 2.设备故障报警

  设备在运行出现故障，监控系统给出报警，并自动停止相关设备的运行，同时对报警信号处理

• 3.备用设备的切换和投入

  在系统中的设备出现故障，除了报警外，控制系统将故障设备切离，同时将备用设备投入运行，使整个制冷系统正常运行。

• 4.均衡运行的实现

  为实现制冷系统中的均衡运行，可通过启停设备的给定策略实施起来

  • 1.累计运行时间最少的设备优先启动
  • 2.当前停止运行时间最长的设备优先启动
  • 3.轮流排队启动

  • 选择停止设备的监控策略

  • 1.累计运行时间最长的设备
  • 2.当前运行时间最长的设备优先停止
  • 3.轮流排队停止

• 5.制冷系统的节能运行

  现代建筑中的空调系统能耗在建筑能耗中占比相当高，50-60%，其中冷热源又占设备和水系统的能源的80-90%， 因此对于冷热源设备和水系统的节能运行控制，意义重大，制冷系统中的冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵和冷却塔风机 都是主要耗能设备，制冷系统的运行节能控制主要内容有

  • 1.根据具体热负荷变化规律制定科学合理的设备运行时间表，由于建筑内部的工作时间，不同季节段，气候变化 等多种因素，制冷系统的热符合呈现规律性的变化，根据这些变化规律制定制冷设备的运行时间表，能起到很好的节能效果
  • 2.制冷机组的节能群控，在有多台机型的制冷系统中，对机组进行策略合理的群控，是空调末端设备通过的冷冻水量和实际 的热负荷进行动态匹配，实现节能运行，
    对于单台冷水机组，可以使用调节主机的运行转态，调节冷水机组冷却水入口温度来调节冷冻水泵，冷却水泵的能耗
  • 3.冷冻水泵的节能控制运行，空调冷冻水系统采用一级冷冻水泵和压差旁路调节控制构成冷冻水路，是冷冻水泵为冷冻水提供 压力来克服冷冻水传输管路的阻力，并保证末端设备获得足够的压力，通过调节压差旁路的流量，保证末端及空调设备的正常工作。 可根据实际空调系统的冷负荷，在满足工作压力，冷冻水流量的情况下调节冷冻水泵运行台数和压差旁路的设定值，来节能。
    在冷负荷大的空调系统中，，末端空调设备分布范围广，水系统管路长，此时冷冻水系统采用，二级冷冻水泵来为系统提供正常工作所需 的冷冻水压力，对于这种系统的节能运行，是通过冷冻水压力和冷冻水泵运行台数来控制的。
  • 4.冷却塔和冷冻水泵的经济运行控制，冷水机组的冷却水进口处，有冷却塔循环输入冷却水温度满足特定要求。根据冷冻机对冷却水温 的要求，通过冷却塔运行台数的控制，来实现冷却塔出水温度和设定值的匹配，还可以使用调节电动机的转速来实现这种控制。 当冷却塔出水温度低于设定值，可增开一台冷却塔或将冷却塔中风扇的电机转速提高，如果温度低于设定是，将一台冷却塔从运行中 切离出来，同时对运行的冷却塔参数做适当的调节
    在对冷却塔台数调节控制中，一个重要的因素是室外环境温度，总的来讲，合理的调节投入运行的冷却台台数，调节冷却塔中风机和 冷却水泵的运行台数（或者调节速度），可以较好的实现冷却塔，冷却水泵的节能运行。

• 6.制冷站运行中的协调控制

  制冷机组有复杂的结构，一般配置有功能很强的监控系统，实现对机组的启停控制，运行参数监测，故障报警，安装一定的控制策略 进行经济运行控制，制冷机组还配置完善的安全保护设置
  新的制冷机组控制监测系统一般还设置的标准的通讯接口，并且支持Bacnet和lonTlak协议，从发展趋势上面来讲，统一的通讯协议 ，使得制冷机组通过标准的通讯接口和BAS实现有效的数据通讯。