中央空調(diào)節(jié)能自控系統(tǒng)改造方案

1.1 空調(diào)自控系統(tǒng)改造方案1.1.1 控制設備范圍一套制冷系統(tǒng)中的制冷機組、冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔、相關閥門、膨脹水箱、軟化水箱等。1.1.2 空調(diào)自控系統(tǒng)1.1.2.1. 監(jiān)測功能信息采集優(yōu)化A 通過冷機通訊接口讀取（包括但不限于）以下參數(shù)：l 冷水機組運行狀態(tài)、故障報警狀態(tài)l 冷凍水供/回水溫度、冷卻水供/回水溫度l 冷凍水溫度設定值l 運行時間、壓縮機運行電流百分比、壓縮機運行小時數(shù)、壓縮機啟動次數(shù)、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)壓力、冷凝壓力。B 冷凍水系統(tǒng)l 冷凍水泵運行狀態(tài)、故障報警、手/自動模式反饋(DI)l 冷凍水補水泵運行狀態(tài)、故障報警、手/自動模式反饋(DI)l 冷凍水供回水管溫度、水流量反饋(AI)l 冷凍水泵進口、出口分支管壓力(AI)l 冷凍水供回水環(huán)網(wǎng)壓力、冷凍水供回水環(huán)網(wǎng)間壓差反饋(AI)l 冷凍水泵變頻器頻率反饋(AI)l 最不利末端供回水壓差C 冷卻水系統(tǒng)l 冷卻水泵、冷卻塔風機運行狀態(tài)、故障報警、手/自動模式反饋(DI)l 冷卻水供回水管溫度、環(huán)網(wǎng)水流量反饋(AI)l 冷卻水泵進口、出口分支管壓力反饋(AI)l 冷卻水泵、冷卻塔風機變頻器頻率反饋(AI)l 冷卻水補水泵運行狀態(tài)、故障報警、手/自動模式反饋(DI)D 電動蝶閥l 壓差旁通閥開度反饋（AI）l 免費供冷管路上切換電動蝶閥開關狀態(tài)反饋（DI）E 液位監(jiān)控l 膨脹水箱超高、超低水位監(jiān)測(DI)l 軟化水補水箱高、低水位監(jiān)測（DI）F 其他參數(shù)l 室外干球溫度、相對濕度（AI）l 計算室外濕球溫度、焓值l 免費供冷系統(tǒng)水泵運行、故障、手/自動狀態(tài)（DI）l 免費供冷板換進出口壓力監(jiān)測（AI）1.1.2.2. 控制功能1、冷水機組啟/?？刂啤⒊鏊疁囟仍O定（通過冷機通訊接口控制）2、冷凍水系統(tǒng)：l 冷凍水泵啟/?？刂?DO)及反饋l 冷凍水泵變頻器頻率設定（AO）、頻率調(diào)節(jié)及反饋3、冷卻水系統(tǒng)：l 冷卻水泵、冷卻塔風機啟/停控制(DO)及反饋l 冷卻水泵、冷卻塔風機變頻器頻率設定（AO）、頻率調(diào)節(jié)及反饋4、電動蝶閥：l 分水器各供水支路電動蝶閥開/關控制(DO)l 冷凍水季節(jié)轉(zhuǎn)換電動蝶閥開/關控制(DO)l 壓差旁通閥開度調(diào)節(jié)（AO）l 免費供冷管路上切換電動蝶閥開/關控制（DO）5、其他設備控制l 免費供冷系統(tǒng)水泵啟?？刂疲―O）1.1.2.3. 報警功能1、當任何一臺冷水機組、冷卻塔風機、冷凍泵、冷卻泵、補水泵組運行故障時，發(fā)出故障報警。2、當膨脹水箱水位超高、超低時，分別發(fā)出溢水或缺水報警。3、當軟化水補水箱水位超高、超低時，分別發(fā)出溢水或缺水報警。1.1.2.4. 記錄功能1、記錄冷站系統(tǒng)的目標參數(shù)設定值，包括冷凍水供水溫度設定值、供回水管壓差設定值、冷卻塔出水溫度設定值、冷卻水供回水溫差設定值等。2、應記錄上述監(jiān)測功能所涉及的各類設備運行狀態(tài)參數(shù)。3、應記錄上述各項報警的內(nèi)容和發(fā)生時刻。以上記錄間隔不超過1分鐘，記錄數(shù)據(jù)不少于10年。1.1.2.5. 控制模式切換功能冷站群控系統(tǒng)應能夠?qū)⒏髦饕O備（冷機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機）納入或移出群控設備列表。在系統(tǒng)操作界面上實現(xiàn)群控系統(tǒng)手動/系統(tǒng)自動模式切換，對納入群控的設備進行群組操作。1.1.2.6. 手動控制模式冷站設備運行在群控系統(tǒng)手動控制模式時，用戶能在群控系統(tǒng)界面上，對相應設備進行手動控制，包括：l 對納入冷站群控的設備啟停控制l 各臺冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機頻率設定l 各個電動水閥的開關l 壓差旁通閥的開度調(diào)節(jié)l 各臺冷水機組冷凍水供水溫度的設定值l 冷卻塔出水設定值l 冷凍水溫差、冷卻水溫差設定值l 冷凍水系統(tǒng)供回水環(huán)網(wǎng)壓差設定值l 最不利末端壓差設定值1.1.2.7. 自動控制模式設備運行在群控系統(tǒng)自動控制模式時，群控系統(tǒng)按照時間表參數(shù)以及預制的控制邏輯自動控制各個機電設備的運行。控制參數(shù)包括：l 冷站系統(tǒng)的整體啟停l 冷水機組最大運行臺數(shù)l 冷凍水供水環(huán)網(wǎng)管溫度設定值l 冷凍水環(huán)網(wǎng)管壓差設定值l 冷凍水管溫差設定值l 最不利末端壓差設定值l 最不利末端溫差設定值l 冷卻水環(huán)網(wǎng)管溫差設定值l 冷卻塔出水溫度設定值1.1.2.8. 工藝控制邏輯1、冷水機組的自動控制邏輯：群控系統(tǒng)應具備自動加減冷水機組運行臺數(shù)的功能。加減機邏輯可根據(jù)供水溫度、冷機負載率、溫降速度等因素確定。2、冷凍水泵的自動控制邏輯：根據(jù)供回水環(huán)網(wǎng)管的壓差或溫差自動調(diào)整冷凍水泵的運行轉(zhuǎn)速（偏差值可設定）：l 壓差低于設定值-偏差或溫差高于設定值+偏差時，增加水泵頻率l 壓差高于設定值+偏差或溫差低于設定值-偏差時，降低水泵頻率。l 單臺水泵運行且水泵頻率降至下限，壓差仍高于設定值+偏差或溫差仍低于設定值-偏差時，水泵頻率不變，開啟壓差旁通閥調(diào)節(jié)開度。3、冷卻水泵的自動控制邏輯：根據(jù)冷卻水供回水溫差自動調(diào)整冷卻水泵的運行轉(zhuǎn)速（偏差值可設定）：l 溫差大于設定值+偏差時，增加水泵頻率l 溫差小于設定值-偏差時，降低水泵頻率。4、冷卻塔風機的自動控制邏輯：根據(jù)冷卻塔出水溫度自動調(diào)整冷卻塔風機的運行臺數(shù)及頻率（偏差值可設定）：l 冷卻塔開始運行時，所有風機均開啟；冷卻塔停止運行時，風機均關閉。l 出塔溫度高于設定值+偏差時，整體提高風機運行頻率。l 出塔溫度低于設定值-偏差時，整體降低風機運行頻率。l 頻率達到下限其出塔溫度仍低于設定值-偏差時，應按組關閉風機。設定值低于冷卻塔出水極限溫度時，自動修正為極限溫度。用戶在系統(tǒng)上應能選擇是否啟用自動修正功能。冷卻塔出水極限溫度取“室外濕球溫度+35”，其中夏季取小值，過渡季取大值。1.1.2.9. 系統(tǒng)保護、聯(lián)鎖控制功能1、在系統(tǒng)界面上設有各臺冷機及相應附屬設備對應的一鍵啟停按鍵，當發(fā)出一鍵啟停命令時，該冷機及相應附屬設備可按開機流程或關機流程的邏輯自動順序啟停。2、在系統(tǒng)界面上設有冷站整體一鍵啟停按鍵，當發(fā)出一鍵啟停命令時，系統(tǒng)能自動在群控設備列表中選擇冷機及相應附屬設備，按開機流程或關機流程的邏輯自動順序啟停。3、點擊冷機一鍵開機（或關機）按鈕后，群控系統(tǒng)界面上應能反饋開機（或關機）的過程信息，方便用戶掌握進度。如相應設備處于手動控制模式時，應提示用戶進行相應手動控制。4、群控系統(tǒng)應有保護邏輯，避免系統(tǒng)頻繁加減回路、設備。5、夏季供冷時，冷卻塔出水水溫度低于冷機保護溫度時（參數(shù)不確定時暫定20），群控系統(tǒng)應發(fā)出警示信息，并采取相應的保護策略使水溫滿足冷機保護需求。6、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機工作頻率低于下限時，群控系統(tǒng)應發(fā)出警示信息。7、當冷機運行時，對應的冷凍水泵、冷卻水泵的系統(tǒng)手動停泵功能失效。8、冷卻塔出水溫度設定值低于極限溫度時，群控系統(tǒng)應發(fā)出提示信息。當冷凍水泵、冷卻水泵故障時，群控系統(tǒng)應發(fā)出報警信息，提示用戶將故障水泵及其相應回路的冷站設備移出冷站群控設備列表。1.1.3 空調(diào)系統(tǒng)對自控系統(tǒng)要求1、冷卻塔的節(jié)能運行本工程本期啟包含多組冷卻塔模塊，并聯(lián)連接，它們和冷機是單臺與單臺的對應關系。它們在夏季工況是冷機帶走冷凝熱的輔機，在冬季工況則是整個系統(tǒng)供冷的主機。它們充水的臺數(shù)是隨工程負荷的增加而增加的，已充水的冷卻塔即是準備在線運行的冷卻塔。冷卻塔的風機配變頻調(diào)速器，室外管路及冷卻塔積水盤加電加熱裝置。（1）夏季工況-單用冷機Tw（冷卻塔的出水溫度）32時，在線冷卻塔加載運行，即風機逐漸加速，直到冷卻塔的出水溫度32應停止加速；（2）過渡季節(jié)工況-冷機與免費冷源系統(tǒng)合用隨著過渡季節(jié)室外溫度降低，控制冷卻塔出水溫度低于冷凍水回水溫度，即冷卻水溫度在19以下時，應實時監(jiān)測氣候條件及冷卻塔工況，當冷卻塔提供的冷卻水供水溫度接近17（可調(diào)），工況的穩(wěn)定性持續(xù)30分鐘以上，系統(tǒng)進入部分自然冷卻狀態(tài)，于此同時應通過調(diào)節(jié)冷卻塔風機轉(zhuǎn)速或旁通的方式控制冷卻水溫度在15以上（主機要求的最低冷卻溫度）；（3）冬季工況-單用免費冷源系統(tǒng)當室外濕球溫度足夠低時，冷卻塔可提供Tw9（可調(diào)）的冷卻水時，并且工況的穩(wěn)定性持續(xù)30分鐘以上，系統(tǒng)完全進入自然冷卻狀態(tài)，完全自然冷卻工況過渡階段涉及到主機的啟停，應根據(jù)實際的氣候條件做出合理的判斷，根據(jù)實際情況溫差可留有1的波動范圍（例如冷卻水的出水溫度Tw在8左右并可調(diào)時進行工況切換），應避免主機的頻繁啟動，同時應在線控制冷卻塔風機轉(zhuǎn)速，使8Ta11，其中Ta為冷凍機房供冷給定溫度。2、其他要求：（1）機房為不間斷制冷，應能手動或自動切換各個機組，交替使用。供冷與免費冷源工況轉(zhuǎn)換時，可自動和手動切換。（2）監(jiān)測軟水箱、蓄水罐、補水池液位及超高、低限報警。根據(jù)高、低液位控制全自動軟水器停、開；根據(jù)蓄水罐液位計膨脹罐壓力控制補水泵停、開。（3）精密空調(diào)機組等末端設備：根據(jù)回風溫度、通過電動調(diào)節(jié)閥控制冷凍水流量。（4）監(jiān)測冷卻塔風機啟停狀態(tài)、故障報警狀態(tài)及手/自動狀態(tài)；應能動態(tài)監(jiān)測積水盤液位高低及溫度、冷卻塔進出口溫度； （5）制冷站房內(nèi)的空調(diào)相應集中控制，所有運轉(zhuǎn)設備的開停信號，引至控制值班室。對系統(tǒng)和設備運行的主要參數(shù)和狀態(tài)進行監(jiān)視、控制、測量、打印和統(tǒng)計分析。1.1.4 冷凍水空調(diào)系統(tǒng)智慧管理節(jié)能優(yōu)化冷凍水空調(diào)系統(tǒng)中主要用電分為主機部份（冷水機組主要耗電為壓縮機部分），水循環(huán)系統(tǒng)（主要用電設備為水泵），風機部分（送風，新風）。其中冷水機組用電約占空調(diào)系統(tǒng)整體的60%，水泵加風機約40%。冷凍水空調(diào)智慧管理節(jié)能系統(tǒng)，是目前針對冷水機組主機部份采用IT和物聯(lián)網(wǎng)進行“管理”節(jié)能的新型節(jié)能技術。冷水機組智慧管理節(jié)能系統(tǒng)中固化近370多種不同環(huán)境、不同負載量的管理策略于服務器中，它全面解決以下問題：（1）空調(diào)機組對溫區(qū)溫度響應不及時；（2）無法判斷環(huán)境場制冷制熱過程中的冷熱負荷變化；（3）無法動態(tài)的根據(jù)室外的天氣，動態(tài)管理制冷機組的出回水溫度；（4）企業(yè)總部無法實時了解各分部的冷水機組用電情況、運行狀況等；（5）空調(diào)管理人員靠經(jīng)驗來巡檢記錄空調(diào)使用狀況；（6）冷水機組的運行使用，存在的隱患無法判斷等；系統(tǒng)根據(jù)節(jié)能控制算法和群控模式，計算出末端實際所需冷負荷，動態(tài)調(diào)整設備運行時間、投入臺數(shù)及設備負荷，保證按需供應冷熱量，讓設備運行在最高效率特性上，有效克服由于設備容量冗余而造成的能源浪費。冷凍水空調(diào)智慧管理節(jié)能系統(tǒng)四大節(jié)能手段：1、以用戶末端溫度需求為基準定值：用戶末端溫度設定后，室內(nèi)末端會因人流量、生產(chǎn)線熱源變動、出回水管線長度、保溫是否良好、流速、室外天氣溫度變化等因素，致出現(xiàn)多種變數(shù)而造成負荷不同管理節(jié)能系統(tǒng)以其即時性動態(tài)調(diào)節(jié)主機負載，實時傳送給主機溫區(qū)溫度信號，以縮短溫度積累時間。2、優(yōu)化管理方式：人為手動調(diào)試空調(diào)輸出，往往受到其他工作耽誤、管理人員對溫度的不同感受，每次調(diào)節(jié)均受限管線滯后反應，無法達到即時調(diào)節(jié)的節(jié)能效果。以計算機取代人為管理操作，使設