制冷機房群控系統(tǒng)方案

1、1、機房能源管理系統(tǒng)功能冷水系統(tǒng)的機房群控系統(tǒng)包括以下主要內(nèi)容：一是實現(xiàn)冷水系統(tǒng)的能量控制管理，主要包括根據(jù)冷量負(fù)荷計算對冷水機組進行臺數(shù)控制、根據(jù)系統(tǒng)壓差實現(xiàn)一次泵變流量控制、根據(jù)冷卻水供水溫度實現(xiàn)對冷卻水泵的控制管理；二是根據(jù)大廈的日程安排自動開關(guān)冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵等，并實現(xiàn)各設(shè)備之間開關(guān)機順序及連鎖保護功能；三是累計每臺冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵運行時間，自動選擇運行時間最短的設(shè)備啟動，使每臺設(shè)備運行時間基本相等，延長機組的壽命；四是動態(tài)顯示機組、水泵及相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)和報警信息，自動記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如遇故障則自動停泵，備用泵自動投入使用。（A）系統(tǒng)冷量控制管理制冷系統(tǒng)的制冷

2、量是采用自動監(jiān)測計算系統(tǒng)負(fù)荷方式，通過DDC控制系統(tǒng)控制制冷機組運行臺數(shù)進行控制。系統(tǒng)的供、回水溫度以及回水流量可通過傳感器輸入到現(xiàn)場DDC控制器，根據(jù)這些參數(shù)，系統(tǒng)將能夠計算出用戶實際所需要的冷量，并將計算出的冷量值輸入到能量管理系統(tǒng)。根據(jù)冷負(fù)荷對冷水機組進行臺數(shù)控制，設(shè)計根據(jù)分、集水器上的供回水溫差及回水流量計算出系統(tǒng)冷負(fù)荷： Q=C×L×(T2-T1) 式中：Q計算冷負(fù)荷； L流量，L=L1+L2+L3； T2回水溫度； T1供水溫度； C水比熱。算法決定要啟動冷凍機組數(shù)量和組合主管回水溫度主管供水溫度基于冷凍水溫度水流量 主管回水溫度主管供水溫度基于系統(tǒng)負(fù)載負(fù)載能效

3、實際負(fù)載 %FLA主管供水溫度基于機組負(fù)載logic負(fù)載管理同時，在低負(fù)荷時，系統(tǒng)實時監(jiān)測冷水機組的冷凍水出水溫度，當(dāng)冷水機組出水溫度低于系統(tǒng)冷凍水溫度設(shè)定值并持續(xù)一段時間后，系統(tǒng)會自動關(guān)閉低負(fù)荷冷水機組，此時冷凍水系統(tǒng)仍繼續(xù)運行，滿足系統(tǒng)冷量低負(fù)荷運行要求；當(dāng)冷凍水溫度超出系統(tǒng)冷凍水溫度設(shè)定值并持續(xù)一段時間后，系統(tǒng)自動運行冷水機組，自適應(yīng)冷水系統(tǒng)的負(fù)荷變化。系統(tǒng)在啟動或低負(fù)荷運行時，先運行一臺冷水機組，當(dāng)?shù)谝慌_冷水機組啟動60min后，冷水機組出水溫度基本達穩(wěn)定溫度，系統(tǒng)再啟動負(fù)荷控制管理功能。每30min 把計算出的實際冷負(fù)荷與當(dāng)前運行機組的額定冷量比較，當(dāng)實際負(fù)荷小于當(dāng)前機組的額定總負(fù)荷

4、一定量時，減少相應(yīng)的機組臺數(shù)運行；當(dāng)實際負(fù)荷大于當(dāng)前機組的額定總負(fù)荷一定量時，增加相應(yīng)的機組臺數(shù)運行。（B）冷水機組運行臺數(shù)控制管理DDC系統(tǒng)將輸入的冷量值與所有正在運行的制冷機組額定制冷量的總和進行比較，如果用戶實際消耗冷量少于一臺制冷機的額定制冷量時，DDC系統(tǒng)將發(fā)出一個開關(guān)量信號，該信號將使一臺制冷機組停止運行，制冷機組在停機后將輸入動作信號至DDC系統(tǒng)，DDC系統(tǒng)確認(rèn)機組已經(jīng)停止運行后，將輸出關(guān)閉與該制冷機組相對應(yīng)的冷凍水循環(huán)泵及該機組冷凍水進水管上的電動蝶閥；當(dāng)用戶實際需要冷量持續(xù)少于運行機組額定制冷量時，將重復(fù)上述控制過程。當(dāng)用戶所需要的冷量多于一臺制冷量時，DDC系統(tǒng)將發(fā)出開關(guān)量

5、型號，啟動一臺冷凍水循環(huán)泵并同時打開與冷凍水泵相對應(yīng)的制冷機組冷凍水管上的電動蝶閥，冷卻水泵和電動蝶閥將反饋動作信號至DDC系統(tǒng)，其動作系統(tǒng)得到DDC系統(tǒng)確認(rèn)后，DDC系統(tǒng)將啟動與冷凍水泵相對應(yīng)的制冷機組；如果用戶所需要的冷量繼續(xù)增加時，則按上述控制方式再次啟動制冷機組，直到滿足用戶需要為止。ChillersFFVFDP（C）一次泵變流量管理及加/減載管理系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時，機房能量管理系統(tǒng)首先根據(jù)控制特點先行調(diào)節(jié)系統(tǒng)一次變頻泵流量供應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)流量變化調(diào)節(jié)不足以滿足系統(tǒng)負(fù)荷變化的需求時，再通過機房群控系統(tǒng)對冷水機組進行相應(yīng)的加減機來滿足負(fù)荷的需求。當(dāng)系統(tǒng)末端負(fù)荷增加，系統(tǒng)末端的電動閥門開度增大

6、，系統(tǒng)壓差會有相應(yīng)的減少，控制系統(tǒng)接受到相應(yīng)的壓差變化，調(diào)節(jié)水泵的頻率，增加一次變頻泵的水量，由于冷水機組能夠接受水量變化，即一次水泵的流量可一直增加到100，來滿足系統(tǒng)負(fù)荷增加的需求。同時由于機組能夠鎖定出水溫度為7，當(dāng)冷凍水量上升時，機組感應(yīng)到水量的變化，此時機組則根據(jù)自身負(fù)荷調(diào)節(jié)的能力上載制冷負(fù)荷，滿足系統(tǒng)負(fù)荷變化，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷上升到單臺機組額定輸出冷量的95%時（可調(diào)），則控制系統(tǒng)啟動另外機組加機延時5Min(可根據(jù)實際情況調(diào)整)，在這啟動延時期后，如果系統(tǒng)冷量負(fù)荷持續(xù)超出單臺機組額定輸出冷量的95%,且冷水機組出水溫度超出冷凍水出水設(shè)定溫度時，則說明單臺機組的滿載運行和水泵的滿載運行已

7、不足以滿足系統(tǒng)負(fù)荷值，且冷凍水出水溫度不會穩(wěn)定在出水溫度設(shè)定值上，這樣第二臺機組的電動閥門馬上開啟，經(jīng)過一定的閥門開啟時間之后，第二臺機組迅速開啟。假設(shè)2臺機組正在運行，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變小時，末端的壓差傳感減小，一次變頻泵即減小所供應(yīng)的水量，機組感應(yīng)到相應(yīng)的水量變化，即反應(yīng)到機組的負(fù)荷相應(yīng)減小，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷只有甚至小于一臺機組的負(fù)荷總量時，機房控制系統(tǒng)馬上關(guān)掉其中一臺機組，以使得另一臺機組運行在高負(fù)荷效率狀況下運行同時滿足系統(tǒng)負(fù)荷的要求。當(dāng)VSD變頻冷水機組運行時，可最低在15單機負(fù)荷的情況下運行，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷繼續(xù)下降并持續(xù)低于15，且冷水機組出水溫度低于冷凍水設(shè)定值時，控制系統(tǒng)自動關(guān)閉冷水機組運行，

8、但仍保持冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)低負(fù)荷運行要求。通過DDC將檢測到的供回水壓力進行計算得出供回水壓差，通過與設(shè)定值P進行比較并進行PID計算，將PID計算結(jié)果發(fā)送至冷凍水泵進行控制。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷運行時，P將會增加，通過對供、回壓差的PID控制將水泵的轉(zhuǎn)速降低，一方面保證了空調(diào)末端風(fēng)柜的最低用水量，一方面提高了機組使用效率，減少了旁通的能量損耗，另一方面降低了冷凍水泵的使用能耗，可謂一舉三得。根據(jù)經(jīng)驗值，通常對冷水機組及一次變頻冷凍水泵的臺數(shù)加減載可降低能耗約20%30%。（D）冷水機組運行時間管理其一，累計每臺機組的運行時間；其二，同類型機組開機時，先開運行時間最短的機組，再開運行時間

9、長的機組，關(guān)機時則相反，使同類型機組的開機時間基本相等。VSD變頻機組優(yōu)先在低負(fù)荷情況下運行。（E）冷卻水泵的控制管理從節(jié)能的角度出發(fā)，在保證冷水主機的最低冷卻水保護水溫的基礎(chǔ)上，冷卻水水溫每低1，冷水主機的能耗將降低約3%。鷺島國際社區(qū)每臺冷水主機的能耗約為：323KW;每降低1，冷水主機的能耗將降低 323KW * 3% 9.69KW;每臺冷卻水泵通?？山档淖畹皖l率為35Hz，則冷卻水泵變頻可節(jié)能：45KW * 0.3 = 13.5KW通過以上計算可以看出，采用冷卻水泵變頻實際并節(jié)能效果不太明顯，故保建議不采用冷卻水變頻水泵，因為冷卻水溫度越低，主機的效率越高。冷卻水系統(tǒng)變頻會導(dǎo)致機組能耗

10、增加，容易結(jié)垢，而且容易進入喘振區(qū)域。沒必要在冷卻水系統(tǒng)上安裝旁通環(huán)路人為提高冷卻水溫度，使主機在過渡季和電機不能充分利用低溫冷卻水帶來的巨大節(jié)能效果！通過控制冷卻塔進水電動蝶閥保證冷卻水出水壓力。（F）冷凍水出水溫度再設(shè)冷水機組通常只有不到1%的時間在設(shè)計工況下運行。其他時間則在非運行工況下運行，期間的室外溫度更溫和，并且濕度低。分設(shè)計工況意味著冷負(fù)荷和冷凝器入口水溫（ECWT）都比設(shè)計工況低。充分利用這些條件是減少能耗的途徑之一。冷凍水重設(shè)的基本概念已被認(rèn)可了一段時間了。當(dāng)負(fù)荷降低時，即使冷凍水溫度設(shè)得更高，冷卻盤管也可以產(chǎn)生所需的冷量，這是因為除濕的需求也更低了。通常，提高冷水機組的冷凍

11、水出口溫度（LCHWT）可以降低壓縮機的壓頭，從而節(jié)能。根據(jù)制冷原理P-H圖可以直觀的說明1.) 由制冷原理圖可以看出，提高冷凍水出水溫度，蒸發(fā)器工作點由A-B,變成A-B,制冷劑A-B壓力相對提高，壓縮機做功（h3-h2）相對減少,主機功耗對應(yīng)降低，能效比COP提高。2.) 冷凍水出水溫度的設(shè)計值通常是選擇在最惡劣的制冷工況下，相關(guān)的冷卻盤管滿足制冷需求時的冷凍水出水溫度值。3.) 正常運行時，建筑物的負(fù)荷通常低于設(shè)計的最惡劣工況的負(fù)荷，因此在通常情況下，出水溫度如果還按照設(shè)計值設(shè)定，那將導(dǎo)致不必要的過低的冷凍水出水溫度，只會增加能耗。4.) 冷凍水出水溫度每提高1°C ，冷水機組

12、的效率就會增加約3% 。機組的冷凍水出水溫度可以利用微處理器控制裝置進行手動重新設(shè)定或者自動設(shè)定。 5.) 影響冷凍水出水溫度調(diào)節(jié)的因素有如下：a環(huán)境溫度， 在較涼爽的季節(jié)，冷凍水出水溫度可以設(shè)得高一點。b冷凍水回水溫度。冷凍水回水溫度低，說明建筑物負(fù)荷較低，冷凍水出水溫度可以設(shè)得高一點根據(jù)YORKWORKS選型軟件分析出，不同出水溫度在部分負(fù)荷時的相對7出水溫度時節(jié)電率如下：根據(jù)室外溫度、冷凍水回水溫度、主機電流百分比可以判斷主機的負(fù)荷情況。室外溫度范圍室外濕度范圍時間比例時間（小時數(shù)）出水溫度設(shè)定節(jié)能率>335%67.570.00%3233>75%5%67.570.00%65%

13、6%817.51.47%3132>75%6%817.51.47%65%6%8182.91%3031>75%6%8182.91%65%6%818.54.34%2930>75%7%94.58.54.34%65%7%94.595.74%2829>75%6%8195.74%65%6%819.57.12%2728>75%6%819.57.12%65%6%81108.49%2627>75%6%81108.49%65%6%8110.59.83%2526>75%5%67.510.59.83%65%5%67.51111.15%按照時間累計，綜合節(jié)能率5.35%。2、系統(tǒng)

14、接口配合要求水泵電氣控制箱接口要求，冷凍水泵、冷卻水泵、熱水泵電控箱提供每一臺泵的運行狀態(tài)、故障、手/自動狀態(tài)及控制信號；電控箱提供接線端子和實現(xiàn)二次接線；電控箱要求有現(xiàn)場手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)和相應(yīng)的切換功能。狀態(tài)信號取至接觸器常開點，要求無源干觸點、正邏輯；故障信號取至熱繼常開點，要求無源干觸點、正邏輯；手/自動狀態(tài)信號取至手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)常開點并與自動檔連鎖，要求無源干觸點、正邏輯；樓宇自控系統(tǒng)向電控箱提供一個遠程無源干觸點控制信號。冷凍水泵、熱水泵變頻器接口要求，每一臺水泵變頻器需提供頻率反饋、變頻器故障和頻率控制信號；變頻器提供接線端子和實現(xiàn)二次接線。變頻器向樓控系統(tǒng)提供010VDC頻率反饋信號，準(zhǔn)確對應(yīng)變頻器050H