制冷機(jī)房群控系統(tǒng)方案

1、1、機(jī)房能源管理系統(tǒng)功能冷水系統(tǒng)的機(jī)房群控系統(tǒng)包括以下主要內(nèi)容：一是實(shí)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(jì)算對冷水機(jī)組進(jìn)行臺數(shù)控制、根據(jù)系統(tǒng)壓差實(shí)現(xiàn)一次泵變流量控制、根據(jù)冷卻水供水溫度實(shí)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(dòng)開關(guān)冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵等，并實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間開關(guān)機(jī)順序及連鎖保護(hù)功能；三是累計(jì)每臺冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)選擇運(yùn)行時(shí)間最短的設(shè)備啟動(dòng)，使每臺設(shè)備運(yùn)行時(shí)間基本相等，延長機(jī)組的壽命；四是動(dòng)態(tài)顯示機(jī)組、水泵及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息，自動(dòng)記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如遇故障則自動(dòng)停泵，備用泵自動(dòng)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(dòng)監(jiān)測計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷方式，通過DDC控制系統(tǒng)控制制冷機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)進(jìn)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(jì)算出用戶實(shí)際所需要的冷量，并將計(jì)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(jī)組進(jìn)行臺數(shù)控制，設(shè)計(jì)根據(jù)分、集水器上的供回水溫差及回水流量計(jì)算出系統(tǒng)冷負(fù)荷： Q=C×L×(T2-T1) 式中：Q計(jì)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(dòng)冷凍機(jī)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(shí)際負(fù)載 %FLA主管供水溫度基于機(jī)組負(fù)載logic負(fù)載管理同時(shí)，在低負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測冷水機(jī)組的冷凍水出水溫度，當(dāng)冷水機(jī)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(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉低負(fù)荷冷水機(jī)組，此時(shí)冷凍水系統(tǒng)仍繼續(xù)運(yùn)行，滿足系統(tǒng)冷量低負(fù)荷運(yùn)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(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行冷水機(jī)組，自適應(yīng)冷水系統(tǒng)的負(fù)荷變化。系統(tǒng)在啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，先運(yùn)行一臺冷水機(jī)組，當(dāng)?shù)谝慌_冷水機(jī)組啟動(dòng)60min后，冷水機(jī)組出水溫度基本達(dá)穩(wěn)定溫度，系統(tǒng)再啟動(dòng)負(fù)荷控制管理功能。每30min 把計(jì)算出的實(shí)際冷負(fù)荷與當(dāng)前運(yùn)行機(jī)組的額定冷量比較，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷小于當(dāng)前機(jī)組的額定總負(fù)荷

4、一定量時(shí)，減少相應(yīng)的機(jī)組臺數(shù)運(yùn)行；當(dāng)實(shí)際負(fù)荷大于當(dāng)前機(jī)組的額定總負(fù)荷一定量時(shí)，增加相應(yīng)的機(jī)組臺數(shù)運(yùn)行。（B）冷水機(jī)組運(yùn)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(yùn)行的制冷機(jī)組額定制冷量的總和進(jìn)行比較，如果用戶實(shí)際消耗冷量少于一臺制冷機(jī)的額定制冷量時(shí)，DDC系統(tǒng)將發(fā)出一個(gè)開關(guān)量信號，該信號將使一臺制冷機(jī)組停止運(yùn)行，制冷機(jī)組在停機(jī)后將輸入動(dòng)作信號至DDC系統(tǒng)，DDC系統(tǒng)確認(rèn)機(jī)組已經(jīng)停止運(yùn)行后，將輸出關(guān)閉與該制冷機(jī)組相對應(yīng)的冷凍水循環(huán)泵及該機(jī)組冷凍水進(jìn)水管上的電動(dòng)蝶閥；當(dāng)用戶實(shí)際需要冷量持續(xù)少于運(yùn)行機(jī)組額定制冷量時(shí)，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(shí)，DDC系統(tǒng)將發(fā)出開關(guān)量

5、型號，啟動(dòng)一臺冷凍水循環(huán)泵并同時(shí)打開與冷凍水泵相對應(yīng)的制冷機(jī)組冷凍水管上的電動(dòng)蝶閥，冷卻水泵和電動(dòng)蝶閥將反饋動(dòng)作信號至DDC系統(tǒng)，其動(dòng)作系統(tǒng)得到DDC系統(tǒng)確認(rèn)后，DDC系統(tǒng)將啟動(dòng)與冷凍水泵相對應(yīng)的制冷機(jī)組；如果用戶所需要的冷量繼續(xù)增加時(shí)，則按上述控制方式再次啟動(dòng)制冷機(jī)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(shí)，機(jī)房能量管理系統(tǒng)首先根據(jù)控制特點(diǎn)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(shí)，再通過機(jī)房群控系統(tǒng)對冷水機(jī)組進(jìn)行相應(yīng)的加減機(jī)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(dòng)閥門開度增大

6、，系統(tǒng)壓差會(huì)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(jī)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(shí)由于機(jī)組能夠鎖定出水溫度為7，當(dāng)冷凍水量上升時(shí)，機(jī)組感應(yīng)到水量的變化，此時(shí)機(jī)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(jī)組額定輸出冷量的95%時(shí)（可調(diào)），則控制系統(tǒng)啟動(dòng)另外機(jī)組加機(jī)延時(shí)5Min(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)，在這啟動(dòng)延時(shí)期后，如果系統(tǒng)冷量負(fù)荷持續(xù)超出單臺機(jī)組額定輸出冷量的95%,且冷水機(jī)組出水溫度超出冷凍水出水設(shè)定溫度時(shí)，則說明單臺機(jī)組的滿載運(yùn)行和水泵的滿載運(yùn)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(huì)穩(wěn)定在出水溫度設(shè)定值上，這樣第二臺機(jī)組的電動(dòng)閥門馬上開啟，經(jīng)過一定的閥門開啟時(shí)間之后，第二臺機(jī)組迅速開啟。假設(shè)2臺機(jī)組正在運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變小時(shí)，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(jī)組感應(yīng)到相應(yīng)的水量變化，即反應(yīng)到機(jī)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(jī)組的負(fù)荷總量時(shí)，機(jī)房控制系統(tǒng)馬上關(guān)掉其中一臺機(jī)組，以使得另一臺機(jī)組運(yùn)行在高負(fù)荷效率狀況下運(yùn)行同時(shí)滿足系統(tǒng)負(fù)荷的要求。當(dāng)VSD變頻冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，可最低在15單機(jī)負(fù)荷的情況下運(yùn)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(jī)組出水溫度低于冷凍水設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉冷水機(jī)組運(yùn)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(yùn)行要求。通過DDC將檢測到的供回水壓力進(jìn)行計(jì)算得出供回水壓差，通過與設(shè)定值P進(jìn)行比較并進(jìn)行PID計(jì)算，將PID計(jì)算結(jié)果發(fā)送至冷凍水泵進(jìn)行控制。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，P將會(huì)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(jī)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(yàn)值，通常對冷水機(jī)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(jī)組運(yùn)行時(shí)間管理其一，累計(jì)每臺機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間；其二，同類型機(jī)組開機(jī)時(shí)，先開運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組，再開運(yùn)行時(shí)間

9、長的機(jī)組，關(guān)機(jī)時(shí)則相反，使同類型機(jī)組的開機(jī)時(shí)間基本相等。VSD變頻機(jī)組優(yōu)先在低負(fù)荷情況下運(yùn)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(jī)的最低冷卻水保護(hù)水溫的基礎(chǔ)上，冷卻水水溫每低1，冷水主機(jī)的能耗將降低約3%。鷺島國際社區(qū)每臺冷水主機(jī)的能耗約為：323KW;每降低1，冷水主機(jī)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(jì)算可以看出，采用冷卻水泵變頻實(shí)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?yàn)槔鋮s水溫度越低，主機(jī)的效率越高。冷卻水系統(tǒng)變頻會(huì)導(dǎo)致機(jī)組能耗

10、增加，容易結(jié)垢，而且容易進(jìn)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(jī)在過渡季和電機(jī)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(jìn)水電動(dòng)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(jī)組通常只有不到1%的時(shí)間在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行。其他時(shí)間則在非運(yùn)行工況下運(yùn)行，期間的室外溫度更溫和，并且濕度低。分設(shè)計(jì)工況意味著冷負(fù)荷和冷凝器入口水溫（ECWT）都比設(shè)計(jì)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(shí)間了。當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，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?yàn)槌凉竦男枨笠哺土?。通常，提高冷水機(jī)組的冷凍

11、水出口溫度（LCHWT）可以降低壓縮機(jī)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(diǎn)由A-B,變成A-B,制冷劑A-B壓力相對提高，壓縮機(jī)做功（h3-h2）相對減少,主機(jī)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(jì)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(shí)的冷凍水出水溫度值。3.) 正常運(yùn)行時(shí)，建筑物的負(fù)荷通常低于設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)增加能耗。4.) 冷凍水出水溫度每提高1°C ，冷水機(jī)組

12、的效率就會(huì)增加約3% 。機(jī)組的冷凍水出水溫度可以利用微處理器控制裝置進(jìn)行手動(dòng)重新設(shè)定或者自動(dòng)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(diǎn)。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(diǎn)根據(jù)YORKWORKS選型軟件分析出，不同出水溫度在部分負(fù)荷時(shí)的相對7出水溫度時(shí)節(jié)電率如下：根據(jù)室外溫度、冷凍水回水溫度、主機(jī)電流百分比可以判斷主機(jī)的負(fù)荷情況。室外溫度范圍室外濕度范圍時(shí)間比例時(shí)間（小時(shí)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(shí)間累計(jì)，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(yùn)行狀態(tài)、故障、手/自動(dòng)狀態(tài)及控制信號；電控箱提供接線端子和實(shí)現(xiàn)二次接線；電控箱要求有現(xiàn)場手動(dòng)/自動(dòng)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(diǎn)，要求無源干觸點(diǎn)、正邏輯；故障信號取至熱繼常開點(diǎn)，要求無源干觸點(diǎn)、正邏輯；手/自動(dòng)狀態(tài)信號取至手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)常開點(diǎn)并與自動(dòng)檔連鎖，要求無源干觸點(diǎn)、正邏輯；樓宇自控系統(tǒng)向電控箱提供一個(gè)遠(yuǎn)程無源干觸點(diǎn)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(shí)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