某辦公樓機房制冷機組冷凍水循環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計

騰達(dá)大廈制冷機組冷凍水循環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計目標(biāo)及工程概況（1）設(shè)計題目騰達(dá)大廈制冷機組冷凍水循環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計（2）工程概況騰達(dá)大廈總建筑面積84260.95㎡。本設(shè)計的制冷站設(shè)在底層地下四層冷凍機房內(nèi)。冷凍水出水溫度7℃，回水溫度12℃。北京室外氣象參數(shù)1.3冷負(fù)荷本建筑物為1.3冷負(fù)荷本建筑物為84260.95㎡，技術(shù)》書中《國調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)的：辦公樓的冷㎡）：90-120W夏季室外氣象參數(shù)夏季空調(diào)室外計算34.8℃夏季空調(diào)室外計算27℃夏季空調(diào)室外平均風(fēng)速2.8m/s夏季大氣壓力997.3hPa的總建筑面積根據(jù)《空氣調(diào)節(jié)內(nèi)部分建筑空的統(tǒng)計值》查負(fù)荷指標(biāo)（W／／㎡。冷負(fù)荷計算是空調(diào)設(shè)計及空調(diào)設(shè)備選型的主要依據(jù)；夏季冷負(fù)荷采用冷負(fù)荷系數(shù)法計算，求出每個房間的逐時值?！秶鴥?nèi)部分建筑空調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)的統(tǒng)計值》中注明：當(dāng)建筑物的總建筑面積在小于5000㎡取上限值，大于10000㎡時，取下限值。按建筑空調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)確定的冷負(fù)荷即是制冷劑容量，不必再加系數(shù)。由于本建筑物的總建筑面積為84260.95㎡，所以，在此我們選用90W／㎡則：本設(shè)計用戶的空調(diào)冷負(fù)荷：Q=937W冷卻水系統(tǒng)介紹冷卻水系統(tǒng)的作用是將從制冷機吸取的熱量散發(fā)出去，它主要有冷卻塔、冷卻水泵、水處理設(shè)備和冷水機組冷凝器等設(shè)備及管道組成。冷卻水系統(tǒng)：冷卻塔型號、臺數(shù)的介紹冷卻塔的作用是為從制冷機吸收出來的冷卻水降溫，使得冷卻水可以循環(huán)使用，它有逆流式、橫流式、噴射式和蒸發(fā)式等四種型，其型號主要依據(jù)工作溫度條件和冷卻水流量來選擇。冷卻塔的設(shè)置位置應(yīng)通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離高溫或有害氣體，避免氣流短路以免建筑物高溫高濕排氣或非潔凈氣體對冷卻塔的影響。同時，也應(yīng)避免所產(chǎn)生的飄逸水影響周圍環(huán)境。冷卻塔內(nèi)的填料多為易燃材料，應(yīng)防止產(chǎn)生冷卻塔失火事故。冷卻塔的設(shè)置位置可分為三種：（1）、制冷站設(shè)在建筑物的地下室，冷卻塔設(shè)在通風(fēng)良好的室外綠化地帶或室外地面上。（2）、制冷站為單獨建造的單層建筑時，冷卻塔可設(shè)置在制冷站的屋頂上或室外地面上。（3）、制冷站設(shè)在多層建筑或高層建筑的底層或地下室時，冷卻塔設(shè)在高層建筑裙房的屋頂上。如果沒有條件這樣設(shè)置時，只好將冷卻塔設(shè)在高層建筑主樓的屋頂上，應(yīng)考慮冷水機組冷凝器的承壓在允許范圍內(nèi)。冷卻塔的臺數(shù)根據(jù)冷水機組的臺數(shù)確定，一般應(yīng)與冷水機組的臺數(shù)相同，即“一塔對一機”不設(shè)置備用冷卻塔。從已選定的冷水機組參數(shù)中，可知冷卻水流量為119m3/h，冷卻塔處理的水流量應(yīng)大于冷水機組的冷卻水流量，在此我們在已選定的冷水機組的冷卻水流量的基礎(chǔ)上，考慮1.2富裕系數(shù)，冷卻塔設(shè)計處理水量為：3L=119×1.2=142.8m3/h。根據(jù)處理水量，以及當(dāng)?shù)厥彝鉂袂驕囟?、水溫處理要求，從冷卻塔樣本中選型，選用兩臺DFTYL—150P型冷卻塔，不考慮備用，其性能參數(shù)見下表：DFTYL—150P型冷卻塔性能參數(shù)冷卻塔型號DFTYL—150P流量150m3/h風(fēng)量78000㎡/h進(jìn)水壓力0.15MPa外形尺寸長5600㎜寬2800㎜高6030㎜冷卻水泵型號、臺數(shù)的確定冷卻水泵的安裝要求：（1）當(dāng)泵房設(shè)置在地面上，可用地腳螺栓直接固定在混凝土基礎(chǔ)上。如泵房設(shè)在樓板上，則可以將水泵安裝在減振裝置上。當(dāng)泵房設(shè)在高層建筑地下室時，可以不裝配地腳螺栓，而在水泵的四角填墊減振器。（2）水泵的進(jìn)出口管端必須安裝橡膠軟接頭，并且要在進(jìn)水管上安裝過濾器和閥門，在出水管上安裝止回閥和閘閥，進(jìn)出水管必須固定。（3）為使水泵保持最佳運行性能，應(yīng)在水泵進(jìn)出口處配裝擴散管，以減少阻力損失。擴散管管口的流速應(yīng)為：吸水管不大于1.3m/s，出水管不大于2m/s。（4）水泵的出水管上還應(yīng)裝有壓力表和溫度計，以利檢測。壓力表和溫度計應(yīng)被安裝在便于觀察和維修的位置上，并注意周圍對其測量的準(zhǔn)確度有影響的環(huán)境條件。根據(jù)選型原則，選擇三臺冷卻水泵，兩用一備。冷水機組的冷卻水流量為119m3/h，確定1.1的附加系數(shù)，則水泵流量3L=1.1×119=130.9m3/h。查閱水泵產(chǎn)品樣本選擇三臺150RK180-32型水泵。其主要參數(shù)如下表150RK180-32冷卻水泵參數(shù)表水泵型號150RK180-32單位流量144m3/h揚程33m轉(zhuǎn)速1450r/min效率69%軸功率18.8kW電機功率3kW必需汽蝕余量4.0m泵進(jìn)出口管徑150/125mm泵整機重量800kg3.4冷卻水水處理設(shè)備的介紹水處理設(shè)備通常按照管徑或流量來選型，水過濾器一般是按連接管管徑選定的。連接管的管徑應(yīng)該與干管的管徑相同。在選定水過濾器時應(yīng)重視它的耐壓要求和安裝檢修的場地要求。除污器和水過濾器的前后應(yīng)該設(shè)置閘閥，供他們在定期檢修時與水系統(tǒng)切斷之用（平時處于全開狀態(tài)）；安裝時必須注意水流方向；在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)和清洗管路的初期，宜把其中的濾芯卸下，以免損壞。根據(jù)輸水管管徑和處理水流量238m3/h，從產(chǎn)品樣本中選用一臺YTD-200F型號電子水處理器.YTD-200F型號電子水處理器型號YTD-200F公稱直徑mm200流量T/h320輸入功率W80外形尺寸mm長900寬377高677冷凍水系統(tǒng)設(shè)計冷水機組制備出的冷凍水，由冷水循環(huán)泵通過供水管路輸送到空氣處理設(shè)備中，而釋放出冷量后的冷水經(jīng)回水管路返回冷水機組。冷凍水系統(tǒng)介紹按循環(huán)方式，冷凍水系統(tǒng)可分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng).（1）開式循環(huán)系統(tǒng)的下部設(shè)有回水箱（或蓄冷水池），它的末端管路式與大氣相通的?？照{(diào)冷水流經(jīng)末端設(shè)備（例如風(fēng)機盤管機組）釋放出冷量后，回水靠重力作用集中進(jìn)入回水箱或蓄冷水池，再由循環(huán)泵將回水打入冷水機組的蒸發(fā)器，經(jīng)重新冷卻后的冷水被輸送至整個系統(tǒng)。其特點是：水泵揚程高，輸送耗電量大；循環(huán)水易受污染，水中總含氧量高，管路和設(shè)備易受腐蝕；管路容易引起水錘想象；該系統(tǒng)與蓄冷水池連接比較簡單。（2）閉式循環(huán)系統(tǒng)的冷水在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行密閉循環(huán)，不與大氣接觸，僅在系統(tǒng)的最高點設(shè)膨脹水箱（其功用是接納水體積的膨脹，對系統(tǒng)進(jìn)行定壓和補水）。其特點：水泵揚程低，僅需克服循環(huán)路阻力，與建筑物總高度無關(guān)，故輸送耗電量??；循環(huán)水不易受污染，管路腐蝕程度輕；不用設(shè)回水池，制冷機房占地面積減小，但需設(shè)膨脹水箱的補水。冷凍水泵型號和臺數(shù)的確定冷凍水泵的選擇，要選有備用水泵，在本設(shè)計中選用兩臺運行冷凍水泵，一臺備用水泵。對于大多數(shù)多層和高層建筑來說，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)主要為閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷凍水泵的流量較大，但揚程不會太高。據(jù)統(tǒng)計，一般情況下，20層以下的建筑物，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的冷凍水泵揚程大多在16-28mH2O，乘上1.1的安全系數(shù)后最大也就是30mH2O。本設(shè)計的建筑為辦公樓，其建筑總面積為8000㎡，屬于20層以下的建筑物，所以我們的冷凍水泵的揚程選擇30mH2O。本設(shè)計的冷水機組的冷凍水流量為98m3/h，確定1.1的附加系數(shù)，則水泵流量L=1.1×98=107.8m3/h。根據(jù)上面的估算，我們可以知道冷凍水系統(tǒng)揚程為30水柱，查閱水泵產(chǎn)品樣本選擇三臺150RK180-32型水泵，兩用一備。150RK180-32冷凍水泵參數(shù)表水泵型號150RK180-32單位流量144m3/h揚程33m轉(zhuǎn)速1450r/min效率69%軸功率18.8kW電機功率3kW泵進(jìn)出口管徑150/125mm自動控制和監(jiān)控設(shè)計控制系統(tǒng)工作原理在系統(tǒng)處于設(shè)計狀況下，所有的設(shè)備滿負(fù)荷運行，壓差旁通閥開度為零，壓差傳感器兩端接口處的壓差為控制器的設(shè)定值；當(dāng)末端負(fù)荷變小時后，末端的兩通閥關(guān)小，供、回水壓差將會提高而超過設(shè)定值，在壓差控制器的作用下，旁通閥將自動打開，它的開度加大將使總供、回水壓差減小直至達(dá)到時，才停止繼續(xù)開大。若冷水的旁通量超過了單臺冷水循環(huán)泵流量時，則自動關(guān)閉一臺冷水循環(huán)泵。在機房控制室內(nèi)設(shè)有微型計算機，對該空調(diào)制冷站及熱交換站等設(shè)備用房實行統(tǒng)一控制。也就是說，將多個自動控制程序納入該微機中，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)啟閉設(shè)備或調(diào)節(jié)閥門。冷凍站的監(jiān)控內(nèi)容1）監(jiān)測冷媒水供、回水溫度，以了解冷媒水的工作溫度是否在合理的溫度范圍之內(nèi)。2）監(jiān)測冷媒水一次供、回水壓力。3）監(jiān)測冷媒水供水流量，與冷媒水供回水溫差相結(jié)合，可計算出冷量，以此作為能源消耗量的依據(jù)。4）檢測冷卻水供回水溫度，以了解冷卻水的工作溫度是否在合理的范圍之內(nèi)。5）監(jiān)測冷媒水以及循環(huán)泵，冷媒水二級循環(huán)泵，冷卻水循環(huán)泵及冷卻塔風(fēng)機的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。6）補水泵的運行和故障狀態(tài)。補水泵的起停控制可根據(jù)冷媒水供水壓力的范圍來決定起?？刂啤．?dāng)供水壓力超過警戒壓力時，關(guān)閉補水泵，當(dāng)供水壓力過小時，啟動補水泵。7）監(jiān)測補水箱的高液位，低液位和溢流液位，在水箱液位高于高液位和低于低液位時，啟動報警。8）監(jiān)測膨脹水箱的高液位，低液位和溢流液位，在水箱液位高于高液位和低于低液位時，關(guān)閉或啟動補水泵。9）設(shè)備之間的連鎖保護(hù)。10）群控功能：一級泵系統(tǒng)，根據(jù)冷媒水供回水溫度與流量，計算出空調(diào)系統(tǒng)的實際負(fù)荷，將計算結(jié)果與實際制冷量比較，若實際制冷量與空調(diào)系統(tǒng)的實際負(fù)荷之差大于（或小于）一臺制冷機組的供冷量時，則發(fā)出停止（或啟動）一臺制冷機組的運行的提示或（自動控制）。一級泵，冷卻水泵和冷卻塔與制冷機組一一對應(yīng)，隨制冷機組的啟動和關(guān)閉而啟動和關(guān)閉。二級泵系統(tǒng)，初級泵的控制同一級泵系統(tǒng)，二級泵則根據(jù)用戶的負(fù)荷情況來調(diào)整二級泵的啟動臺數(shù)以達(dá)到調(diào)整負(fù)荷的目的。冷凍站的聯(lián)鎖及保護(hù)控制1）根據(jù)排定的工作程序表，DDC按時起停機組。順序控制如前所述。2）通過DDC對設(shè)備運行時間的積累，實現(xiàn)同組設(shè)備的均衡運行。當(dāng)其中某臺設(shè)備出現(xiàn)故障時，備用設(shè)備會自動投入運行，同時提示檢修。3）DDC對冷卻水泵，冷媒水泵，冷卻塔風(fēng)機的起停控制時間應(yīng)與制冷機組的要求一致。4）水泵啟動后，水流開關(guān)檢測水流狀態(tài)，發(fā)生斷水故障，自動停機。5）設(shè)置時間延時和冷量控制上下限范圍，防止機組頻繁啟動。6）測量冷媒水系統(tǒng)供回水溫度及回水流量，計算空調(diào)實際冷負(fù)荷，根據(jù)冷負(fù)荷確定制冷機組起停臺數(shù)，以達(dá)到最佳節(jié)能效果。7）根據(jù)冷卻水回水溫度，決定冷卻塔風(fēng)機的運行臺數(shù)，自動起停冷卻塔風(fēng)機。并通過控制其旁路電動調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)流入冷卻塔的水量。8）測量冷媒水系統(tǒng)供回水總管之壓差，控制其旁通閥開度，以維持壓差平衡。冷卻水系統(tǒng)監(jiān)控1）冷卻水系統(tǒng)監(jiān)控的主要作用有：1、保證冷卻塔風(fēng)機、冷卻水泵的安全運行；2、確保制冷機冷凝器側(cè)有足夠的冷卻水通過；3、根據(jù)室外氣候情況及冷負(fù)荷調(diào)整冷卻水工況，使冷卻水溫度在要求的設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)。2）冷卻水監(jiān)控的主要功能有：1、通過流量傳感器監(jiān)測冷卻水流量是否正常；2、對冷卻水泵的啟停進(jìn)行控制，并顯示其運行狀態(tài)；3、測量冷卻水進(jìn)出口水溫，通過調(diào)整流量和散熱情況調(diào)整水溫，使系統(tǒng)能夠高效散熱