冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)

1、第6章 冷熱源系統(tǒng)控制調整本章關鍵點：1. 空調水泵變頻控制；2. 一次泵冷水系統(tǒng)控制；3.二次泵冷水系統(tǒng)控制；4. 冷卻水及熱水系統(tǒng)；5.冰蓄冷系統(tǒng)；冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第1頁1. 空調水泵變頻控制1. 水泵變頻控制原理： 結論1：轉子轉速與頻率成正比，改變頻率就 能夠實現(xiàn)水泵調試。結論2：水泵所耗功率與流量三次方成正比。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第2頁2. 控制方法： 定壓差控制: 控制供回水干管壓差恒定。定末端壓差控制：控制末端環(huán)路壓差恒定。定小阻力控制：使調整閥中最少有一個處于全開。溫差控制：控制供回水干管溫差恒定。3. 節(jié)能效果： 溫差控制節(jié)能效益最顯著，其次是最小阻力控制，節(jié)能效益最差是

2、定揚程控制。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第3頁6.1.3 控制方法可行性對比定壓差控制：優(yōu)點： 測量目標明確，揚程設定值幾乎與水泵選型無關，傳感器選型、安裝和檢修非常方便。缺點節(jié)能效果不理想。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第4頁6.1.3 控制方法可行性對比最小阻力控制：優(yōu)點： 測量目標明確，揚程設定值幾乎與水泵選型無關，傳感器選型、安裝和檢修非常方便。缺點控制網絡系統(tǒng)較復雜，初投資。比較高冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第5頁空調水系統(tǒng)監(jiān)控水系統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第6頁冷凍水系統(tǒng)監(jiān)控 冷凍水系統(tǒng)由冷凍水循環(huán)泵經過管道系統(tǒng)連接冷凍機蒸發(fā)器及用戶各種用冷水設備（如空調機和風機盤管）而組成 。它監(jiān)

3、測與控制任務關鍵是：-確保冷凍機蒸發(fā)器經過足夠水量以使蒸發(fā)器正常工作，預防凍壞；-向冷凍水用戶提供足夠水量以滿足使用要求；-在滿足使用要求前提下盡可能降低循環(huán)水泵電耗。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第7頁1）冷凍水系統(tǒng)監(jiān)控功效水流狀態(tài)顯示；水泵過載報警；水泵啟?？刂萍斑\行狀態(tài)顯示。 冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第8頁2）冷凍水系統(tǒng)監(jiān)控功效描述水流監(jiān)測 冷凍水泵開啟后，經過水流開關 FS（1 路 DI信號）監(jiān)測水流狀態(tài)，當流量太小甚至斷流時，發(fā)出報警信號并自動停頓對應制冷機運行。冷凍水泵啟停、運行狀態(tài)顯示及過載報警 冷凍水泵與制冷系統(tǒng)設備連鎖控制啟停。關于連鎖關系在制冷系統(tǒng)監(jiān)控部分有詳細描述，這里不再贅述。 DD

4、C 經過 1 路 DO 通道控制冷凍水泵啟停。將水泵電機主電路上交流接觸器輔助觸點作為開關量輸入（DI信號），輸入 DDC 監(jiān)測冷凍水泵運行狀態(tài)；主電路上熱繼電器輔助觸點信號（1 路 DI信號）作為冷凍水泵過載停機報警信號。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第9頁6.2 一次泵冷凍水系統(tǒng)控制6.2.1 設備聯(lián)鎖 冷水機組應于對應冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔進行電氣聯(lián)鎖。 為確保整個制冷系統(tǒng)安全運行，編程時需按照一定次序控制設備啟停：只有當潤滑油系統(tǒng)開啟，冷卻水、冷（凍）水流動后，壓縮機才能最終開啟。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第10頁冷水機組與輔助設備聯(lián)鎖示意圖冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第11頁冷卻塔風機 冷卻水碟閥 冷卻

5、水泵 冷凍水碟閥 冷凍水泵 冷水機組開啟次序冷水機組 冷凍水泵 冷凍水碟閥 冷卻水泵 冷卻水碟閥 冷卻塔風機停頓次序多臺制冷機組啟停次序控制當有多臺冷水機組并聯(lián)，而且在水管路中泵與冷水機組不是一一對應連接時，則冷水機組冷凍水和冷卻水接管上還應設有電動蝶閥以使冷水機組與水泵運行能一一對應進行。此時，機電設備開機次序控制為：冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第12頁下達開啟命令時，相關設備時動作時間次序： 對應冷卻水、冷凍水管路上閥門馬上開啟 冷卻塔風機，冷卻水泵、冷凍水泵開啟延時23min執(zhí)行。 制冷主機開啟延遲34min執(zhí)行。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第13頁下達停頓命令時，相關設備動作時間次序： 馬上切斷主機電

6、源 冷卻塔風機，冷卻水泵、冷凍水泵開啟延時35min停頓。 對應管道閥門延時46min后關閉。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第14頁6.2.2 壓差控制 變水量系統(tǒng)適用系統(tǒng)對象：原因 用戶側負荷降低時，空調末端電動二通閥關小，造成管路阻抗增大，管路特征曲線變陡，冷凍水系統(tǒng)流量減小，流經制冷機蒸發(fā)器流量也減小，蒸發(fā)器一些環(huán)路因為流速太慢形成滯流而結冰，輕者使蒸發(fā)器堵塞，嚴重時可使蒸發(fā)器脹裂。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第15頁壓差旁通控制原理 由壓差傳感器 PdT檢測冷凍水供水管網中分水器與回水管網中集水器之間壓差，由 1 路AI信號送入 DDC 與設定值比較后，DDC 送出 1 路 AO 控制信號，調整位于供水

7、管網中分水器與回水管網中集水器之間旁通管上電動調整閥（壓差調整閥）開度，實現(xiàn)供水與回水之間旁通，以保持供、回水壓差恒定，而且基本保持冷凍水泵及冷水機組水量不變，從而確保了冷水機組正常工作。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第16頁 設置壓差傳感器時，其兩端接管應盡可能靠近旁通閥兩端，并設于水系統(tǒng)中壓力較穩(wěn)定地點，以降低水流量波動，提升控制準確度 。注意冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第17頁冷、熱源系統(tǒng)監(jiān)控(1) 基本參數(shù)測量，設備正常啟停與保護； 制冷系統(tǒng)監(jiān)控(2) 基本能量調整；(3) 冷熱源及水系統(tǒng)全方面調整與控制。 冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第18頁冷熱源基本監(jiān)測與控制 冷凍機或鍋爐主機及各輔助系統(tǒng)監(jiān)測控制 輔助系統(tǒng)

8、監(jiān)控制則有：-制冷系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)及冷卻塔監(jiān)控；-制冷系統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)監(jiān)控；-以蒸汽作熱源時蒸汽系統(tǒng)及凝水系統(tǒng)監(jiān)控；-蒸汽-水或水-水熱交換器及熱水系統(tǒng)監(jiān)控冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第19頁6.2.3 設備運行臺數(shù)控制 為使設備容量與改變負荷相匹配以節(jié)約能源。延長機組設備使用壽命 目：基本標準： 要求各機組設備運行累計小時數(shù)及開啟次數(shù)盡可能相同 ?？刂撇呗裕?每次初起動系統(tǒng)時，都應優(yōu)先起動累計運行小時數(shù)最少設備 。特殊要求：某臺冷水機組是專為低負荷節(jié)能運行而設置 冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第20頁群控序列策略在需要開啟一臺制冷機時可按： 當前停運時間最長優(yōu)先 累計運行運時間最少優(yōu)先 輪番排隊在需要停頓一臺制冷

9、機時可按： 當前停運時間最長優(yōu)先 累計運行運時間最長優(yōu)先 輪番排隊冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第21頁6.2.3 設備運行臺數(shù)控制1）回水溫度控制 通常冷水機組出水溫度設定為7，則不一樣回水溫度實際上反應了空調系統(tǒng)中不一樣需冷量?？刂圃磉m用系統(tǒng)：冷水機組定出水溫度空調水系統(tǒng)。存在問題控制精度不高冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第22頁結論采取回水溫度控制冷水機組運行臺數(shù)，冷水機組選取臺數(shù)越多而實際運行臺數(shù)越少時，上述因為傳感器精度帶來誤差越為嚴重。 采取回水溫度控制冷水機組運行臺數(shù)，要求系統(tǒng)內冷水機組臺數(shù)不超出2臺。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第23頁6.2.3 設備運行臺數(shù)控制2）冷量控制控制原理適用系統(tǒng)：冷水機組定

10、出水溫度空調水系統(tǒng)。 經過供水管網中分水器上溫度傳感器TT1 檢測冷凍水供水溫度（1 路 AI信號），經過回水管網中集水器上溫度傳感器 TT2 檢測冷凍水回水溫度（1 路 AI信號）以及供水總管上流量傳感器 FT（1 路 AI信號）檢測冷（凍）水流量，送入 DDC，計算出實際空調冷負荷，控制冷水機組投入臺數(shù)及對應循環(huán)水泵投入臺數(shù) 。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第24頁離心式制冷機冷量調整調整壓縮機入口導向角，改變氣態(tài)工質進入壓縮機入口角，從而改變制冷機有效流量調整壓縮機轉速，從而改變制冷機有效流量冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第25頁離心式制冷機導流片冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第26頁離心式制冷機導流片冷熱源系統(tǒng)的控

11、制調節(jié)第27頁離心式制冷機葉輪冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第28頁螺桿式壓縮機組冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第29頁雙螺桿式壓縮機冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第30頁螺桿式制冷機冷量調整改變滑閥位置來改變其排氣量經過變頻改變壓縮機轉速冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第31頁活塞式壓縮機冷量調整改變壓縮機汽缸數(shù)目改變壓縮機運行臺數(shù)冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第32頁吸收式制冷機冷量調整蒸汽型：改變蒸汽流量和壓力直燃型：改變燃燒量百分比調整大小火調整冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第33頁蒸汽型吸收式制冷機組冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第34頁直燃型吸收式制冷機組冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第35頁（4）冷凍水溫度再設定 冷凍水溫度設定值隨室外環(huán)境溫度改變可經過軟件自

12、動進行修正，這么既可防止因為室內外溫差懸殊而造成冷熱沖擊，又可到達顯著節(jié)能效果。蒸發(fā)溫度降低，制冷機電耗越高蒸發(fā)溫度提升，能夠提升制冷機COP值，但降低了除濕能力。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第36頁（5）水流監(jiān)測 冷凍水泵、冷卻水泵開啟后，經過水流開關 FS（1 路 DI信號）監(jiān)測水流狀態(tài)，流量太小甚至斷流，則自動報警并自動停頓對應制冷機運行。有必要搞清楚問題：水泵正常運行不代表水路正常。工作點偏離管路出現(xiàn)故障、堵塞原因控制方法冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第37頁6.3 二次泵冷凍水系統(tǒng)冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第38頁6.3.1 冷水機組臺數(shù)控制二次泵系統(tǒng)臺數(shù)控制必須采取冷量控制方式傳感器設置標準與一次泵系統(tǒng)冷

13、量控制相同。采取冷量控制方式冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第39頁6.3.2 次級泵控制（1）壓差控制（2）變速控制（3）聯(lián)合控制冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第40頁4）制冷系統(tǒng)能量調整與控制三個路徑：在冷水用戶允許前提下，盡可能提升冷凍機出口水溫以提升冷凍機 COP；當采取二級泵系統(tǒng)時，調整冷凍水泵轉速或降低冷凍水加壓泵運行臺數(shù)，以降低水泵電耗；依據冷負荷狀態(tài)恰當?shù)卮_定冷凍機運行臺數(shù)，降低無效能量消耗；在冷凍機運行所允許條件下，盡可能降低冷卻水溫度，同時又不增加冷卻泵和冷卻塔運行電耗。 冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第41頁6.4 冷卻水及熱水系統(tǒng) 冷卻水系統(tǒng)是經過冷卻塔和冷卻水泵及管道系統(tǒng)向制冷機提供冷卻水，它監(jiān)控系

14、統(tǒng)作用是：確保冷卻塔風機、冷卻水泵安全運行；確保制冷機冷凝器側有足夠冷卻水經過；依據室外氣候情況及冷負荷，調整冷卻水運行工況，使冷卻水溫度在要求設定溫度范圍內。 冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第42頁6.4.1 冷卻水系統(tǒng)控制1）冷卻水泵控制2）冷卻塔控制冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第43頁6.4.2 熱水系統(tǒng)及冬夏轉換1）熱交換器控制2）冬夏工況轉換冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第44頁6.5 冰蓄冷系統(tǒng)1）制冷機組優(yōu)先式2）蓄冷設備優(yōu)先式3）負荷控制式（限制負荷式）4）均衡負荷式5）優(yōu)化控制冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第45頁1）制冷機組優(yōu)先式 制冷機組首先直接供冷，超出制冷機供冷能力負荷由蓄冷設備釋冷提供?？刂扑枷脒m用條件

15、 單位蓄冷量所需費用高于單位制冷機組產冷量所需費用，經過降低空調尖峰負荷值能夠大幅度地節(jié)約系統(tǒng)投資費用。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第46頁2）蓄冷設備優(yōu)先式 蓄冷設備優(yōu)先釋冷制冷機組首先直接供冷，超出釋冷能力負荷由制冷機組負責提供?？刂扑枷脒m用條件 單位蓄冷量所需費用低于單位制冷機組產冷量所需費用。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第47頁3）負荷控制式 在電力負荷不足時段，對制冷機組供冷量加以限制，超出制冷機供冷能力負荷由蓄冷設備釋冷提供?？刂扑枷脒m用條件 電力負荷受限制時才采取。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第48頁4）均衡負荷式 制冷機組在設計日二十四小時內基本上全部滿負荷運行，在夜間滿載蓄冷，當日制冷機組產冷量大于空調負荷時，將剩下冷量儲存起來；當空調負荷大于制冷機組制冷量時，不足部分由蓄冷設備來完成?？刂扑枷胩攸c 出投資最小，制冷機組利用率最高。冷熱源系統(tǒng)的控制調節(jié)第49頁5）優(yōu)化控制使蓄冷系統(tǒng)最大程度發(fā)揮優(yōu)勢，盡可能地降