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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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淺談高效機(jī)房時(shí)代的機(jī)房自控系統(tǒng)

淺談高效機(jī)房時(shí)代的機(jī)房自控系統(tǒng)

2025/8/9 15:13:58

最近和同行展開(kāi)了多場(chǎng)交流:高效機(jī)房時(shí)代,機(jī)房自控有什么不同?數(shù)據(jù)為王,機(jī)房管理系統(tǒng)起什么作用?所謂算法,聽(tīng)起來(lái)好厲害,它是怎么運(yùn)行的?和以往的控制方式有什么不同?目前國(guó)內(nèi)各種算法都有什么技術(shù)流派,水平到底如何?時(shí)代變遷,暖通的未來(lái)還有機(jī)會(huì)嗎?

結(jié)合自身實(shí)踐,和同行們交流一下關(guān)于暖通機(jī)房自控系統(tǒng)的一些知識(shí),共同提高。

近年來(lái)高效機(jī)房已成為熱門(mén)話題,也是低碳的重要實(shí)現(xiàn)路徑之一。目前我國(guó)冷站綜合效率普遍偏低,如制冷機(jī)房能效提升1%,空調(diào)系統(tǒng)能耗將會(huì)降低約0.4%。但如果冷站自控深化設(shè)計(jì)不到位或相關(guān)要求不明確,將會(huì)導(dǎo)致自控設(shè)計(jì)錯(cuò)漏較多,調(diào)試?yán)щy較大,勢(shì)必會(huì)影響機(jī)房自控系統(tǒng)功能的具體實(shí)現(xiàn)。本文將從自控點(diǎn)位設(shè)置要求、自控功能、控制界面等方面進(jìn)行相關(guān)闡述。

機(jī)房自控系統(tǒng)一方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,節(jié)約大量人力成本,另一方可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷情況,準(zhǔn)確控制機(jī)組的運(yùn)行數(shù)量和運(yùn)行工況,啟停相應(yīng)水泵,或降低水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速,從能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行的目的。同時(shí),可實(shí)現(xiàn)機(jī)組輪換,故障保護(hù),有助于延長(zhǎng)機(jī)組壽命,提高設(shè)備利用效率。

一、機(jī)房自控系統(tǒng)的點(diǎn)位設(shè)置要求

  1.1設(shè)計(jì)單位應(yīng)提供冷站自控具體點(diǎn)位表,點(diǎn)位表應(yīng)明確點(diǎn)位類型、數(shù)量、所屬設(shè)備或系統(tǒng)。特別要關(guān)注能量計(jì)、溫度、壓力等相關(guān)傳感器的設(shè)置及精度要求。如有機(jī)會(huì)此方面內(nèi)容可以進(jìn)步與大家交流

1.2 冷站自控深化單位應(yīng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì),進(jìn)一步與空調(diào)專業(yè)拉通,點(diǎn)表應(yīng)細(xì)化到冷站自控點(diǎn)位原理圖中,且需正確反映傳感器的位置關(guān)系,同時(shí)電表和能量計(jì)亦需包含在原理圖中。

1.3 設(shè)計(jì)應(yīng)提供自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明、平面圖等。重點(diǎn)核實(shí)能量計(jì)的安裝位置,確保安裝滿足前直管段不小于10倍內(nèi)徑,后直管段不小于5倍內(nèi)徑的要求以及DDC箱設(shè)計(jì)及相關(guān)布線等設(shè)計(jì)。

1.4設(shè)計(jì)需提供網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖,明確各類設(shè)備點(diǎn)位按何種通訊協(xié)議與上位機(jī)通訊,關(guān)注通訊協(xié)議,是否與IBMS等系統(tǒng)相匹配。

同時(shí)應(yīng)讓冷機(jī)、水泵、冷卻塔廠家提供性能曲線圖及效率等資料。

二、機(jī)房自控系統(tǒng)的功能要求

2.1 控制功能要求:

2.1.1 冷站自控首先應(yīng)能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守功能,如需實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制,可具備切換功能,以滿足設(shè)備維修或時(shí)人工控制。

2.1.2需提供冷站設(shè)備順序起??刂品桨福ㄖ鳈C(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、電動(dòng)閥門(mén)、冷凝器在線清洗系統(tǒng)等。

2.1.3可實(shí)現(xiàn)制冷主機(jī)加減機(jī)優(yōu)化控制,且可實(shí)現(xiàn)大小機(jī)組合和定頻\變頻機(jī)組合的加減機(jī)策略,如按冷機(jī)負(fù)荷率、回水溫度、出水溫度等綜合指標(biāo)控制等。

2.1.4可實(shí)現(xiàn)冷凍變頻水泵優(yōu)化控制,如通過(guò)最不利末端壓差控制,當(dāng)冷凍水末端環(huán)路較多時(shí),可選擇多組最不利末端壓差,且需考慮主機(jī)流量變化率安全限定;并可實(shí)現(xiàn)泵組效率最優(yōu)控制,如水泵臺(tái)數(shù)和頻率的優(yōu)化組合。

2.1.5 如冷凍水形式為一/二次變流量系統(tǒng),且一次泵設(shè)置變頻,可實(shí)現(xiàn)一次冷凍變頻水泵優(yōu)化控制,如按泵組運(yùn)行效率最優(yōu)控制、一/二次側(cè)水平衡控制等;

2.1.6 可實(shí)現(xiàn)商場(chǎng)每日正式營(yíng)業(yè)前空調(diào)水預(yù)冷而機(jī)組提前加載時(shí)間設(shè)定或優(yōu)化,和商場(chǎng)每日營(yíng)業(yè)結(jié)束前利用余冷而機(jī)組提前減載的時(shí)間設(shè)定或優(yōu)化。

2.1.7 可實(shí)現(xiàn)變流量運(yùn)行時(shí)主機(jī)蒸發(fā)器的冷凍水流量保護(hù),深化單位需提供選定主機(jī)的最低和最高流量設(shè)置要求。

2.1.8 可實(shí)現(xiàn)冷卻變頻水泵優(yōu)化控制,如按冷機(jī)冷凝器進(jìn)出水定壓差(定流量)控制、過(guò)渡季冷卻水溫度較低時(shí)通過(guò)冷卻水泵變頻調(diào)節(jié)冷卻水流量,并可實(shí)現(xiàn)泵組效率最優(yōu)控制,如水泵臺(tái)數(shù)和頻率的優(yōu)化組合。

2.1.9 可實(shí)現(xiàn)冷卻水供水溫度重設(shè)優(yōu)化控制,如根據(jù)冷卻塔和冷機(jī)整體運(yùn)行效率最高控制冷卻塔高低速、風(fēng)機(jī)頻率、臺(tái)數(shù),且需考慮主機(jī)低溫保護(hù)。

2.1.10 可實(shí)現(xiàn)板式換熱器的供水溫度控制,如根據(jù)二次側(cè)供水溫度設(shè)定與反饋差值,調(diào)節(jié)一次側(cè)電動(dòng)閥開(kāi)度。

對(duì)于以上要求,深化單位需根據(jù)產(chǎn)品特性和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)再次深化,明確各控制功能如何實(shí)現(xiàn)。

2.2 監(jiān)測(cè)功能要求:

2.2.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)冷站綜合COP、每臺(tái)冷機(jī)COP的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及累積制冷量、累積冷站電量和累積冷站綜合COP的監(jiān)測(cè)。

2.2.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍水泵輸送系數(shù)、冷卻水泵輸送系數(shù)、冷卻塔散熱效率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.2.3以水壓圖方式實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍水水路壓降的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),包括制冷主機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)出水壓降、冷凍水供回水主管壓降、冷凍水泵泵組壓頭、一二次側(cè)板換壓降、分區(qū)立管供回水壓降、最不利末端的壓差。

2.2.4以水壓圖方式實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻水水路壓降的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),包括制冷主機(jī)冷凝器進(jìn)出水壓降、冷卻水供回水主管壓降、冷卻水泵泵組壓頭。

2.2.5實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的起停狀態(tài)、自動(dòng)/手動(dòng)狀態(tài)、故障狀態(tài)、頻率或高低速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),設(shè)備包括主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、板換、冷凝器在線清洗系統(tǒng)、補(bǔ)水箱、膨脹水箱等。

2.2.6實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、耗電量、電動(dòng)閥門(mén)、高低液位、制冷機(jī)內(nèi)部參數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),制冷主機(jī)內(nèi)部參數(shù)應(yīng)由主機(jī)廠家確認(rèn)。

三、機(jī)房自控系統(tǒng)的界面要求

為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全自動(dòng)化運(yùn)行,全面動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控冷源系統(tǒng),自控界面應(yīng)具有參數(shù)顯示、設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)紀(jì)錄功能,應(yīng)該有控制策略實(shí)現(xiàn)各種工況下和條件下的自動(dòng)控制。具有數(shù)據(jù)管理管理、安全管理、報(bào)警、報(bào)表等功能,界面應(yīng)有強(qiáng)大的圖形展示功能,使圖形界面更加直觀形象,操作更加便捷。

3.1 冷機(jī)自控界面首先應(yīng)具備人機(jī)友好界面,以系統(tǒng)圖方式顯示冷站系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),以上提及的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)清晰反映在系統(tǒng)圖中。應(yīng)有一鍵開(kāi)關(guān)機(jī)功能。

3.2所有控制功能應(yīng)以適當(dāng)圖形界面清晰顯示,需呈現(xiàn)控制邏輯和控制參數(shù)狀態(tài),包括季節(jié)模式、溫度、壓差、主機(jī)負(fù)載率、主機(jī)電流、流量、頻率、高低速等信息,方便操作人員判斷控制效果;重要控制參數(shù)應(yīng)留有人機(jī)交互接口,如冷凍水溫度設(shè)定值、冷卻水溫度設(shè)定值、壓差設(shè)定值、主機(jī)低溫保護(hù)溫度設(shè)定值、主機(jī)電流設(shè)定值、流量保護(hù)設(shè)定值、設(shè)備自動(dòng)/手動(dòng)切換。

3.2 應(yīng)具備人機(jī)友好界面,以實(shí)物圖方式顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),如主機(jī)、空調(diào)水泵、冷卻塔、板式換熱器等,以上提及的監(jiān)測(cè)效率和相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)清晰反映在設(shè)備圖中;主機(jī)信息需根據(jù)主機(jī)廠家提供的通訊協(xié)議獲取。

3.3 利用冷凍水和冷卻水管路的壓力點(diǎn)監(jiān)測(cè),應(yīng)以水壓圖的方式清晰表達(dá)冷凍水和冷卻水的水路壓力變化。

3.4 上述提及的數(shù)據(jù)除了實(shí)時(shí)顯示在系統(tǒng)圖、設(shè)備圖中,還應(yīng)以圖表方式顯示歷史數(shù)據(jù),顯示時(shí)長(zhǎng)不低于1年。

3.5 冷站自控實(shí)施單位將上述點(diǎn)位以適當(dāng)圖形界面方式顯示,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分類、合并、累計(jì)、存儲(chǔ)、導(dǎo)出等功能。

關(guān)于高效機(jī)房自控系統(tǒng)的基本要求簡(jiǎn)述如上,后續(xù)將與大家一起探討冷機(jī)控制策略方面的內(nèi)容。具體闡述冷機(jī)啟停、加減機(jī)等控制策略,闡述并聯(lián)節(jié)能策略、預(yù)冷控制、余冷利用、低溫保護(hù)等相關(guān)內(nèi)容以及冷凍泵變頻控制、冷卻泵變頻控制、冷卻塔變頻控制和壓差旁通閥控制等相關(guān)內(nèi)容。高效機(jī)房涉及設(shè)備較多,系統(tǒng)較復(fù)雜,希望同仁們通過(guò)群策群力提高中央空調(diào)機(jī)房的綜合效率,保證設(shè)備安全、節(jié)能的運(yùn)行。

 

審核編輯(
王靜
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