冷热源的基本监测与控制


BAS在对某个制冷机组下达启动命令时，其相关设备 的动作时间顺序应为: 对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启； 冷却塔风机、冷却水水泵、冷冻水水泵的启动延迟 2~3min执行； 制冷主机启动延迟3~4min执行。 BAS在对某个制冷机组下达停止命令时，其相关设备 的动作执行时间设为： 立即切断主机电源； 冷却塔水泵、风机，冷冻水水泵延时3~5min停止； 对应的管路阀门延时4~6min后关闭。
能量调节及水系统控制
能量调节及水系统控制



温度传感器的选择 空调冷冻水供回水的温差通常在3~5℃范围内。大多数工程 选用的水管温度传感器精度为0.3℃，如PT1000型。有的精 度仅为0.5℃。此项测量的相对误差使可达到6％~15％，加 上流量测量的误差会导致总体测量误差达到15％~25％甚至 更高。使通过Q＝CpG(t2-t1)计算出的冷量失去实用意义。因 此，温度传感器的精度应在0.1~0.2℃以内，如选用的 PT1000型传感器较为合适。温差范围的提高和传感器的精度 的增加对减少测量误差影响很大。 温度传感器选用时要注意的另一个参数是热响应时间，为保 证测量的真实性必须保证其实时性。温度传感器的热响应时 间应不大于30秒。 在实际工程中，流量传感器出现的问题比温度传感器更多， 它的选用，安装更为复杂 。
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这种方式可提高控制系统的可靠性和简便性， 但是从优化的角度看由于冷冻站的控制还与空 调水系统有关，用冷冻站内的水压以及水温的 变化不能完全反映系统的特性。 把空调水系统与冷冻站分割开来控制难以很好 地实现系统整体的理想的优化控制与调节。不 过这类独立的控制管理系统的节能控制效果仍 然是可观的 。 制冷机组内部的控制系统能够完成启动时的保 护，但还不能完成对冷却水、冷冻水系统的预 先启动，以及停机后的延时运行。
冷热源的基本监测与控制


Example： 冷水机组监控系统ISNTM(Integrated Systems Networks)： 基本参数的测量； 基本的能量调节 ； 冷冻系统的全面调节与控制 ：预设启停时间来 启停机组，冷水机组排序选择 ，联动设备的排 序和控制 ，最优冷水机负荷分配 ，冷冻水温 度重设 ，存储和显示冷水机组的数据、档案记 录和报告 。
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(2)冷却水系统的监控 冷却水系统由水泵、管道及冷却塔组成。 对它的监控要达到以下目的： 保证冷却塔风机、水泵安全运行。 保证冷冻机组内有足够的冷却水流量。 根据室外气温及冷水机组开启台数，调 整冷却塔运行台数。使冷冻机冷却水进 口处的温度不高于设定温度。
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能量调节及水系统控制



主机的效率还与机组的运行工况有关。运行 工况的外在参数主要是冷却水温度和冷冻水 温度。 在一定范围内冷却水温度越低，冷冻水温度 越高，主机的制冷效率就越高，反之，则下 降。 因此，在机组运行时，希望降低冷却水温度 而提高冷冻水温度。这就是水温的再设控制。
能量调节及水系统控制
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C、BAS与冷热源主机通信。为了解决建筑物各种机电 设备，特别是暖通空调设备的互连问题。 1993年，美国ASHRAE学会(采暖通风空调制冷工程 师学会)就制定了解决这一问题的通信协议BACnet （Building Automation and Control Networks ；Mike Newman—Creator of BACnet and founder of the BACnet Standardization Committee，Cornell University ）。如果各设备制 造商和控制系统公司都遵守这一协议，则大楼内的 各种机电设备就有望实现无逢的连接 。 1995年成为美国国家标准 ，2003年BACnet成建筑 行业ISO国际标准，标准号：ISO16484-5 。
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B、采用主机制造商提供的冷冻站或锅炉房管理系统。 这类管理系统能够把冷冻站或锅炉房内的设备全部 监控起来管理起来，形成一个独立的冷热源监控管 理系统 。 设备厂商推出的冷冻站监控系统，都能与自己的主 机进行通信，实现启停控制、故障检测报警、参数 监视、能量调节与安全保护等等，另外还可实现机 组的群控。冷冻站内的冷冻水泵、冷却水泵、冷却 塔也在系统的控制之内，实现水泵的启停状态，故 障报警，手自动状态的监测以及冷冻机与冷却水泵 冷冻水泵的程序开启控制。
能量调节及水系统控制
能量调节及水系统控制
实际工程中，由于温度测量和流量测 量不准确导致控制系统不能正常工作 的案例屡见不鲜。 在台数控制中怎样提高系数测量的准 确性应给予高度重视。

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测量点的选定 空调设计时，一般采用图5—30(a)的方式，这 样传感器只能安装在旁通阀前。由于回水管上 已有旁通水量混合，故回水管水量降低，这使 得供回水温差减少。 对同等精度的温度传感器而言，总温差的减少 将使总体测量的相对误差加大。因此，可向空 调设计师建议采用5—30(b)方式设计。传感器 安装在旁通阀之后，以增加供回水温差，这可 在一定程度上减少相对误差。
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冷源及水系统的能耗由制冷机组的电耗及冷却水泵、 冷却塔风机、冷冻水泵的电耗构成。如果冷冻水末 端用户能进行冷量自动调节，那么冷冻机的产冷量 必须与用户的需求相匹配，冷源系统的节能就要通 过恰当地调节主机运行状态，提高其制冷效率(COP) 值，降低冷冻水泵、冷却水泵电耗来获得。 当用户末端采用变水量时，冷冻水系统还必须根据 新的运行工况提供新的水量和扬程，以减少流量和 扬程的过盈，减少调节阀的节流损失，并尽能使水 泵在效率最高点运行。 在这些耗电设备中，主机电耗占有最主要的位置， 因为冷冻水泵与冷却水泵的电功率之和也只有主机 电功率的20％~25％。提高主机的效率是节能的关 键。
能量调节及水系统控制

若单台主机的最大制冷量为qmax运行 台数为N，则当Q<qmaxN时，表明主 机尚有部分余力没有发挥出来，通过 能量调节机构卸载了部分制冷量，使 其与用户所需制冷量相匹配。主机提 供的制冷量与用户实际需求的制冷量 是相等的。
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若Q=qmaxN，则表明在运行的主机己全部满负荷工 作。它可能对应着供需双方达到了平衡状态，更可 能是对应着供不应求的局面。 具体是哪种状态需通过系统的其他参数作出判断。 实际运行过程中，常通过冷冻水出水温度测量值与 设定值的差值来判别。 若在一段时间内，出水温度总是高于进水温度设定 值，则表明总制冷量不能满足用户要求。这是由于 供冷量不足导致回水温度过高造成的。可取 t 15~25min。 而为了可靠起见，可将不确定关系的转变点的判别 式由Q=qmaxN改为Q≥0.95qmaxN。


(1)制冷机组的台数控制 台数控制的基本思想是使制冷机组提供 的制冷能力与用户所需的制冷景相适应。 因此，在空调系统运行过程中，实时地 检测当前系统的制冷量，判断用户的制 冷量需求，是确定投入运行主机台数的 前提。
能量调节及水系统控制

通常工程中都在冷冻水供回水总管上设 置流量和温度件感器，检测冷冻水总流 量和供回水温度。通过Q＝CpG(t2-t1)可 计算出单位时刻的总制冷量。这个制冷 量是主机实际提供的，但是它与用户所 需的制冷量是什么关系?
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BAS与这类设备目前有三种做法： A、不与冷水机组和锅炉主机的控制器通 信。在冷冻水、冷却水管路上安装水 温传感器，流量传感器，在配电箱中 通过交流接触器辅助触头、热继电器 触点等方式取得这些主机的工作状态 参数，通过端子排或交流接触器控制 设备的启停。
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冷热源及水系统



冷热源系统和水系统的监控主要完成以 下两大功能： 基本参数的测量。设备的正常启停与保 护； 能量调节。根据具体的设备及水系统构 造形式，通过合理的调节策略，节省运 行能耗。
冷热源的基本监测与控制


(1)冷热源主机的监控 冷热源设备自身通常都配有十分完善的计算 机监控系统，能实现对机组各部位的状态参 数的监测，实现故障报警、制冷量、制热量 的自动调节及机组的安全保护。 与外部设备的通信接口一种为RS232/RS485 通信接口，一种为干触点接口。干触点接口 只能接受外部的启停控制，向外输出报警信 号等，功能相对简单。


在冷冻机的冷却水出口管路上安装温 度计是为了判断冷却水系统的水量是 否正常。 当冷冻机的冷凝器由于内部堵塞或管 道系统误操作造成冷却水量过小时， 会使冷凝器的出口水温异常升高，通 过水管温度传感器使可及时发现故障。
冷热源的基本监测与控制
(3)冷水机组启停的连锁控制和群控的序列策略


冷冻站系统通常出冷水机组、冷却水系统、冷冻水系统组成。 冷水机组运行时，通过蒸发器个的制冷剂吸收冷冻水的热量，使冷冻水 保持低温。在冷凝器中制冷剂需通过冷却水向大气中排出热气。 在冷水机组开启时，必须首先开启冷却水和冷冻水系统的阀门和水泵、 风机。保证冷凝器和蒸发器中有一定的水量流过，冷水机组才能启动。 否则，会造成制冷机高压超高、低压过低，直接引起电机过流，易造成 对机组的损害。 冷水机组都随机携带有水流开关，需安装在冷却水和冷冻水管上。水流 开关的电气接线要串联在制冷机启动回路上。当水流达到一定流速值， 水流开关吸合，制冷机才能被启动。根据上述工作特性，制冷机停机后， 应延时一段时间(约3~5min)，再停止冷却水和冷冻水系统的运行。
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主机在部分负荷状态下的制冷数总要低于其相同工况 下满载工作的效率，这是因为主机虽然卸载了，消耗 的指示功与卸载率同步减少，但摩擦功却并未减少。 以螺杆式机组为例，尽管卸载率可以从15％~100％， 但卸载率低于50％时，制冷效率就明显下降，运行的 经济性受到了很大影响，对于离心式机组，制冷量低 于50％时易引起机组的喘振。 因此，在多台并联的冷水机组运行时，尽量使机组处 于满载状态运行是节能的重要措施之一。这就是机组 的台数控制，亦称为群控。