制冷机组控制系统在地铁上盖综合物业的应用浅析论文_孙志辉

制冷机组控制系统在地铁上盖综合物业的应用浅析论文_孙志辉

深圳市地铁集团有限公司 518034

摘要:目前国家一直提倡节能减排,也就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放.并且通过管理,采取技术上可行、经济上合理的措施,达到降低消耗、减少损失和污染物排放等目的。而对于地铁上盖综合体物业的空调系统,光是能源消耗就占整个综合体能耗比例高达60%,因此如何控制好暖通空调系统的能源消耗对地铁上盖综合体物业的节能减排起到一个很关键的作用。本文旨在通过对地铁上盖综合物业暖通空调控制系统和节能措施的讨论研究,并对部分主要控制系统的应用分析,以此探讨暖通空调控制系统对地铁上盖综合物业的意义。

关键词:群控系统;变频技术;暖通空调

在地铁上盖综合物业开发设计中,对于节能控制应用的技术比较多,而暖通空调的控制措施主要有冷水机组群控系统,制冷机组变频控制、水泵变频技术等,这些控制措施主要是通过对暖通空调的关键设备和能耗较大的设备进行控制上的优化,使其达到高效运行的状态或者做到多台设备自动轮换运行,减少设备的折损率。水泵变频技术的应用使空调水系统末端在低负荷状态下调节末端设备的频率使其适应末端负荷的要求,做到给多少送多少的效果,防止“大马拉小车”的不合理情况出现。这些技术措施的应用对整个地铁上盖综合体物业的节能减排起到很大的作用,如果结合其它配套措施,将大大减少综合体物业的能耗,带来很大的经济效益,因此暖通空调控制系统的运用必将愈发普遍,对该技术的优化和提升将有着深远的现实意义。下面通过对冷水机组群控系统的论述和其中的一些要点描述,希望可以供同行设计中参考。

1、制冷机组群控系统概述

冷水系统的机房群控系统包括以下主要内容:

一是实现冷水系统的能量控制管理,主要包括根据冷量负荷计算对冷水机组进行台数控制、根据系统压差实现一次泵变流量控制、根据冷却水供水温度实现对冷却水泵的控制管理;二是根据大厦的日程安排自动开关冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵等,并实现各设备之间开关机顺序及连锁保护功能;三是累计每台冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵运行时间,自动选择运行时间最短的设备启动,使每台设备运行时间基本相等,延长机组的寿命;四是动态显示机组、水泵及相关设备的运行状态和报警信息,自动记录系统数据,如遇故障则自动停泵,备用泵自动投入使用。

2、系统冷量控制管理

制冷系统的制冷量是采用自动监测计算系统负荷方式,通过DDC控制系统控制制冷机组运行台数进行控制。

系统的供、回水温度以及回水流量可通过传感器输入到现场DDC控制器,根据这些参数,系统将能够计算出用户实际所需要的冷量,

并将计算出的冷量值输入到能量管理系统。

根据冷负荷对冷水机组进行台数控制,设计根据分、集水器上的供回水温差及回水流量计算出系统冷负荷:

同时,在低负荷时,系统实时监测冷水机组的冷冻水出水温度,当冷水机组出水温度低于系统冷冻水温度设定值并持续一段时间后,系统会自动关闭低负荷冷水机组,此时冷冻水系统仍继续运行,满足系统冷量低负荷运行要求;当冷冻水温度超出系统冷冻水温度设定值并持续一段时间后,系统自动运行冷水机组,自适应冷水系统的负荷变化。

系统在启动或低负荷运行时,先运行一台冷水机组,当第一台冷水机组启动60min后,冷水机组出水温度基本达稳定温度,系统再启

动负荷控制管理功能。每30min 把计算出的实际冷负荷与当前运行机组的额定冷量比较,当实际负荷小于当前机组的额定总负荷一定量时,减少相应的机组台数运行;当实际负荷大于当前机组的额定总负荷一定量时,增加相应的机组台数运行。

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3、冷水机组运行台数控制管理

DDC系统将输入的冷量值与所有正在运行的制冷机组额定制冷量的总和进行比较,如果用户实际消耗冷量少于一台制冷机的额定制冷量时,DDC系统将发出一个开关量信号,该信号将使一台制冷机组停止运行,制冷机组在停机后将输入动作信号至DDC系统,DDC系统确认机组已经停止运行后,将输出关闭与该制冷机组相对应的冷冻水循环泵及该机组冷冻水进水管上的电动蝶阀;当用户实际需要冷量持续少于运行机组额定制冷量时,将重复上述控制过程。当用户所需要的冷量多于一台制冷量时,DDC系统将发出开关量型号,启动一台冷冻水循环泵并同时打开与冷冻水泵相对应的制冷机组冷冻水管上的电动蝶阀,冷却水泵和电动蝶阀将反馈动作信号至DDC系统,其动作系统得到DDC系统确认后,DDC系统将启动与冷冻水泵相对应的制冷机组;如果用户所需要的冷量继续增加时,则按上述控制方式再次启动制冷机组,直到满足用户需要为止。

4、压差旁通控制管理

通过DDC将检测到的供回水压力进行计算得出供回水压差,通过与设定值△P进行比较并进行PID计算,将PID计算结果发送至冷冻水泵进行控制。当空调系统在部分负荷运行时,△P将会增加,通过对供、回压差的PID控制将水泵的转速降低,一方面保证了空调末端风柜的最低用水量,一方面提高了机组使用效率,减少了旁通的能量损耗,另一方面降低了冷冻水泵的使用能耗,可谓一举三 得。

根据经验值,通常对冷水机组及一次变频冷冻水泵的台数加减载可降低能耗约20%~30%。

5、冷水机组运行时间管理

其一,累计每台机组的运行时间;其二,同类型机组开机时,先开运行时间最短的机组,再开运行时间长的机组,关机时则相反,使同类型机组的开机时间基本相等。

VSD变频机组优先在低负荷情况下运行。

6、系统接口配合要求

水泵电气控制箱接口要求,冷冻水泵、冷却水泵、热水泵电控箱提供每一台泵的运行状态、故障、手/自动状态及控制信号;电控箱提供接线端子和实现二次接线;电控箱要求有现场手动/自动转换开关和相应的切换功能。

状态信号取至接触器常开点,要求无源干触点、正逻辑;故障信号取至热继常开点,要求无源干触点、正逻辑;手/自动状态信号取至手动/自动转换开关常开点并与自动档连锁,要求无源干触点、正逻辑;楼宇自控系统向电控箱提供一个远程无源干触点控制信号。

冷冻水泵、热水泵变频器接口要求,每一台水泵变频器需提供频率反馈、变频器故障和频率控制信号;变频器提供接线端子和实现二次接线。

变频器向楼控系统提供0~10VDC频率反馈信号,准确对应变频器0~50Hz频率;楼宇自控系统向电控箱提供一个远程频率控制信号,信号标准为0~10VDC,对应变频器0~50Hz频率。

冷/热水机组接口要求:冷/热水机组电控箱提供每一台机组的运行状态、故障及控制信号;电控箱提供接线端子和实现二次接线;

状态信号取至接触器常开点,要求无源干触点、正逻辑;故障信号取至热继常开点,要求无源干触点、正逻辑;楼宇自控系统向电控箱提供一个远程无源干触点控制信号。并要求冷/热水机组需给出MODBUS 标准协议及其详细的定义方式;

7、结语

时代在不断发展,社会在不断进步,人们的生活水平在不断提升,人们对于生活、工作环境的要求在不断提高,为了能更好的服务人类,要不断优化空调控制系统,既减少暖通空调在运作时对能量的消耗情况。研究人员通过加强优化控制制冷机的控制系统来提升了暖通空调在运作时的节能效果。这对暖通空调的发展与利用有很大帮助。

论文作者:孙志辉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期

论文发表时间:2017/10/16

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