高效冷水机房系统设计和运行介绍讲解

1、技术交流会高效机房系统设计和运行介绍高效机房系统设计及运行高效机房核心要素：01核心要素末端设备冷冻水系统加减机逻辑冷却水系统高效机房系统控制系统温度优化减少输送能耗高效设备高效机房的核心要素变频/磁悬浮机组一级能效设备塔泵变频控制采用IE3电机高精度传感器效率优先的运行系统稳定性好自动化程度高准确计算负荷分布减少阀门弯头优化系统平衡减少旁通流量减少系统流量成本和能耗比例优化提高冷冻水回水温度降低冷却水供水温度高效机房的整体概念系统设计运行维护冷冻水流量控制冷水机组加/减机控制冷却水流量控制冷却水温度控制冷冻机房的控制逻辑末端的特性末端特性末端的特性3-通阀控制2-通阀控制7107121277

2、风机高转速712风机低转数710末端水力平衡末端流量与冷量并不同步多个末端水力不平衡系统的温差并不一定是5度多数情况小于5度冷冻水流量控制变频器压差传感器变频器空调末端压差传感器空调末端传感器在近端传感器在远端 近端扬程传感器A点（近端）传感器B点（远端）远端ABC压差传感器放置位置AB水泵扬程压差传感器在水泵口 压差传感器在主管的末端水泵扬程固定不变 水泵扬程随负荷下降而降低减少管路系统阻力（ BIM技术）冷冻水一次泵设计和运行二次泵系统，一次泵定流量，一机一泵冷冻水一次泵Chiller60%负荷Chiller711Chiller 60% 60% 60% 7107加机逻辑（机组出口温度漂移达

3、上限，或者旁通管流量低于单台机组10%加机计时）减机逻辑（旁通管流量高于单台机组110%减机）全程变频系统一次泵定流量，二次泵变流量系统末端侧变频ChillerChiller全程变频主机侧满载ChillerChiller全程变频主机与水泵分开控制系统的工作模式：冷冻机负责制冷水泵负责输送水冷水机组与水泵的开启无需要对应主机的工作模式： any flow rate 任何水流量 any DT 任何温差主机与水泵的运行分开让系统更灵活一次泵系统的适用性讨论Chiller一次泵二次泵三次泵第三回路M三、多个供冷区域扬程、使用时间、管路特性各不相同一、机组的流量变化率二、机组的最大最小流量Chiller

4、Chiller五、大小机搭配ChillerChiller四、多台机组一二次泵同时变流量分区域变频水泵的设置，二次泵压差控制；一次泵跟随二次泵流量FVSDVSDVSDT1T2MVSDVSDVSD旁通管常闭三次泵压差控制一二次泵跟随三次泵频率水泵的接法旁通管电动阀一机一泵系统一机一泵对应主机前无电动阀电动二通阀二次泵(变频)末端二通阀控制一次泵旁通管末端二通阀控制多机对多泵系统多机对多泵主机前设置电动阀主机与泵之间有共公管一次泵系统示意图ChillerChiller711Chiller711MOFF112.5%流量 90% 90% 60%负荷7Chiller60%负荷Chiller11Chille

5、r 60% 60% 60% 710常规系统多机对多泵一机对一泵变频主机变频水泵变频冷塔定频主机定频冷塔定频冷却泵超量打水技术路线选择（高效VS变频）定频主机应采用“满载优先”模式运行.尽量减少定频机开启台数(泵&塔)受到各种限制，实际很难实现变频机采用“部分负荷优先”模式运行开启更多的主机来分担负荷，让主机运行在效率最高点上。主机的高效区间与实际运行区间重合采用“部分负荷优先”的全变频系统，运行效率更高，机组运行更稳定传统系统高效主机变频系统加减机逻辑旁通管流量加减机加机逻辑（机组出口温度漂移达上限，或者旁通管流量低于单台机组10%加机计时）减机逻辑（旁通管流量高于单台机组110%减机）Chi

6、ller60%负荷ChillerChiller 60% 60% 60% M机组效率曲线主机电流加减机加机逻辑（机组出口温度漂移达上限，或者电流达到90%加机计时）减机逻辑（当N台主机的电流N-1台的满载电流的80%时，进行减机倒计时机组和负荷效率加减机主机与水泵的分开控制一机一泵的系统也能实现主机与水泵分开控制Chiller60%负荷Chiller711Chiller 90% 90% 711OFF112.5%流量112.5%流量一次泵变流量运行,流量变化范围40%130%全变频系统冷却塔风机转速冷却泵流量控制离心机电机速度冷冻泵流量控制空调箱风量控制Total System Cooling O

7、utput总冷负荷Total System Energy Input总能耗系统示意图VFDsCooling Tower Fan SpeedCondenser Pump SpeedChiller Vane & SpeedChilled Water Pump SpeedAir Handler Fan Speed机组效率曲线冷水机组冷却塔泵能耗比例58%36%6%控制系统架构图机器学习层传感器与智能层控制层优化层云应用层楼宇自动化控制系统 CPO 10Operational Modules实时动态诊断与控制策略优化 OptiCx 优化平台设备层泵制冷机塔VAVs / CAVs空调箱变频器锅炉VFDs

8、Real-Time AnalyticsSystem Diagnostics & Prognostics CPO-30 (OptimumLOOPTM) OptimumEDGETM OptimumAIRTM OptimumHEATTM预测性免费供冷 主机性能诊断动态启停 Web & Mobile Apps冷却水系统设计冷却水系统设计和控制增加主机投资增加主机能耗增加冷塔投资增加冷塔能耗系统初投资分析系统运行费用分析不同冷却水温度选择30-37C31-3732-37C32-38C32-39C32-40C系统投资（万元）200198198195195196初投资增加（万元）2.2-0.60.0-3.4

9、-3.5-1.91200小时节省（万）2.121.450.000.340.29-0.342400小时节省4.242.900.000.680.58-0.674800小时节省8.475.800.001.361.16-1.346000小时节省10.597.240.001.701.45-1.68增加冷却塔容量的适用性讨论风机转速75%80%85%90%95%100%冷却水温28.427.827.226.726.325.8塔KW182225293338主机KW 605581572565558553小计KW623603598594592590冷却水温24.824.424.023.723.423.1塔KW2

10、73237434956主机KW 541535531527523519小计KW569567568569572575冷却水温24.824.424.023.723.423.1塔KW242934414856主机KW 528521514508502497小计KW552549548548550553面积表示换热温差水侧压缩机做功37C32C12C7C冷却水温差冷冻水温差系统大温差主机大温差蒸发温度（冷媒侧）总温差冷凝温度（冷媒侧）冷冻水出口温度增加1，对主机效率的影响约3.55%冷冻水温差增加1，对主机效率的的影响为0.20.3%系统温差VS主机温差37C32C常规系统7C12C温度优化37C31C7C1

11、5C提高冷冻水回水温度降低冷却水供水温度温度优化的概念增加冷却塔大温差末端减少管路系统减少输送能耗温度优化的方向系统整体投资和运行成本还有相当大的优化空间 优化后系统的总体能耗下降优化后系统的总成本下降冷水机组发展很快，高效、变频、磁悬浮应用越来越多，水泵能耗占比越来越高人工成本的上升导致管路系统的成本越来越高设备的成本比重在下降优化系统中各设备的投资与能耗比例末端设备 Vs. 管路系统塔泵能耗比例冷冻水温度优化冷却水温度优化不同温度系统能耗分析增加主机能耗增加主机能耗冷却水泵频率控制冷却水温负荷%31C30C29C28C27C26C25C24C23C22C21C20C19C18C100191

12、7171919171716151413131312901918181716161414131211111110801716161515141312121211121210701615151313131213111211101011601514131313121112119117875010121311111111109976654011101099999766544308838887765443320666565515343321555454544320322温差C5678910流量CMH209174149130116104功率KW736152464136功率节省129754主机能耗受冷却水温差影响统计水泵能耗受冷却水温度影响统计5C温差6C温差7C温差8C温差 冷却水系统最佳的控制策略需要根据