通用控制方案.doc

空 调 自 控 功 能 段 规 划 与 作 用说明：本规划按空调自控功能划分，不完全符合空调机组功能段划分方式。一新、回（混）、排风段按照不同季节工况，通过调节新风量（新、混、排风阀联动），在满足最小新风量的前提下，实现最大限度的节能，并完成系统保护（防冻保护、防火阀报警保护）。二预热段 在冬季气温低于零度的北方地区，为防止新风的低温空气与高焓值的回风气流混合引起结露及对表冷段等其它功能段进行防冻保护，增加预热段并将其预热后的温度控制在5附近。 三表冷段1）夏季通冷水降温： 通过控制器进行室内温度、送风温度、回风温度或表冷器后温度与设定温度的比较后调节水阀开度，使被控环境温度达到控制要求。2）除湿： 当被控环境湿度高于设定值时，调节表冷器后的露点温度，降低经过表冷器的空气的含湿量，达到除湿之目的。3）冬季通热水升温： 对于需节约投资的场合，空调机组的表冷段经常是冷热共用的，既夏季通冷水，冬季通热水。此种场合一般没有除湿要求。通过控制器进行室内温度、送风温度、回风温度与设定温度的比较后调节水阀开度，使被控环境温度达到控制要求。四二次回风段充分利用室内余热，对经表冷段降温除湿后的空气进行加热，通过精确调节二次回风阀开度，使送风温度达到设定要求。对使用环境有较大余热的场合，增加此功能段，节能效果显著。无需除湿或仅考虑降温的场合，不设二次回风段。五二次加热段对经表冷段降温除湿后的空气进行加热，通过精确调节加热阀开度，使送风温度达到设定要求。六加湿段 加湿段加湿有蒸汽加湿、电极加湿、高压喷雾加湿、湿膜加湿、超声波加湿等多种方式。1）蒸汽加湿：原理：由锅炉等蒸汽源提供蒸汽，通过调节蒸汽阀的开度比例，控制加湿量大小。优点：最容易达到高精度湿度控制要求，本司实践，最高可控到设定值2RH。缺点：1 . 厂家必须提供蒸汽源。南方除药厂外，一般均无法提供蒸汽。2. 因要使用电动蒸汽阀及控制系统，成本较高。控制方式：比例调节控制其它： 药厂空调必须采用蒸汽加湿，使用其它加湿方式易滋生细菌，不允许在药厂使用。烟厂因要使用蒸汽，自有蒸汽源，空调必采用蒸汽加湿。2）高压喷雾加湿：原理：自来水引入后通过高压泵将水打成雾状喷出。优点：使用方法简单。缺点： 1. 只适合在中央空调内使用，需要风将喷雾送出。2. 水质不好极易造成喷雾头堵塞，或喷不出雾，或喷出的是水。3控制精度低。本司实践，最高可控到设定值4RH。控制方式：开关控制3）湿膜加湿：原理：给布喷上水，风一吹，既将湿汽带出。优点：方法简单。缺点：湿膜加湿最大的问题是其加湿量与热量直接相关，热量越大，加湿量越大。热量小时，加湿量极小。例如在20时，湿膜虽有水，但几乎没有加湿，温度在30以上时，湿度随温度变化又太敏感，温度每变化1，湿度变化35%，很难实现精度控制。湿膜加湿需要的加湿面积较大，否则很难达到加湿效果。湿膜加湿材料长时间使用易发霉变质，需定期更换。本方法常在环境空调使用。控制方式：开关控制（一般控制一个进水电磁阀）4） 电极加湿：原理：在水箱中加入两个电极，优点： 开机即可加湿，起控快，控制精度高。缺点： 对水质要求高。为了防止电极结垢，密封罐内有电路一直在测水质，水含钙一高，就将水排掉重新注入。但又不能使用纯净水或蒸馏水，因其不导电，只能使用软化水。使用软化水，小量时可使用自来水加药搅拌方式。用量大时需配备软化水处理设备。成本既高，又麻烦。 电极加湿，因加湿罐是密封的，结垢后既无法使用，每半年需换一次罐，800.001200.00元。即麻烦，又增加了成本（最新产品已有可清洗加湿罐）。另外，因含钙高自动排水时及加湿后缺水自动补水时系统停止加湿。电极加湿分为开关控制及比例控制两种。开关控制其控制点为一个湿控开关。比例控制主要调节电极工作电流，是在开关控制板上加一块比例调节板来实现（以瑞典诺曼产品为例），但使用时还需先接通湿控开关。电极加湿器加水及排水电磁阀的控制是由其本身控制系统来完成的，通过检测两个电极之间的电流（用互感器）大小来决定是加水还是排水。我司做电极加湿器比例控制时最多设计两个点，一个开关点用于控制给电（或湿控开关），一个AO输出点用于比例控制。电极加湿器适合中、小面积的控制场合。5） 电热加湿：原理：与电热水器原理相同。采用电热棒给水箱加热。水沸腾后产生蒸汽。优点： 对水质要求不高。结垢后最多降低效率，不影响使用。 结垢后易于清洗。 缺点： 开机后水开才可加湿，起控慢，惯性大，控制精度低。电热加湿器分为开关控制及比例控制两种。比例控制主要通过调功器调节电加热器功率。另外，电热加湿器自动补水时系统停止加湿。电热加湿器适合大面积大惯性的控制场合。电热加湿加湿量的基本计算方法：800W/1Kg水则15KW功率电源加湿量：15000/800=18.75Kg/H水七风机段 1） 对风机进行启停控制。2） 对有风量控制要求的场合通过检测送风管道风速后转换成风量（风速X管道截面积风量）与设定值比较后对风机的变频器进行调节控制。3） 对有风压控制要求的场合通过检测送风管道差压后与设定值比较后对风机的变频器进行调节控制。4） 对有温度变频控制要求的场合通过检测送风管道温度后与设定值比较后对风机的变频器进行调节控制。 新风机组、空调机组通用控制纲要要点：1）以下各控制方案中的设定值均要能够在软件中进行修改，不可被写死在其控制程序中。2）控制值要先经过滤波程序后再参与控制。(一). 风阀执行器控制：a) 空调机组风阀执行器控制：空调机组新风阀执行器控制方式需要对其开度进行比例调节，一般使用模拟量风阀执行器。新风阀最小开度为0%,最大开度为100%, 新、回风阀开度和为100%。DDC设定为新风阀自动调节时，为保证空调机减少能源损耗，常规情况为机组开机后冬、夏季工况开度均为10，最大不得超过30, 机组在开机过程中新风阀开度不再自动调节。厂房空调新风阀开度调节建议用户采用软手动设定功能。软件设计为设多少值每次开机就开多少。新风阀开度设定可在机组运行过程中实现而无需停机后再设定。过渡季工况楼宇空调由于要充分利用室外能量，新风阀开度是根据焓值调节的，最大可达100%。所以，新风阀开度自动调节一般仅适用于洁净度要求不高的舒适性空调。b) 新风机组风阀执行器控制：新风机组新风阀执行器控制方式为开机开风阀，关机关风阀，一般使用开关量风阀执行器。在动力柜由我司设计时将尽可能采用新风阀执行器直接与动力柜风机联动方式，开风机时开风阀，关风机时关风阀，并在风机启动电路前加延时继电器，使风机相对新风阀延时启动。在动力柜非我司制作，用户又对新风阀控制有要求时： 5千风量以下的新风机组开风阀可与开风机同时进行，可将开风阀电路与开风机电路并接，由DDC一个DO输出同时完成。5千3万风量新风机组开风阀过程必须与开风机分开进行，发出开风阀命令45秒后开风机。3万风量以上新风机组开风阀过程必须与开风机分开进行，发出开风阀命令1分钟后开风机。 (二). 冷水阀控制根据控制要求（湿度优先、温度优先），决定控制方式。温度优先时根据送风（室内、回风）温度进行开度调节。湿度优先时根据送风（室内、回风）湿度进行开度调节，三阀连锁控制。或根据表冷器后的露点温度传感器进行控制，将表冷器后的温度控制在露点温度（露点温度数值由DDC面板或中央站设定）。(三). 一次加热阀控制 夏季工况时一次加热阀始终关闭，不参与调节。 一次加热阀后必须安装温度传感器。DDC收到开机命令后将一次加热阀后的温度控制在设定值（5左右），调节一次加热阀以停机后30开度为基准调节。冬季工况DDC收到关机命令后将一次加热阀开到30，关机时加热阀开30%仅限供暖热源是热水。(四). 二次加热控制 二次加热分为二次加热阀（热水、蒸汽）控制或电加热器控制。二次加热应根据送风温度进行调节，用室内温度与设定差值进行修正。(五). 一、二次回风阀控制 二次回风的设计主要是为了节能，特别是在夏季降温除湿后升温时尽量少用新的热源（热水、蒸汽、电加热等）而设计。所以二次回风口必在空调表冷器后，加热器前。 夏季启动降温除湿程序后，如送风（室内、回风）温度低于设定值，首先调节（打开）二次回风阀。当二次回风阀开到100温度仍不能满足要求时，再开始调节加热阀（加热器）。此时一次回风阀与其反比联动（一、二次回风阀开度之和永远为100）。冬季工况一次回风阀全开，二次回风阀全关（一、二次回风阀开度之和仍为100）。 用户无特殊要求时一二次回风共用一个DDC AO输出。(六). 加湿控制加湿为开关方式(高压喷雾、电极、湿膜加湿)按以下条件控制： 控制湿度大于设定湿度+2%时，关闭加湿。 控制湿度小于设定湿度-3%时，开启加湿。 (湿度设定值根据用户要求配置)蒸汽加湿蒸汽加湿控制分为开关控制及比例控制两种。开关控制如上；本公司工程一般均采用比例调节方式控制，当检测控制湿度值小于设定值开大加湿阀，反之关小使湿度恒定在设定值。电极加湿电极加湿分为开关控制及比例控制两种。开关控制其控制点为一个湿控开关。比例控制主要调节电极工作电流，是在开关控制板上加一块比例调节板来实现（以瑞典诺曼产品为例），使用时需先接通湿控开关。电极加湿器加水及排水电磁阀的控制是由其本身控制系统来完成的，通过检测两个电极之间的电流（用互感器）大小来决定是加水还是排水。本公司设计电极加湿器比例控制时需设计两个点，一个开关点用于控制给电（或湿控开关），一个AO输出点用于比例控制。加湿系统的特殊控制：新风、空调机组使用蒸气加湿时，为保证机组关机时阀门可靠关闭蒸气无泄漏。在设计上经常会在管路上增加一个开关电磁阀。此电磁阀开关可与风机联锁，开风机时打开，关风机时关闭。此电磁阀与系统加湿的调节无关。厂家蒸汽为外网供汽时，为避免遇突然停电蒸汽阀处于开启位置而蒸汽不停导致车间湿度超标，必须设置开关电磁阀。(七). 电加热器控制及高温保护1） 开关控制 ：基本控制：大惯性空调系统（控制区域面积大于100m2）的控制：控制温度大于设定温度+2时，关闭电加热；控制温度小于设定温度-3时，开启电加热。控制小空间空调系统（建筑面积小于30m2）的控制：控制温度大于设定温度+0.2时，关闭电加热；控制温度小于设定温度-0.3时，开启电加热。(温度设定值根据用户要求配置)温度控制精度要求在 1以上且湿度精度要求在5以上时电加热器可以采用开关控制。其控制方案为：根据电加热器总功率将电加热器分为3组，每组分别为总功率的七分之一、七分之二、七分之四（例：电加热器为7 KW，则每组的功率分别为1 KW, 2 KW，4 KW，不能整除时相近即可），然后按以下方式组合控制：DO1控制1KW，DO2控制2KW, DO3控制4KW;自动运行时当控制检测温度低于设定值时，打开电加热器，开启顺序为：DO1开 DO2关 DO3关；DO1关DO2开DO3关；DO1关DO2关 DO3开；DO1开 DO2开DO3关；DO1开 DO2关 DO3开；DO1关DO2开 DO3开；DO1开 DO2开DO3开。 当回风温度高于设定值时，关闭电加热器，每次关闭顺序与打开顺序相反。 2）调功控制 ： 温度控制精度要求在 1以内或湿度精度要求严格在5以内时电加热器必须采用调功器比例调节控制。其控制方案为：电加热器功率为50 KW以内时可全部参加调功器的比例调节控制，50 KW以上部分采用开关控制。电加热器的功率分配由设计决定。例如，某电加热器总功率为90 KW，设计时即可将电加热器分为2组，每组45 KW，第一组采用调功控制，第二组采用开关控制。也可将电加热器分为3组，每组30 KW，第一组采用调功控制，第二、三组采用开关控制。以分为3组，每组30 KW为例，按以下方式组合控制：第一组30 KW调功器比例调节控制，当其由0KW调节至满度30 KW后，被控温度仍未达到要求，此时开第二组电加热器，打开后再将第一组电加热器调节至3KW（本组满功率的10），在此基础上继续调节。当其由0KW调节至满度30 KW后，被控温度仍未达到要求，此时开第三组电加热器，打开后再将第一组电加热器调节至3KW，在此基础上继续调节。组数更多时以此类推。3）高温保护：为防止无风时电加热器干烧引起火灾，电加热器使用时具有两级保护控制。第一级为无风保护，电加热器与风流开关（风机压差开关、风速传感器）连锁。风机开启后，软件延时30秒后检测风流开关状态，开关状态为闭合（高电平）时，才允许DO输出导通开启电加热器。第二级为高温保护，电加热器与高温开关（高温断路器）连锁。高温开关安装在电加热器后上方，在50以下时高温开关始终处于导通状态，温度达到50，高温开关断开，直接切断电加热器，点亮高温报警指示灯并给DDC一个报警信号（高电平），DDC发出断电加热器命令（其实此时电加热器已由硬件连锁断开）。并将报警信号上传至中央站。(八). 风机控制风机启动过程：1 双风机双速：送风机低速-回风机低速-送风机低速转高速-回风机低速转高速2 双风机单速：送风机开-回风机开3 单风机双速：送风机低速-送风机高速4 单风机单速：送风机开风机高低速运行自动判断时，高低速切换条件为(仅双速风机有效)。无特殊要求按以上控制。夏季：控制温度大于温度设定值1.5时风机高速运行 控制温度小于温度设定值1时风机低速运行冬季：控制温度小于温度设定值1.5时风机高速运行 控制温度大于温度设定值1时风机低速运行 高低速转换时间约三秒。建立双速风机子程序。除以上内容外，应有如下面板设定功能：“低速设定/高速设定/自动判断”风机变频控制（变频机组有效）1. 频器在开机时低速运行，运行频率为25Hz，是全频的50%。2. 季运行时，控制温度高于设定温度时则加大送风量。即增加变频器的频率输出。控制温度低于设定时，则减小送风量，即减小变频器的输出频率，达到控制温度的目的。3. 季运行时，控制温度高于设定温度时则减小送风量，即减小 变频器的频率输出。控制温度低于设定时，则增加送风量，即增加变频器的输出频率。4. 变频器控制送风压力：当控制送风压力高于设定压力时则减小送风量，即减小变频器的频率输出。控制送风压力低于设定时，则增加送风量，即增加变频器的输出频率。（十一）工况转换1） 仪表盘面上设计有工况设定用旋转开关，向DDC提供夏季工况、其它工况两种工况状态,无中央站的DDC控制必须设计工况转换开关，有中央站时可不设。设计上使用一路DI，低电平为夏季工况、高电平为其它工况。（十二）常见问题及处理报警说明 A. 防冻报警: 无信号状态为“0”，有信号状态为“1”。 DDC接到防冻控制器信号，立即停机及关闭新风阀,并将热水阀开至30%,避免冻裂表冷器发生事故。DO输出报警信号至报警灯提示现场运行人员处理故障。只有当故障排除，防冻保护信号取消后，DDC才能继续工作。 B. 防火报警: 无信号状态为“0”，有信号状态为“1”。DDC自动停机,关闭所有风阀，报警灯提示现场运行人员处理事故。只有当防火阀报警信号取消后，DDC才能继续工作。 C. 高温报警（仅使用电加热器的机组有此功能）：无信号状态为“0”，有信号状态为“1”。DDC报警灯提示现场运行人员处理故障，并自动停机。只有当高温报警信号取消后，DDC才能继续工作。 D. 过滤器堵： DDC报警灯提示现场运行人员需清洗或更换过滤器。此功能只报警不停机。 注意：以上报警程序的开关量检测必须运行DI滤波检测子程序。E. 风机状态：机组自动运行开机后30秒开始检测，无信号状态为“0”，有信号状态为“1”。没有检测到运行状态“1”则报警。注意：此功能只报警，不停机。F. 风流开关状态：机组自动运行开机后30秒开始检测，无信号状态为“0”，有信号状态为“1”。没有检测到风流开关状态“1”则报警，并按规定进行停风机或停电加热器操作。注意：此功能只报警，不停机。报警方式： 1）DDC面板运行指示灯闪烁显示。2） DDC面板液晶屏显示的风机状态：”运行”字体闪烁。3） 中央站空调显示界面风机运行状态显示框由绿色变为黄色。当软件运行出现错误或面板显示出现错误无法恢复时，可按下机箱侧面上的红色“复位”按钮,进行初始化，使DDC重新开始运行。DDC的复位不会影响原设定参数，但要特别注意不得在机组处于“运行”状态下复位，以免造成机组的意外停机。G. 防火阀控制防火阀动作其开关点应接至DDC的输入端。DDC接到防火阀报警信号后，首先停风机、然后关闭风阀、冷热阀、加湿阀。防火阀报警信号未解除、DDC不能开机。设计有要求时DDC必须留有防火报警检测点。设计虽无要求但DDC有富裕点时必须留有防火报警检测点。只有在设计无要求且DDC无富裕点时才可考虑防火阀报警信号直接停风机。（十三）图例 图 一控制方案：1、以空调器送风温度和湿度敏感元件来控制新风空调表器冷（夏季）/热水阀（冬季）及加湿器。 2、开机顺序：开新风阀延时1分钟开送风机、加湿电磁阀自动调节（冬季调节时以加热阀30%的基准调节）。3、关机顺序：冷水阀（夏季）、冬季关机时加热阀开30%、送风机。4、温湿度控制要求：夏季：T =24；冬季：T=25；RH=505%控制点：送风温湿度 5、冬季关机时加热阀开30%仅限供暖热源是热水。 图 二 控制方案：1、 室内温度敏感元件控制表冷器（夏季）和加热阀（冬季），保持恒定的温度，涂布间室内湿度敏感元件控制干蒸气加湿器保持室内恒定的相对湿度。2、 开机顺序：开新风阀延时1分钟开送风机、加湿电磁阀自动调节（冬季调节时以加热阀30%的基准调节）。3、 关机顺序：关冷水阀（夏季）、冬季关机时加热阀开30%、加湿阀、加湿电磁阀、送风机。5、 温湿度控制要求： T=251 RH =505%控制点：室内温湿度6、 此图控制可用三阀连锁控制，但冬、夏季必须有冷、热源。具体控制参照三阀连锁控制说明。7、 冬季关机时加热阀开30%仅限供暖热源是热水。 图 三控制方案：1、以空调器室内温度和湿度敏感元件来控制新风冷水阀（夏季）/热水阀（冬季）及加湿器。 2、开机顺序：开新风阀延时1分钟开送风机自动调节（冬季调节时以加热阀30%的基准调节）。3、关机顺序：冷水阀（夏季）、冬季关机时加热阀开30%、送风机。4、温湿度控制要求：夏季：T =24；冬季：T=25；RH =505% 监测点：送风温湿度5、加湿器控制参照加湿控制里的电级加湿控制说明。6、电加热控制参照电加热控制里的调功控制说明。7、冬季关机时加热阀开30%仅限供暖热源是热水。冷站控制流程开机 : 1） 上位机人工发出开机命令或群控软件发出开机命令至冷站控制器(DDC);2） 上位机人工发出开机命令时由人工确定开几号冷水系统, 群控软件发出开机命令时则首先进行累积运行时间判断,自动开启运行时间最少的冷水系统;以下均为DDC操作(以1#冷水系统: 1#冷冻水泵/ 1#冷却水泵/ 1#冷却塔风机/1#冷机为例):3） DDC收到上位机开机命令后延迟 30S, 检查1#冷水系统有无各项报警信号，有报警信号上传回上位机,停止1#冷水系统开机操作待机或切换至2#冷水系统;4） 满30S 无报警信号，开1#冷冻水供水电动蝶阀(开关量)、冷却水供水电动蝶阀(开关量)、冷却塔进出口电动蝶阀(开关量);5） 延迟2分钟，检测各阀门开反馈信号（按设计规范,阀门必须带有状态反馈点），正常则发出开1#冷冻水泵命令。故障则向上位机报警, 关闭阀门后待机或切换至2#冷水系统;6） 发出开冷冻水泵命令后延迟1分钟（避免冷冻水泵、冷却水泵同时启动瞬间负荷过大），检测冷冻水泵水流开关信号(无信号OFF,有信号ON)，无信号向上位机报警, 发出冷冻水泵停机命令关闭已打开的全部1#冷水系统设备, 待机或切换至2#冷水系统(有备用泵时可改开备用泵);7） 检测正常, DDC发出开1#冷却水泵命令。延迟1分钟，检测冷却水泵水流开关信号(无信号OFF,有信号ON)，无信号向上位机报警, 发出冷却水泵停机命令关闭已打开的全部1#冷水系统设备, 待机或切换至2#冷水系统(有备用泵时可改开备用泵);8） 检测正常, DDC发出开1#冷却塔命令。延迟1分钟，检测冷却塔开关信号(无信号OFF,有信号ON)，无信号向上位机报警, 发出冷却塔停机命令关闭已打开的全部1#冷水系统设备, 待机或切换至2#冷水系统(有备用塔时可改开备用塔);9） 冷却塔开机正常, DDC发开冷水机组命令;10） 延迟5分钟(冷机压缩机动力柜自带有延时34分钟的继电器)，检测冷机开关信号(无信号OFF,有信号ON)，无信号向上位机报警, 发出冷机停机命令关闭已打开的全部1#冷水系统设备, 待机或切换至2#冷水系统。11） 投入群控运行。停机：12） 上位机人工发出停机命令或群控软件发出停机命令至冷站控制器(DDC);13） 上位机人工发出停机命令时由人工确定停几号冷水系统, 群控软件发出停机命令时则自动停止（最后开启的？）冷水系统;以下均为DDC操作: DDC收到上位机关机命令首先关闭冷水机组，延迟 510min后, 关闭冷冻水泵、冷冻水供水电动蝶阀,冷却水泵、冷却水供水蝶阀,冷却塔风机、冷却塔进出口蝶阀(开关量);冷水机组停机后，15分钟内处于保护状态无法开启。控制: 冷却塔风机台数控制、变流量控制、恒温差控制 见后附实例。控制举例：某厂区设冷冻机组2台、冷却塔2台、冷冻、冷却水泵各3台。结合技术文件要求及本系统具体特点，制订如下控制方案： 监控内容DI点：冷冻机组、冷冻、冷却水泵、冷却塔的运行状态、故障报警、自动/手动状态，水流开关状态，机组出水管阀门状态。DO点：冷冻机组、冷冻、冷却水泵、冷却塔的启停控制，机组出水蝶阀开关。AI点：空调水总管供回水温度、水流量、供回水温度，分水器和集水器压力等。AO点：供回水总管旁通阀(或冷冻水泵变频与供回水旁通阀开度分程调节)。程序控制内容 程序控制冷冻机组启/停，以达到最低能耗，达到最低的主机折旧。 根据预置程序或业主的日程安排（例如：节假日、上下班等）自动开关冷水机组。 根据业主的要求自动切换机组，累积每台机组运行时间，自动选择运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本平均，以延长机组使用寿命。 根据冷水机组进/回水温度差及水流量，按下列公式计算系统负荷来调节机组的运行台数。Q=CM(T1-T2)T1回水总管温度，T2供水总管温度，M水流量，C系数当负荷大于一台机组的85%(可根据实际情况修改)，则第二台机组运行。以此类推。自动记录及打印空调系统负荷，并可根据管理部门技术要求以不同时段累计负荷情况并打印。根据实际负荷，对机组、水泵等进行台数控制，并监测其运行状态。对各台机组水温进行监测。 按下列顺序启停系统机组开车：开冷冻水系统电动蝶阀开冷冻水泵流量开关动作开冷冻机组停车：停热泵机组停冷冻水泵关冷冻水电动蝶阀监测机组压差，如低于设定值，立即关闭冷水机及相关设备。 冷冻水循环泵控制：采集回路的参数(如系统压力、流量等)进行中央数据处理,从而确定水泵的运行频率,使水系统始终处于最合适的运行状况达至节能目的。三维图象显示每台机组及水泵的系统图并显示所有测量点温度流量等，显示所有机组运行趋势图。故障及时显示于CRT上，故障报警与有关平面图相关联。 冷水机组台数与水泵台数按相应的序列程序控制。7.1 冷却塔风机台数控制实时检测冷却水系统的水温及水流状态，当冷却塔回水管中有水流通过时，调节补水电磁阀状态。据冷却水入口温度自动控制冷却塔风机的启停。当检测的冷却水入口温度大于37（此值可调），自动逐台启动冷却塔风机；当检测的温度小于等于32（此值可调）时，自动逐台停止冷却塔风机运行，以降低电能损耗（风机启动后最小运行时间10分钟，停止后至少15分钟后才能启动）。7.2 冷冻水泵变频节能控制7.2.1 节能效果分析冷冻水泵的耗能一般占到整个空调制冷系统的总耗能的10%以上，而冷冻水泵的控制又关系到整个冷冻水输送系统的系统稳定性以及能否达到设计的工艺要求。而冷冻水泵的变频控制节能空间是很大的，分析如下：输入功率 %1008060402000 20 40 60 80 100 流量 %我们可以看到，电机的转速（n）与流量（Q）成正比关系，而与电机的功率成三次方关系。而从图中，我们也可以清楚的看到，当流量为设计流量的80%时，其实际的消耗功率降到了设计功率的51%。以两台50%流量变频运行的水泵与一台100%流量运行的水泵耗能进行比较：W1=Q*H=（k1*n）*（K2*n2）=K*n3W2=2*QH=2*k1*（n/2）*k2*（n/2）2=1/4*K*n3通过计算，我们得到两台水泵运行的功率只是一台全负荷运行水泵功率的1/4。由此我们可以得出，大量采用变频技术，是最大限度节省耗能的好办法。7.2.2变频冷冻水泵的并联运行冷冻水泵在并联运行的情况下，当负荷减少流量变小时，并联的冷冻水泵应同时进行变频控制，这种运行模式是最节能的。对于并联运行的水泵，由于每台水泵都具备同样的压头，因此不能考虑一部分水泵满负荷运行，一部分变频运行。 7.2.3 冷冻水泵变频控制与供回水旁通阀开度分程调节检测冷冻水分、集水器间压差，通过PID调节同时控制两台冷冻水泵频率（节能运行）及旁通电动调节阀，以保持空调侧冷冻水供回水压力平衡。由于冷水机组对冷冻水流量有最低限要求，当冷冻水流量低于极限值时，易发生结冰事故，故冷冻水泵变频应保证冷冻水的最低要求。因此，本方案对冷冻水供回水压差的控制采用冷冻水变频与旁通阀开度分程控制方法。示意图如下量程 100 冷冻泵变频 旁通阀开度 最小流量 4mA 10mA 20mA最小流量根据冷冻机组的运行台数做相应调整。7.2.4 压差旁通控制在总进水管和总回水管之间设置压力传感器，PID控制供水管和回水管之间的旁通阀，以保持系统压力的稳定（即根据负荷调节冷冻水量）。7.2.5 备用水泵自动投入冷冻水泵及冷却水泵设计选用两用一备。在工作时，值班水泵发生故障时，备用水泵自动投入，保证制冷系统正常供应标准冷媒，保证车间生产。根据季节分区工况判断，当空调系统需要冷冻水时自动启动一台冷水机组，然后再对冷水机组的台数进行群控。每台冷水机组开机至少运行30分钟，按自动保护，程序停机后再过10分钟方能启动。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、运行时间累计，自动均衡时间运行。7.2.6 冷冻水总回水流量计的技术指标精度不低于1。具有高可靠性、高稳定性。无需经常维护检修方便、检修时不影响系统运行。阻力损失在工艺允许范围之内。空调制冷系统机组运行节能分析8.1 制冷空调系统运行节能的意义药厂、钞票纸厂、卷烟厂等生产车间的空调负荷由生产设备负荷和维护结构及新风负荷构成。其中，生产设备负荷全年的变化不大，而由维护结构传热引起的负荷及新风负荷，却是随室外气候变化不断变化的。这种变化，不但体现为一年四季不同，即使在一天中的不同时刻，这种变化也是存在的。由于制冷设备与空调末端设备的容量，都是按一定的设计工况（近似于夏季的最大负荷工况）确定和选配，因此要适应上述负荷的变化，保证室内环境满足工艺需要，就要求对制冷设备与空调末端设备的出力进行调节和控制。空调系统全年运行，制冷、空调设备的能耗约占全厂能耗的1/3左右。因此，对制冷设备与空调末端设备容量进行调控，不仅是生产工艺的需要，也是节能的需要。8.2 制冷与空调设备联机运行时的节能措施制冷与空调设备联机运行时的节能方案主要有两种。一是冷冻水定流量运行方案，通过调整冷冻机出水温度，达到调整空调末端出力，适应空调负荷变化的目的。该方案实际为“质调方案”，它是通过提高冷冻机出水温度，进而提高冷水机组效率，从而达到节省主机能耗之节能目的的。众所周知，冷水机组在冷凝温度一定的条件下，蒸发温度越高冷水机组效率越高，蒸发温度越低，冷冻效率越低。随着冷冻水出水温度的提高，可使输入功率下降，每提高1冷冻供水温度，大约可节能4%。按上述空调“机器零点”温度分析，夏季工厂可采用10供水温度，其节能效率在12%以上；若采用12供水温度，其节能效率在20%以上。在过渡季节，当空调负荷进一步减少时，冷冻水供水温度可进一步提高，因此全年节能效果可达到20%以上。第二种联机运行节能方案是冷冻水变流量运行方案，即通过调整冷冻水泵流量，维持冷冻水进出水温差不变，达到调整空调末端压力，适应空调负荷变化之目的。该方案实际为“量调方案”，可以有效节省冷冻水泵的运行能耗。由于冷冻水水泵的实耗功率与电机转速及冷冻水流量均成3次方关系，即N，/N=（n，/n）3=（G，/G）3因此，当冷冻水流量G降低为设计流量G的80%时，水泵的实耗功率N将仅为设计流量运行时水泵实耗功率Nde51%。可见，空调系统变风量运行的节能效果是相当显著的。按照招标文件要求，本项目冷冻水泵配有变频器，因此可以采用两种调节措施分布调控的方案，即“量调+质调方案”。8.3 制冷与空调设备联机运行时的节能控制策略在空调末端系统的控制方案中，当室内空调负荷减少时，室温有下降趋势，冷冻水阀门将关小，流经空调设备的水量减少，旁通水量增加，冷水机组的回水温度下降。冷冻水变流量控制方案的思路为： 根据系统的具体情况，首先确定一个合理的冷冻水供回水温差控制指标（比如5），作为冷冻水供回水温差的设定值； 根据冷水机组供回水温差的实测值与设定值的比较，计算确定冷冻水泵工作频率的调整量，水泵降频运行时，应同时关闭旁通阀，以维持供给空调的总水量基本不变，避免对空调系统现有运行状态的干扰； 各车间空调系统，根据冷冻水总流量变化引起的各相关区域的室内温湿度变化情况，对各系统中的冷水阀开度进行相应微量调整； 当因冷冻水泵的工作频率下降，使冷冻水量流量低于冷水机组允许的下限流量（由冷水机组厂商提供）时，冷冻水泵的工作频率不再下调，维持下限流量不变，同时打开旁通阀，根据供回水压差自动调整旁通流量。 当冷冻水量流量达到冷水机组允许的下限流量时，系统控制转入“质调”方案，基本思路如下：根据车间温湿度工艺指标，先制订出一个保守的供水温度值输出给冷水机组。根据车间空调热负荷数学模型制订出各台空调机组之间的关联变量Qi、ti、（i=1N）（Qi为第I台空调机组的预测流量，ti为预测冷冻水供水温度）。寻找最优的一组关联向量，Qi、ti、（i=1N）使整个系统的控制性能指标J=Ni=1Ji为极大值。由数学模型计算出冷水机组的最佳供水温度设定值，并与目前冷水机组饿供水温度设定值比较，然后将整个的冷冻水供水温度作为冷水机组的供水温度设定值。空调系统9.2.1 控制方案说明9.2.2 监测功能u 车间温湿度参数实时采集显示，并计算出整个车间的平均温湿度值，作为温湿度控制用参考指标。当车间温湿度参数超过上下限时发出报警信号，报警边界可在监控层计算机或现场触摸屏上进行设定。u 空调系统送风温湿度参数实时采集显示，并参与送风串级控制及送风高温、高湿限制保护。u 空调系统回（排）风温湿度参数实时采集显示；u 空调系统新风温湿度参数实时采集显示，通过控制器内的湿空气计算模块得出室外焓值及绝对含湿量，为全年多工况区节能控制提供依据；u 送回风机运行状态、故障状态、累积运行时间监测，当超过预设的时间后发出报警，提示运行管理人员进行维护保养；u 送回风机高低压侧及表冷加热器前后压差状态监测；u 低温防冻开关状态检测及低温报警时防冻保护；u 初效过滤器压差监测，提醒运行管理人员及时清洗或更换；u 中效过滤器压差实时采集显示，高限报警指示，并根据检测信号自动控制反吹电磁阀，实现自动反吹以清洁高效滤筒过滤器（或提醒运行管理人员清洗更换过滤器）；u 送回风机运行电流、运行电压监测，对风机运行电流提供完全保护；u 消防信号监测；对送回风管上的防火阀及来自消防中心的火警信号实时监测，当出现异常情况时停止风机运行；u 冷冻水供、回水温度监测；u 以上运行参数、工作状态、故障报警信号通过现场控制器采集处理，参与程序控制，并在现场彩色触摸屏及中央监控微机上以三维动态流程图形式显示出来，并做相应记录供查询及打印。9.2.3 安全保护功能通过现场控制柜配套相关外围设备及软件策略可实现如下保护功能：u 掉电保护：蒸汽加热电动调节阀/蒸汽加湿器电动执行器均为断电复位型，系统突然掉 电时，可以自行关闭；u 消防连锁：当控制器接到回风管防火阀/送风管防火阀，消防站传来的消防信号，立即 关闭机组，并发出报警；u 缺风保护：在表冷器和加热器前后设置缺风保护压差开关，对表冷器电动调节阀/蒸汽 加热盘管电动调节阀/蒸汽加湿器电动调节阀的投入进行限制。即缺风保护 压差开关不接通，上述阀门不得投入工作；且如果开机3分钟后缺风保护压 差开关仍未接通，则发出缺风故障报警。u 设备维护提示：对空调系统内的各易损部件如初、中、高效过滤器、风机传动皮带、风 机电动轴承等分别进行累积计时，当某一部件累加运行时间超过预设的维护 或更换周期时，控制系统可在现场控制柜及中央控制电脑以声光报警形式发 出维护提示警报，提醒维护管理人员对设备进行及时维护保养。u 高低压保护：在机组混风段及送风管分别设置空气压差开关用以检测机组内部及送风管 路的负压及正压，防止因风阀或防火阀全部关闭或其他原因造成送回风管道 堵塞时的压力异常。当压力异常时，立即停机并发出报警；u 停机延时：需关闭空调系统时，先关掉加热、加湿阀，送风机延时3分钟后关闭，以清 除机组内残留的余热余湿。u 过滤器压差报警：在过滤器前后设置压差报警开关，开关接通即发出清洗更换报警信号。u 风阀安全开关顺序：在执行变新风焓值节能分区控制逻辑切换各风阀状态时，必须贯彻 先开后关原则；待机状态时，回风阀处于全开位置，新风阀处于全关位置。u 电气安全保护：为保证机组安全可靠运行，机组控制柜提供以下安全保护功能：相位保 护、过载保护、急停开关等，以及运行指示、故障指示、电源指示、手/自 动转换等。u 送风高温限制：为保护送风机电机安全可靠运行，通过送风温湿度传感器调节蒸汽加热盘管电动调节阀时限制送风温度不超过最高限值。对于F级绝缘的电机，送风温度最高限值不应超过40；对于H级绝缘的电机，送风温度最高限值不应超过50；u 送风低温限制：为防止送风温度过低导致送风管道及送风口外部凝水，通过送风温度传感器调节表冷器电动调节阀限制送风温度不低于最低限值。PLC软件内置送回风温差TRA-TSA不得大于1012，其数值可由用户根据现场情况再次整定；u 送风高湿限制：为防止加湿量过大无法及时被空气充分吸收导致在送风管道内再凝结，通过送风湿度传感器调节加湿器，限制加湿工况下送风相对湿度RHSA最大不得大于95%，当超过95%时应保持加湿阀不再开大，并将送风湿度控制在95%以下。9.2.4 控制功能u 机组启停方式控制 现场控制柜上设置本控/网控选择开关及本控启停按钮。 网控状态下，可在中央站电脑上进行“手动/自动”控制方式转换。选择“手动”，可在中央站通过网络实现任一机组的手动点控启停；选择“自动”，可令系统实现按预先设定时间表自动启停。 本控状态下，可通过控制柜面板启停按钮直接启停；u 车间温湿度恒温恒湿自动控制u 各种安全保护功能控制（参见上页“安全保护功能”）u 空调系统分区快速逼近设定值控制u 全年多工况焓值分区节能控制u 系统硬件故障自检及显示u 空调系统控制参数设定与修改u 机组启停控制模式/自转换u 机组运行时间累积及维修提示u 现场手动控制功能u 据全年工况分区自动启动制冷机，实现空调系统和制冷机组联动控制及优化节能控制全年多工况恒温恒湿控制软件10.1 烟厂空调采用全年多工况分区控制的必要性工厂各车间内部环境的温湿度对生产工艺各环节正常进行有很重要的影响，空调系统为保证车间全年的温湿度精度指标，应用了众多的热湿处理措施，常见的有表冷器（降温降湿）、加热器（升温）、加湿器、新风/回风/排风阀、风机变频、喷淋（降温加湿）等；另外，外部大气环境也会随季节的变化而不断变化，因此就要求空调系统的控制软件要能根据不同的室外气象条件及车间热湿负荷变化来采用不同的控制模式，选择出最为合理、节能、高效的热湿处理执行机构以适应各种变化，只有这样才能在更大程度上保证车间全年的恒温恒湿精度要求并起到节能运行的效果。10.2 全年多工况恒温恒湿控制软件简介空调系统节能运行控制方案的原则在于，在保证温湿度控制范围及系统运行安全可靠的前提下，充分利用各种可资利用的能源，并给予合理的配置与分区，尽量利用廉价的能源形式，缩短人工冷热源的投入时间，达到节省运行费用的目的。在上述原则上，按照室外工况与室内设定值的相对关系，结合被控车间的热湿负荷特性和当地室外气象将空气I-d图划分为若干个控制分区，充分、合理调动特定的热湿调节措施，针对不同分区执行最经济、高效的运行控制方案，详见下述。多工况控制软件的数学模型如下： 监测及设定参数根据不同的空调系统应用，自控系统应监测下面部分或全部参数；-室外空气温度（tw）和相对湿度（w）-车间空气温度（ta）和相对湿度（a）（ta、a指各点的加权平均值）-工况转换设定温度（tf）-送风空气温度（to）和相对湿度（o）-新回风阀开度或新回风比（P）-空调送风量（G） 控制参数-车间空气温度（tnt，）-车间空气相对湿度（n，%RH） 节能原则-最大限度利用室外新风冷源；-最大限度减少制冷机运行周期；-最大限度减少蒸汽或电力消耗。 数学公式-室外空气焓值：iw=f1（tw、w） KJ/Kg干空气-室内空气绝对含湿量：dw=f2（tw、w） g/kg干空气-送风空气焓值：io=f3（to、o） KJ/Kg干空气-送风空气绝对含湿量：do=f4（to、o） g/kg干空气-室内空气热负荷：Q=f5（G、ia、io） KW-室内空气湿负荷：W=f6（G、da、do） kg/h-室内空气热湿比：E=f7（G、W） KJ/Kg干空气 多工况动态分区原则除湿与加湿分区边界：当新风状态点（W）的绝对含湿量dwdn时，此季节工况应对空气进行除湿处理，否则应对空气进行加湿处理。此分界线对应的dn为：dn=f8（tn、n） g/kg干空气加热与冷却分区边界：当新回风混合状态点（C）的温度tctf时，此季节工况应对空气进行冷却处理，否则应对空气进行加热处理新回风比节能控制原则：工况判别准则新风阀状态回风阀状态一twtf dwdn设定开度整定最大开度二tftwtn dwdn整定最大开度全关三twtn dwdn设定开度整定最大开度四iwif dwdn整定最大开度全关五iwif dwdn设定开度整定最大开度10.3 应用举例以某空调系统为例，举例说明多工况控制软件如何实现车间恒温恒湿自动控制。首先，将车间空调系统根据空气热湿处理机理在焓湿图（i-d）上将全年分成五个工况区域，如下图所示：10.4 全年多工况恒温恒湿分区控制及工况转换明细表工况分区一区二区三区四区五区