机房群控节能系统方案.doc

冷水机组群控方案庆春广场项目开利空调群控系统解决方案开利空调销售服务（上海）有限公司2019-12-29目 录一前言二开利控制网络系统简介三庆春广场项目开利空调控制系统系统描述四庆春广场项目开利空调控制系统设计策略五开利冷机空调冷水机组群控系统控制产品介绍六开利近期空调控制系统项目清单七空调控制系统接口及其他要求一、前言首先十分感谢贵公司选用开利公司的空调设备，相信开利公司的空调设备一定给贵公司的楼宇创造了舒适的环境。开利公司作为最大的冷冻空调产品的制造商和供应商一直致力于提升用户能源设备的工作效率和管理水平。为了更好的为广大开利空调设备的用户服务，开利公司针对正在使用其空调设备用户正式推出了开利冷水机组群控系统I-VU，该系统运用先进的控制技术，使开利的HVAC设备、非开利的机电设备协调工作，使整个空调系统达到最高的运行效率和精确的控制水平。我们相信，如同贵公司已经选用的高质量开利HVAC设备一样，开利冷水机组群控系统I-VU一定会提升HVAC设备的使用性能和整个空调系统的管理水平，为贵司创造出更为经济高效的能源管理系统。二、开利控制网络系统简介1902年，开利博士发明了世界上第一套科学空调系统，为全人类带来了舒适的室内环境。100年来，开利公司始终一致的保护着地球的空气与环境。随着科学技术的不断发展，开利公司不但在HVAC设备上精益求精，而且致力于实现单台机组及整个HVAC系统控制的性能优化，采用开利冷水机组群控系统I-VU为客户提供最合理的控制系统解决方案。如今，开利冷水机组群控系统I-VU已经在世界上许多地方稳定地运行，如麻省理工大学MIT，普林斯顿大学Princeton University，罗马西斯廷教堂Sistine Chapel，迪斯尼Disney，上海新国际博览中心，上海科技馆，上海普惠飞机发动机厂房，深圳大学，中芯国际半导体，广州奥林匹克体育中心等。时至今日，开利公司不仅成为世界上最大的冷冻空调产品的制造商和供应商，而且其网络系统控制产品已经成为开利冷水机组系统极其重要的组成部分，为提高冷水机组系统的工作效率和管理水平发挥举足轻重的作用。 CCN网络结构I-VU网络结构n I-VU网络的特点I-VU系统是开利公司应用多年空调控制领域的先进知识研发的冷冻机组能源效率管理系统。该系统以为用户提供广泛的舒适度、可操作性、空气质量调节和能源管理为目标，能够涵盖开利公司的冷水机组、非开利公司的机电设备及其他楼宇控制系统。1 提高操作的效率 I-VU系统能够保证能源管理系统的所有利益，允许用户从使用的经济性和环境保护两个角度来管理系统的能源消耗 机组按时间安排运行、负荷分段卸载和加载等功能可以为用户提供最高效的能耗管理 操作者可以在非常短的时间内对系统故障报警做出反应，保持系统的稳定性和可靠性 I-VU能够提供设备运行时间和能耗量等数据，为用户作能耗分析和系统决定提供有效的依据2 舒适度和空气质量控制 通过对温度、相对湿度、室外空气通风量的精确控制来提升环境的舒适度 多重舒适区域控制功能为庞大的楼宇提供了单元式的相对独立的舒适控制3 优化系统控制 集中控制减轻了用户的人工操作量，简化排除故障的过程，这些将为用户提供更加有效的设备管理 持续性的现场和远程监视系统，有利于延长机组的寿命，降低设备的维护成本 I-VU系统的模块化结构，可灵活地适应现场需求及后期项目的扩展要求4 强化了的系统诊断能力 专用界面软件为操作者提供了辨别设备非正常运行状态和由此对其他设备产生影响的功能 所有的维护请求需要进行现场或远程操作的确认，否则无法实施5 系统的协同工作 依据开利I-VU通讯网络体系的策略，通过专用数据模块可以实现与其他楼宇控制系统的联网 随着工业控制系统的发展，开利将继续满足不同控制系统协同工作的要求 通过互联网系统，可以在IE等普通浏览器软件中提供用户远程监控和数据共享三、庆春广场项目开利空调控制系统概述与控制特点3.1冷水机组群控系统控制特点对庆春广场项目：冷站选用的4台离心式冷水机组、1台螺杆式冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、附属阀门及传感器通过选用I-VU控制系统，建立一套完整的中央空调控制系统。开利控制网络系统将开利冷水机组和外围设备，包括冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔综合成一个系统，实现多台冷水机组的集中群控，同时将冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔纳入连锁管理。与系统相连接的监控计算机为冷水机组的集中群控提供人机界面，通过该界面，可了解系统的运行状态，各冷水机组运行状态及主要运行参数，可参与冷水机组的集中群控管理。另外，系统所有内部参数均可以转换成符合BACnet IP的标准数据格式，然后通过其通讯端口传送至其他非开利控制系统的智能终端，并实现单向数据传输。系统主要控制特点和功能： 根据能效和设备性能提供最优设备运行组合和优化每台冷水机负荷分配，提供智能控制算法以便最大限度的根据负载需求实现节能运行，合理控制冷水机组运行台数，实现最佳系统高效节能运行。 综合考虑系统冷冻水供水温度设定值偏差与系统负荷变化趋势，防止过量机组负载的发生。例如，当冷冻系统刚开始起动时，冷冻水管内的水温较高，若无此功能，系统会错误地显示比实际所需更大的冷负荷需求。 实现各台冷水机组及水泵的运行时间均衡，根据要求自动切换机组的运行次序，累计每台机组运行时间，自动选择运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命 对冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔实现联锁控制，并在设备损坏时自动启用备用设备，并且具备断电恢复后自动启动的功能。 全面显示系统运行状态和主要参数，具有故障报警、报告及故障诊断信息的功能。 专用用户界面软件具备局域网通讯能力（ETHERNET/IP for INTRANET），提供严密的安全等级及操作权限，能够设置不同权限级别的操作密码。 系统软件采用大量Web技术的B/S架构设计而成，任何支持Web标准的浏览器都可以作为系统的操作和管理界面。 系统同时允许至少五个用户同时通过Web登录到系统，来实现远程通讯监控功能。 具有自动存储档案数据及记录的功能，按照使用要求保存历史运行数据，并且能够根据需要自动编制冷水机组管理报告。 全面数据传送至BAS系统，实现楼宇集中式控制，并可接受BAS系统发出的开关冷机指令、冷冻水出水温度和运转电流限制修改指令。四、庆春广场项目开利空调控制系统设计策略1、设计依据民用建筑电气设计规范JGJ/T1692智能建筑工程质量验收规范GB503392003智能建筑设计标准GB/T50314-2006公共建筑节能设计标准GB50189-2005采暖通风与空气调节设计规范（GB 500192003）建筑电气安装工程施工质量验收规范（GB 503032002）信息技术设备的安全（GB494S-95） 自动化仪表工程施工及验收规范（GB 500932002）自动化仪表工程质量检验评定标准（GB/J 131-96）电子计算机房设计规范（GB50174-93）建筑设计防火规范（CBJ16-87 95修订）高层民用建筑设计防火规范（GB50045 -95）建筑领域计算机软件工程技术规范（JGJ/T90-92）智能建筑弱电工程设计施工图集（GJBT471）建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB503432004）开利冷水机组由Chiller System Manager（CSM）冷水机组系统管理控制器来管理，水泵、冷却塔等非开利设备由I-VU M系列控制器及扩展I/O模块来管理。2、控制内容：监控设备监控内容冷水机组远程启停控制。每台机组的最大运行负荷设定与调节。运行状态，故障报警。监测每台机组冷冻水供/回水温度，冷却水供/回水温度，蒸发器压力，冷凝器压力，蒸发器制冷剂温度，冷凝器制冷剂温度等机组内部运行参数冷冻水总管温度监测，冷冻水总管压力监测冷冻水总管流量监测冷冻水泵启停控制运行状态，故障报警，手自动状态冷却水泵启停控制运行状态，故障报警，手自动状态 冷却塔启停控制运行状态，故障报警，手自动状态 3、冷水机组管理的控制特点说明I-VU控制系统在冷水机房群控方面有其独特之处，是其他产品不能比拟的。顺序启停机组：启动书序：首先开冷却塔管路蝶阀冷却塔风机冷却水蝶阀冷却水泵开启冷冻水蝶阀冷冻水泵开启最后开冷水主机停止顺序：首先停止冷水主机关冷冻水泵冷冻水蝶阀冷却水泵冷却水蝶阀关冷却塔风机冷却塔管路蝶阀制冷机台数的控制，一般BAS的控制是通过计算冷量，即总水量供回水温差，得出末端的冷量多少。但是其缺点是误差很大：1）因为监测流量有15的误差（如果安装的不恰当，误差更大流量传感器有很严格的安装要求与精度要求），因此经常计算出来的冷量的误差会超过15。I-VU系统拥有专为开利机组研制的CSM冷水机组系统管理模块，可对每台冷机进行全面的监测与管理，CSM内部优化程序进行逻辑运算，决定开启制冷机台数；除了保证供水温度外，制冷机的制冷量也参与增加或减少台数的策略，因此在制冷的控制效果比其他控制系统更优良、更节能、更专业。2）一般BAS加机的策略是当冷量比末端小时便需要加机，运行机组保持原运行状态，加载机组的负载逐步上升，趋于稳定状态。这样常常需要长时间的温度波动与温度接近。CSM管理系统的最大优点是加卸载管理，当系统需要增多一台机组制冷，它不止光启动后备状态机组，而是同时发出指令给正在运行的机组，将其制冷负荷至平均负载，然后两台机组同时上载，最终达到稳定状态。这样可以最快程度的达到系统稳定，使供水温度达到波动最小，同时也平衡机组使用寿命，减低电网突增的负荷，最大限度达到节能作用。4、冷水机组加载和卸载的流程说明n 增加制冷需求 Additional Cooling Required ACR 加载的流程a. 当前运行的机组有足够的时间由 0%负载至接近100%负载b. 当ACR温度传感器所测的冷冻水供水温度，高于当前的冷冻水供水温度设定点与一个可调整的温度偏差值相加后的所得值c. 运行机组的负载大于某个设定值(一般为90%95%)d. 运行冷水机组的温度降低速率小于0.5/分钟*以上各项要求ad均能满足，才进入以下机组加载程序e. 新冷水机组启动的延迟时间已经结束（延迟时间可以设定）f. 新冷水机组禁止运行的命令未激活g. 新冷水机组没有处于出错，斜坡加载或处于断电重起阶段以上各项要求eg均能满足，新冷水机组立即启动是否符合下列增机条件？1 系统断电恢复时间内2 冷冻水温 (冷冻水设定温度+冷冻水不灵敏温度设定值)3 各机组的制冷量 0.9*设定最大制冷量4 冷冻水温下降速率每分钟0.5F增机条件=NO是是是否延时计时器=0CSM系统处于备用状态否否开始退出启用待命机组系统处于预备使用时间内增机条件=YES，延时计时器倒计时开始n 减少制冷需求 Reduce Cooling Required RCR 卸载的流程a. 目前运行的机组台数多于一台b. 运行机组的平均负载小于某个设定值(一般为65%69%)c. 当RCR温度传感器所测的冷冻水供水温度，小于当前的冷冻水供水温度设定点与一个可调整温度偏差值的0.6倍相加后的所得值。*以上各项要求ac均能满足，才进入以下机组卸载程序d. 机组停机的延迟时间已经结束（延迟时间可以设定）以上要求d能满足，设定机组马上停机减机条件=NO是否符合下列减机条件？5 正在运行的主机多于一台6 冷水机组的实际冷量=冷量减低所需设定值7 冷冻水温设定温差的75%时，开启冷却塔风机；f. 当温度下降，t设定温差的50%时，停止冷却塔风机；6、机组循环启停顺序为平衡冷冻机的使用时间，使每台机组保持基本一致的运行时间以延长机组寿命，冷机群控系统为用户提供了一个循环冷冻机启停顺序的程序，可在操作平台自定义循环周期，即用户可自定义冷冻机的循环方式及循环时间。五、开利冷水机组群控系统控制产品介绍1、冷水机组系统管理控制器 CSM本项目采用冷水机组系统管理控制器来管理冷水机组的工作，该控制器是开利网络控制系统（I-VU）的有机组成部分，控制器内部采用高级智能控制算法，可以在不依靠较高层处理器的情况下，实现一个独立冷冻水供给源的复杂控制、监视和能源管理功能。主要功能： 优化系统的工作性能 自动启停冷冻机组 自动指定备用机组代替故障机组，并控制冷冻水出水温度 当出现机组供电系统出现故障，自动恢复系统的能量调节 平衡机组的运行时间，使各台机组的运行时间基本相等 机组的故障报警和报警记录的保存 依据冷冻水量实际需求，调节冷冻水系统压差旁通阀开度 降低冷冻机组的维护成本 支持机组的软启动，以降低启动时对机组电力系统的冲击 在所有时间段内，以合理的机组台数运行来匹配系统负荷 使机组以最大的工作效率运行，降低系统的运行能耗 冷冻水设定点复位，以匹配系统负荷 平衡机组的运行时间，延长机组的运行寿命 提高系统的工作效率 可以根据设定的运行时间表运行机组 在控制器内部根据开利机组的特点，已经定制好控制软件，以减少操作者对系统运行 程序的误操作2、SIM系列：冷机系统集成控制网关路由器本项目采用的SIM系列集成控制网关路由器是一款基于32位微处理器的超高性能及高速BACnet路由的多功能控制器，同时具有直接数字控制、路由及网关集成功能。SIM最多可连接6台MEx系列的输入/输出扩展控制器，对设备进行直接监视及控制，是目前先进的以太网网络层应用型控制器。另外可连接ME/M系列、SE系列及ZN系列控制器至管理层网络(即以太网)。支持I-VU/IP、I-VU/485、BACnet / IP、BACnet / Ethernet、BACnet / ARCnet 156 Kbps、BACnet / MS/TP、BACnet/PTP通讯协议。SIM可直接与开利I-VU控制系统及开利冷机进行通讯，而无须协议转换器。同时，SIM也可用于Modbus RTU 或 BACnet / MS/TP系统的集成网关。主要特点： 支持常规HVAC多设备集中控制能力。 高速10/100Base-T以太网提供了针对关键场所的控制应用支持。 支持高速10/100Base-T以太网，并作为BACnet/IP管理层网络与现场控制层网络之间的BACnet路由器。 现场控制层网络接口采用国际标准开放的BACnet协议，可基于高速ARCNET 156 Kbps 或BACnet MS/TP 网络通讯。 能够将数据由BACnet/IP路由至BACnet/Ethernet网络，以便兼容较早的BACnet系统。 支持I-VU/IP，I-VU/485直接与开利I-VU控制系统及开利冷机进行通讯，而无须协议转换器。 控制器上包括了一个扩展口，用于MEx系列的I/O扩展控制器，及早期的MX系列I/O扩展控制器。采用堆叠式或连接线扩展方式，最大可支持6台MEx系列I/O扩展控制器。 高速32位微处理器，带有Cache缓存、高速以太网控制器、32位高性能串行通讯协处理器、ARCNET网络通讯协处理器，以及CAN(Control Area Network)协处理器。ME-LGR具有完全能够胜任各类集成及通讯方面的能力。 具有16 MByte失电保护的SDRAM (32 bit )内存，可用于存放应用程序、趋势数据及其它数据。 具有8 MByte的FLASH闪存(32 bit )，便于通过网络进行产品升级。 具有失电保护的实时时钟功能，能够确保设备的真正独立运行。在失电恢复后能够保证设备的持续运行。 Rnet端口支持SP系列室内温度传感器以及BACview6现场操作面板，并且提供现场连接操作。同时也支持EIA-232的现场连接。 SIM具有完整的图形化编程功能，能够以对等(peer-to-peer)的方式与其它的ME系列、SE系列、ZN系列控制器通讯。图形化程序具有通用易懂，提供自动记录控制流程的功能。 坚固的铝制外壳设计提供了优异的性能和可靠性，最佳的电气及抗干扰能力。每个SIM最多可支持98个任意的ME/M系列、SE系列及ZN系列的控制器。对于超过98个控制器的网络，可以通过在以太网管理层网络中增加多个LGR、ME-LGR扩充，或者通过在现场控制层网络增加多个AAR网络扩展模块扩充。每个SIM最多可支持140个I-VU设备。系统具有足够的网络扩展能力。3、M系列控制器M系列控制器是开利I-VU群控系统的一部分，基于32位微处理器，具有独立运算能力，采用国际开放标准 BACnet 通讯协议，在ARCNET 156 Kbps 的网络上通讯，性能卓越。非常适用于多设备及群组控制场合。M系列控制器具备可扩展性，做为主板使用，可支持不同点数的MX系列I/O扩展控制器，进行监控点的扩充，最大可扩充至192个监控点。调整选择点的值，并使其更新值重新投入到控制运行主要特点： 支持常规HVAC多设备集中控制能力。 基于高速ARCNET 156 Kbps网络的BACnet通讯。 通用的图形化编程，自动记录控制程序流程。 坚固的铝制外壳设计提供了优异的性能和可靠性，最佳的电气及抗干扰能力。 可拆卸的接线螺丝端子，便于安装维护。 模块化设计，最大可扩充至192个监控点。 支持BACview6现场操作面板，并且提供现场连接操作。 高速32位微处理器，及ARCNET网络通讯协处理器。整个I-VU系统设计及产品制造都是采用当今世界最先进的技术，其系统性能和质量均达到世界一流水平，并且优于其他竞争者。I-VU管理系统是采用总线制的网络结构，系统中所有管理控制器都能够独立工作，不受中央工作站或其他控制器故障的影响。从而大大提高了整个管理系统的可靠性, 控制器均有CPU处理器进行数据处理,并且系统可对所有的控制器进行巡检，如有控制器中软件丢失，中央管理站可自动下载程序，保证了系统的运行可靠。系统还可以根据系统集成的相关要求完成的其他控制功能，如可以通过远端电话、大楼局域网及Internet进行对I-VU系统数据共享，处理判断。六. 开利控制系统近期项目清单序号项目地点项目名称机组类型1全国深国投商业中心全国集中采购（沃尔玛）30HXC*2或30HXC*3或19XR*32全国乐购连锁卖场全国集中采购19XR*2或30HXC*23全国德豪光电科技有限公司(芜湖、扬州、大连）19XR*684济南济南奥林匹克中心酒店19XR*2+30HXC*35广州广州长隆酒店二期19XR*56上海同济大学医学院动物实验室30XQ*47上海济南路8号地块西楼30RQ*58上海陆家嘴国际金融中心19XRD*6+19XR*39北京北京地铁4号线（20个站）30HXC*4010无锡中国电信无锡分公司国际数据中心19XR*511北京全国人大会议中心冷冻站改造工程30HXC*312深圳深圳大运会主体育场19XR*3+30XW*113佛山中洲中心二期19XR*4+30HXC*214上海上海轨道交通9号线（20个站）19XR*3+30HXC*2215上海上海庆春广场E地块16*3+30HXC*116杭州华润新鸿基万象城购物中心19XRD*2+19XR*417上海上海中国邮政大厦30XQ*618沈阳沈阳华润中心19XRD*2+19XR*4+30RB*219重庆重庆轻轨三号线（18个站）30HXC*3620上海上海港国际客运中心30HXC-HP*6+19XR*321大连大连期货大厦19XR*422上海新鸿基130地块30XQ*523北京中国人民银行721工程30XW*324广州广州国际体育演艺中心19XRV*525上海日月光国际商业广场19XR*9+30HXC*126北京北京长电智源光电子有限公司19XR*4+30HXC*227重庆上海城二期C区119XR*328上海期货交易所数据中心二期19XR*329北京英蓝国际金融中心19XR*330杭州杭州阿里巴巴软件园项目19XR*3+30XW*131北京301医院内科大楼19XR*632广州广州市天河体育中心综合改造项目19XR*533上海上海临港新城皇冠假日酒店19XR*334深圳深圳大运会中心体育馆30HXC*2+30RB*135合肥合肥置地国际广场16DNH*236深圳香港科大产学研大楼30HXC*337成都华电四川发电办公大楼30XW*438北京国航飞行训练基地19XR*339沈阳沈阳贸业城19XR*4+30XW*140苏州苏州工业园区档案管理中心项目30HXC-HP*341苏州苏州恒宇国际中心19XR*2+30HXC*142海南万宁福朋喜来登酒店19XR*2+30HXC*143榆树帝斯曼榆树工厂19XRD*3 七技术接口及其他要求7.1 系统安装要求1、管线安装要求1) 全部电缆需采用开利设计图纸中标注的线型，如网络通讯电缆（Beldon8723)、控制电缆、信号反馈电缆、电源电缆等。2) AC220V及以上的强电电缆必须与其它弱电电缆分开敷设。3) 所有进出I-VU控制箱的电缆必须标记电缆套管号，参照各项目的安装接线电缆表。4) 所有信号电缆屏蔽层应在I-VU控制箱内连接接地端子，每个I-VU控制箱应可靠接地。5) I-VU网络线必须走弱电线槽或电线管，电缆屏蔽层应连通，且只能在一处接地。6) 电线管、线槽桥架应横平竖直。过度盒、安装支架的间隔距离，金属软管的安装长度等应符合国家电气安装规范，确保牢固、易穿线和美观。电线管、线槽桥架的选型应确保有良好的防锈、防腐蚀性能。7) 线管、线槽的穿线数量要严格符合国家电气安装规范。8) 电线管、线槽必须可靠连接并接地。9) 线槽管路穿过防烟分区、防火分区、楼层时应在安装完毕后，用防火材料填充堵死。2、I-VU控制箱安装要求1) I-VU控制箱为挂墙式安装，避免倾斜，箱体底部距地面距离统一为1.3m。2) 所有弱电电缆从I-VU控制箱顶部接入箱体；所有强电电缆从I-VU控制箱底部接入箱体。3) I-VU控制箱必须安装在室内，避免安装在有大量粉尘、水雾的环境中。3、各类传感器安装及接线要求开利冷机群控系统中主要有水管温度传感器、水压力传感器等测量仪表需要安装。安装位置应能正确反映其性能的位置，便于调试和维护的地方，不同类型的传感器应按设计和