课件13冷冻站的工艺流程和控制

智能建筑设备自动化系统工程情境4冷热源系统的控制任务1冷冻站的工艺流程和控制复习回顾PAU的自控原理？AHU与PAU控制方案的异同？FCU的监控管理？内容提要5.1冷冻站工艺流程的认知5.2冷冻站的控制5.3BAS对水泵、风机等设备的监控5.4冷水机组的群控5.5空调冷冻水循环系统的控制5.6空调冷却水系统的控制5.7热源设备的控制引例下面是选自筑龙BBS机房群控、ba控制哪个更合适？”这一话题的讨论。最近做一个酒店工程时遇到一个难题，对于冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔可以使用机组厂家专业的控制系统也就是机房群控，也可以由楼宇自控ba统一做控制，据说机房群控可以更好的控制参数，更有利于节能。哪位使用过机房群控或是比较了解的朋友请谈谈你们是怎么做得，那种方式更好些，造价上的差别会有多大，如果使用机房群控在机组招标时需要提出那些具体要求，比如控制点位的要求等。机房群控与机组厂家有什么关系，不是所有的机组厂家都做这个方面的；一般机房群控也是自动控制厂家做的，机组厂家有的在做，但这也是属于自动控制专业，机组厂家内专有个研发或自控的部门做这个！如果由机组厂家做这个，只是对数据的采集能更专业一些，适合运行人员的管理！但自控的设备都是外面采购的，自控不是很专业！我认为楼宇自控统一做比较好，但需要设备厂家对自控协议要敞开，签订购买设备时一定要签署通讯协议要敞开这一条，否则还会花钱！

专业的自控公司是首选…………

所谓冷机厂家做群控，无非是总包后再分包而已，

系统深化设计只要完善了，其实根本无所谓谁的优劣；

选好的硬件和软件最根本，

调试则需要结合实际运行工况，这点设备商是占优的~~。我们这地方两种都有，但都不好用，主要不管是群控也好BA自控也好，只是一种减少人力资源成本的投入而达到自动控制的目的，但是实际情况是，在主机房你还需有人值班，而且要专业人员不可，加上主机昂贵，设备众多，运行调试要花很多时间，因此，主机自控还不适合中国目前民营企业。但针对酒店来说，用BA比较好了，因为BA功能强大，特别是对未端新风机组系统有完善的控制和监测功能，BA也能用照明系统、给排水系统、电梯系统等应用。因此，在主机房建议使用监测点，不要采用自动控制点，可留备用位置给以后扩展，这样费用也少了。引例案例小结上述BBS要就冷热源设备控制的实施方式做了讨论。有主本身自带的控制系统（即网友helloly所说的“机房群控”方式）来完成控制的。自带的控制系统有其专业性的优势，比如“对制冷机的性能比较了解”，“对数据的采集能更专业一些”。有主BAS系统来实施机组控制的。BAS系统可以更好的实现集成，但前提是厂家“通讯协议要敞开”。也有认为“在主机房建议使用监测点，不要采用自动控制点”。这些观点，后文将详细介绍。5.1冷冻站工艺流程的认知

5.1.1中央空调系统冷源概述冷热源设备是HVAC的核心设备工艺复杂、节能技术手段丰富对这些设备的监控质量优劣直接影响运行经济效益冷热源设备与水系统的节能控制是衡量BAS成功与否的关键因素之一。冷源的作用为中央空调在供冷时提供冷量的来源冷源有两类：天然冷源一般是指深井水、山涧水等低的水可直接用水泵抽取供空调系统的喷水室、表冷器等空气处理设备然后排放掉获得较难人工冷源使用制冷设备以人工方法制取的冷量如，实际工程中的空调系统制冷机是空调系统中消耗能量最大的设备5.1.1中央空调系统冷源概述中央空调系统中的冷源常称为冷冻站所在的房间称为冷冻机房冷冻站一般包括如下三个部分：冷水机组Chiller冷冻水分配系统（冷冻水系统）ChilledWaterDistributionSystem把冷冻水传输和分配到各末端用户冷冻水将从各末端用户吸收的热量在蒸发器中传递给制冷剂冷却水循环系统（冷却水系统）HeatRejectionSystem制冷剂吸收的热量在冷凝器中传递给冷却水冷却水系统将热量排放到大气环境中5.1.1中央空调系统冷源概述冷水机组通常有：蒸气压缩式制冷机在空调系统中是应用最广泛的制冷设备以消耗电能作为补偿，通常以氟利昂或氨为制冷剂吸收式制冷机吸收式制冷以消耗热能作为补偿以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂可以利用低位热能和高水蓄冰制冷机组5.1.1中央空调系统冷源概述冷水机组通常有：蒸气压缩式制冷机吸收式制冷机(absorptionchillers)蓄冰制冷机组在中央空调中的应用也越来越多基本思想：让制冷设备在某著名企业低负荷时（夜间）工作制冰利用冰的融解热(335kJ/kg)进行蓄冷将冷量储存在蓄冷器中在用电负荷的高峰期（白天）向空调系统供冷蓄冰制冷的作用可以调节某著名企业负荷起到削峰填谷、缓和供电紧用5.1.2冷水机组的工作原理制冷系统是指通过外能量的加入，实现热量从低的物体(或空间)转移到高的物体(或空间)的能量转换系统。冷水机组把制冷系统中的压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀等设备以及电气控制设备组装在一起，专门提供冷水的设备实际上就是一个制冷系统1.蒸气压缩式制冷系统工作原理蒸气压缩式制冷系统的组成压缩机、冷凝器、节流机构(如膨胀阀、毛细管等)、蒸发器制冷工质，即制冷剂5.1.2冷水机组的工作原理2.吸收式制冷系统工作原理吸收式制冷与压缩式制冷的比较相同点：都是利用低压制冷剂的蒸发产生的汽化潜热进行制冷区别：压缩式制冷以电为能源而吸收式制冷以热为能源溴化锂制冷的适用范围不如压缩式制冷吸收式制冷的制冷工质通常是溴化锂水溶液水为制冷剂，溴化锂为吸收剂蒸发低于0℃民用建筑的空调系统中，空调冷水的常为6～7℃，因此还是比较容的。5.1.2冷水机组的工作原理吸收式制冷系统的工艺流程5.1.2冷水机组的工作原理3.制冷机的性能系数COP把制冷机作为一个系统输入该系统的能量包括压缩功w和蒸发吸热量q0，输出的能量为qk

在制冷循环中，把单位质量制冷量q0与单位质量绝热压缩功w之比称为制冷机的性能系数（CoefficientofPerformance，COP）COP是针对空调设备节能的评价指标COP越大=>产生同等冷量的功耗越少制冷机的COP一般都大于1通常介于2.5~7.0之间5.1.2冷水机组的工作原理如何提高制冷机的COP？（1）COP与冷凝、蒸发关冷凝越低越好，而蒸发越高越好=>可降低制冷剂在冷凝器和蒸发器中的压差=>降低压缩机功耗在正常空调工况下，冷凝降低1℃或蒸发升高1℃=>系统的COP能提高1.5％～2.5％左右但是，冷凝蒸发有限值的制冷机的运行对冷凝最低要求最高蒸发系统的要求及空调末端运行条件的限制（2）COP还与制冷量有关制冷量变化会=>压缩机工作负荷的变化=>压缩机效率随之变化一般来说，在相同蒸发冷凝单级压缩制冷机在高负荷时的效率比在低负荷时要高离心式制冷机在制冷量约为80％～85％时，其COP最高5.1.3某冷冻站的运行流程分析某冷冻站工艺流程如图5.11所示5.1.3某冷冻站的运行流程分析组成：3台冷水机组据建筑冷负荷的情况选择运行台数冷却水系统组成3台冷却塔3台冷却水循环泵管道系统作用：向冷水机组的冷凝器提供冷却水冷冻水系统组成：冷冻水循环泵集水器、分水器管道系统作用：把蒸发器提供的冷量传送到冷水用户如，空调机组和风机盘管等5.1.3某冷冻站的运行流程分析工艺流程热工过程？热量如何传递？开启顺序：先启动外围设备，最后启动核心设备外围设备：包括冷却水和冷冻水系统的阀门和水泵、冷却塔风机保证冷凝器和蒸发器中有一定的水量流过否则会造成制冷机高压超高、低压过低，引起电机过流，造成机组损害核心设备：冷水机组停机顺序？冷水机组都随机携带有水流开关水流开关的电气接线：串联在制冷机启动回路上，起到流量保护作用5.1.4冷冻站机电设备的启停顺序冷水机组是空调系统的核心设备冷冻站机电设备包括哪些？冷水机组、相应的冷冻水泵、开关蝶阀、冷却塔、冷却水泵等1.冷冻站机电设备间的电气联锁目的：保证整个系统安全运行在启动或停止的过程中冷水机组应与相应的冷冻泵、冷却泵、冷却塔等电气联锁只有所有附属设备正常运行后，冷水机组才能起动；而停车时的顺序则相反，应是冷水机组优先停车当有多台冷水机组并联且在水管路中泵与冷水机组不是一一对应连接时，则冷水机组冷冻水和冷却水接管上应设有电动蝶阀以使冷水机组与水泵的运行能一一对应进行该电动蝶阀应参加上述联锁5.1.4冷冻站机电设备的启停顺序2.冷冻站机电设备启停的逻辑顺序时间假日程序控制按照事先编制的时间假日程序控制每次启停的逻辑顺序控制开启顺序：冷却塔=>冷却水循环系统=>冷冻水循环系统=>冷水机组注：冷水机组启动前须确保：冷冻水、冷却水循环系统均已启动停机顺序：与上述相反这些功能都需要BAS来实现。5.2冷冻站的控制概述

5.2.1BAS对冷冻站控制的思路冷热源监控的特点大多数冷热源机组均带有厂家成套的自动控制装置系统本身能独立完成机组监控与能量调节的功能留有与外界的通信接口机组运行一般不由BAS监控，而由其自带的控制系统负责当与BAS系统相连时，需考虑机组成套控制系统包含哪些监控功能如何与BAS进行数据通信冷热源机组提供的通信接口形式通常有两种：一种为总线通信接口如：RS232／RS485／LonWork／Bet可以实现BAS与主机的完全通信一种为干触点接口只能接受外部启停控制，向外输出报警信号等，功能相对简单思考：当主机自带控制系统与BAS通信接口不一致时，怎么办？5.2.1BAS对冷冻站控制的思路BAS与设备自带控制系统的通信关系处理做法1：BAS不与机组的控制器通信做法2：BAS采用机组制造商提供的管理系统做法3：BAS与冷源主机通信实际工程中，BAS对成套设备的监控一般是以“只监不控”为主5.2.1BAS对冷冻站控制的思路做法1：BAS不与机组的控制器通信BAS另外在冷冻水、冷却水管路上安装水器，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BAS不能深入到主机，对其运行参数无法检测如压缩机吸排气的压力、润滑油压力和油冷热源机房还必须有人专门值守主机设备不能放心地交由BAS管理5.2.1BAS对冷冻站控制的思路做法2：BAS采用机组制造商提供的管理系统冷热源设备厂商提供的管理系统能够监控和管理冷冻站或锅炉房内的全部设备是一个独立的冷热源监控管理系统这种方式可提高控制系统的可靠性和简便性从整个中央空调系统优化的角度看该系统仅关注冷冻站（或锅炉房）内的水压以及水化不能完全反映系统的特性而HVAC还与空调水系统有关节能控制效果仍然是可观的，仍不失为一种上佳的选择方案5.2.1BAS对冷冻站控制的思路做法2示例：YORK公司的冷水机组自带监控系统ISNTM

：ISN——IntegratedSystemsNetworksBAS通过YORKTalk译码器与冷冻机监控系统ISN相连，实现通信=>BAS读取ISN系统的所有信息，同时也可通过YORKTalk实现对机组的启停等控制。ISN实现的功能⑴基本参数的测量⑵基本的能量调节⑶冷冻系统的全面调节与控制5.2.1BAS对冷冻站控制的思路做法3：BAS与机组自带控制系统通信设想若各设备之间的通信协议统一，则可实现大楼内的各种机电设备无缝的连接。=>BAS与机组的通信=>Bet协议由ASHRAE学会制定ASHRAE：American

SocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers，美国采暖通风空调制冷工程师学会其目的是解决建筑物各种机电设备的互连问题尚在推广中，但尚未得到广泛应用今后的趋势实现通信协议的统一是发展方向5.2.2冷冻站监控实例图5.11是一典型的采用压缩式制冷的冷源系统(冷冻站)，监控设计结果如图5.13所示。5.2.2冷冻站监控实例1.受控对象的工艺流程分析该冷冻站工艺流程分析参见5.1.3节。2.监控需求分析一般根据业主的需求和相关标准进行BAS监控的需求分析。该系统的监控要求有如下目的和功能。1)压缩式制冷系统实行监控的目的①保证冷冻机蒸发器通过稳定的水量以使其正常工作；②向空调冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求；③在满足使用要求的前提下，尽可能提高供水，从而提高机组的COP值，同时减少系统的冷量损失，实现系统的经济运行。2)压缩式制冷系统的监控功能①启停控制和运行状态显示；②冷冻水进出口、压力测量；③冷却水进出口、压力测量；④过载报警；⑤水流量测量及冷量记录；⑥运行时间和启动次数记录；⑦制冷系统启停控制程序的设定；⑧冷冻水旁通阀压差控制；⑨冷冻水设定；⑩台数控制；(11)制冷系统的控制系统应留有通信接口。5.2.2冷冻站监控实例3.压缩式制冷系统的监控策略分析冷水机组带有自带控