智能建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)工程情境4冷熱源系統(tǒng)的控制任務(wù)1冷凍站的工藝流程和控制復(fù)習(xí)回顧PAU的自控原理？AHU與PAU控制方案的異同？FCU的監(jiān)控管理？內(nèi)容提要5.1冷凍站工藝流程的認(rèn)知5.2冷凍站的控制5.3BAS對水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的監(jiān)控5.4冷水機(jī)組的群控5.5空調(diào)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制5.6空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的控制5.7熱源設(shè)備的控制引例下面是選自筑龍BBS機(jī)房群控、ba控制哪個更合適？”這一話題的討論。最近做一個酒店工程時遇到一個難題，對于冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔可以使用機(jī)組廠家專業(yè)的控制系統(tǒng)也就是機(jī)房群控，也可以由樓宇自控ba統(tǒng)一做控制，據(jù)說機(jī)房群控可以更好的控制參數(shù)，更有利于節(jié)能。哪位使用過機(jī)房群控或是比較了解的朋友請談?wù)勀銈兪窃趺醋龅?，那種方式更好些，造價(jià)上的差別會有多大，如果使用機(jī)房群控在機(jī)組招標(biāo)時需要提出那些具體要求，比如控制點(diǎn)位的要求等。機(jī)房群控與機(jī)組廠家有什么關(guān)系，不是所有的機(jī)組廠家都做這個方面的；一般機(jī)房群控也是自動控制廠家做的，機(jī)組廠家有的在做，但這也是屬于自動控制專業(yè)，機(jī)組廠家內(nèi)專有個研發(fā)或自控的部門做這個！如果由機(jī)組廠家做這個，只是對數(shù)據(jù)的采集能更專業(yè)一些，適合運(yùn)行人員的管理！但自控的設(shè)備都是外面采購的，自控不是很專業(yè)！我認(rèn)為樓宇自控統(tǒng)一做比較好，但需要設(shè)備廠家對自控協(xié)議要敞開，簽訂購買設(shè)備時一定要簽署通訊協(xié)議要敞開這一條，否則還會花錢！

專業(yè)的自控公司是首選…………

所謂冷機(jī)廠家做群控，無非是總包后再分包而已，

系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)只要完善了，其實(shí)根本無所謂誰的優(yōu)劣；

選好的硬件和軟件最根本，

調(diào)試則需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況，這點(diǎn)設(shè)備商是占優(yōu)的~~。我們這地方兩種都有，但都不好用，主要不管是群控也好BA自控也好，只是一種減少人力資源成本的投入而達(dá)到自動控制的目的，但是實(shí)際情況是，在主機(jī)房你還需有人值班，而且要專業(yè)人員不可，加上主機(jī)昂貴，設(shè)備眾多，運(yùn)行調(diào)試要花很多時間，因此，主機(jī)自控還不適合中國目前民營企業(yè)。但針對酒店來說，用BA比較好了，因?yàn)锽A功能強(qiáng)大，特別是對未端新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)有完善的控制和監(jiān)測功能，BA也能用照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等應(yīng)用。因此，在主機(jī)房建議使用監(jiān)測點(diǎn)，不要采用自動控制點(diǎn)，可留備用位置給以后擴(kuò)展，這樣費(fèi)用也少了。引例案例小結(jié)上述BBS要就冷熱源設(shè)備控制的實(shí)施方式做了討論。有主本身自帶的控制系統(tǒng)（即網(wǎng)友helloly所說的“機(jī)房群控”方式）來完成控制的。自帶的控制系統(tǒng)有其專業(yè)性的優(yōu)勢，比如“對制冷機(jī)的性能比較了解”，“對數(shù)據(jù)的采集能更專業(yè)一些”。有主BAS系統(tǒng)來實(shí)施機(jī)組控制的。BAS系統(tǒng)可以更好的實(shí)現(xiàn)集成，但前提是廠家“通訊協(xié)議要敞開”。也有認(rèn)為“在主機(jī)房建議使用監(jiān)測點(diǎn)，不要采用自動控制點(diǎn)”。這些觀點(diǎn)，后文將詳細(xì)介紹。5.1冷凍站工藝流程的認(rèn)知

5.1.1中央空調(diào)系統(tǒng)冷源概述冷熱源設(shè)備是HVAC的核心設(shè)備工藝復(fù)雜、節(jié)能技術(shù)手段豐富對這些設(shè)備的監(jiān)控質(zhì)量優(yōu)劣直接影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益冷熱源設(shè)備與水系統(tǒng)的節(jié)能控制是衡量BAS成功與否的關(guān)鍵因素之一。冷源的作用為中央空調(diào)在供冷時提供冷量的來源冷源有兩類：天然冷源一般是指深井水、山澗水等低的水可直接用水泵抽取供空調(diào)系統(tǒng)的噴水室、表冷器等空氣處理設(shè)備然后排放掉獲得較難人工冷源使用制冷設(shè)備以人工方法制取的冷量如，實(shí)際工程中的空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)中消耗能量最大的設(shè)備5.1.1中央空調(diào)系統(tǒng)冷源概述中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷源常稱為冷凍站所在的房間稱為冷凍機(jī)房冷凍站一般包括如下三個部分：冷水機(jī)組Chiller冷凍水分配系統(tǒng)（冷凍水系統(tǒng)）ChilledWaterDistributionSystem把冷凍水傳輸和分配到各末端用戶冷凍水將從各末端用戶吸收的熱量在蒸發(fā)器中傳遞給制冷劑冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（冷卻水系統(tǒng)）HeatRejectionSystem制冷劑吸收的熱量在冷凝器中傳遞給冷卻水冷卻水系統(tǒng)將熱量排放到大氣環(huán)境中5.1.1中央空調(diào)系統(tǒng)冷源概述冷水機(jī)組通常有：蒸氣壓縮式制冷機(jī)在空調(diào)系統(tǒng)中是應(yīng)用最廣泛的制冷設(shè)備以消耗電能作為補(bǔ)償，通常以氟利昂或氨為制冷劑吸收式制冷機(jī)吸收式制冷以消耗熱能作為補(bǔ)償以水為制冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑可以利用低位熱能和高水蓄冰制冷機(jī)組5.1.1中央空調(diào)系統(tǒng)冷源概述冷水機(jī)組通常有：蒸氣壓縮式制冷機(jī)吸收式制冷機(jī)(absorptionchillers)蓄冰制冷機(jī)組在中央空調(diào)中的應(yīng)用也越來越多基本思想：讓制冷設(shè)備在某著名企業(yè)低負(fù)荷時（夜間）工作制冰利用冰的融解熱(335kJ/kg)進(jìn)行蓄冷將冷量儲存在蓄冷器中在用電負(fù)荷的高峰期（白天）向空調(diào)系統(tǒng)供冷蓄冰制冷的作用可以調(diào)節(jié)某著名企業(yè)負(fù)荷起到削峰填谷、緩和供電緊用5.1.2冷水機(jī)組的工作原理制冷系統(tǒng)是指通過外能量的加入，實(shí)現(xiàn)熱量從低的物體(或空間)轉(zhuǎn)移到高的物體(或空間)的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。冷水機(jī)組把制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥等設(shè)備以及電氣控制設(shè)備組裝在一起，專門提供冷水的設(shè)備實(shí)際上就是一個制冷系統(tǒng)1.蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)(如膨脹閥、毛細(xì)管等)、蒸發(fā)器制冷工質(zhì)，即制冷劑5.1.2冷水機(jī)組的工作原理2.吸收式制冷系統(tǒng)工作原理吸收式制冷與壓縮式制冷的比較相同點(diǎn)：都是利用低壓制冷劑的蒸發(fā)產(chǎn)生的汽化潛熱進(jìn)行制冷區(qū)別：壓縮式制冷以電為能源而吸收式制冷以熱為能源溴化鋰制冷的適用范圍不如壓縮式制冷吸收式制冷的制冷工質(zhì)通常是溴化鋰水溶液水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑蒸發(fā)低于0℃民用建筑的空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)冷水的常為6～7℃，因此還是比較容的。5.1.2冷水機(jī)組的工作原理吸收式制冷系統(tǒng)的工藝流程5.1.2冷水機(jī)組的工作原理3.制冷機(jī)的性能系數(shù)COP把制冷機(jī)作為一個系統(tǒng)輸入該系統(tǒng)的能量包括壓縮功w和蒸發(fā)吸熱量q0，輸出的能量為qk

在制冷循環(huán)中，把單位質(zhì)量制冷量q0與單位質(zhì)量絕熱壓縮功w之比稱為制冷機(jī)的性能系數(shù)（CoefficientofPerformance，COP）COP是針對空調(diào)設(shè)備節(jié)能的評價(jià)指標(biāo)COP越大=>產(chǎn)生同等冷量的功耗越少制冷機(jī)的COP一般都大于1通常介于2.5~7.0之間5.1.2冷水機(jī)組的工作原理如何提高制冷機(jī)的COP？（1）COP與冷凝、蒸發(fā)關(guān)冷凝越低越好，而蒸發(fā)越高越好=>可降低制冷劑在冷凝器和蒸發(fā)器中的壓差=>降低壓縮機(jī)功耗在正?？照{(diào)工況下，冷凝降低1℃或蒸發(fā)升高1℃=>系統(tǒng)的COP能提高1.5％～2.5％左右但是，冷凝蒸發(fā)有限值的制冷機(jī)的運(yùn)行對冷凝最低要求最高蒸發(fā)系統(tǒng)的要求及空調(diào)末端運(yùn)行條件的限制（2）COP還與制冷量有關(guān)制冷量變化會=>壓縮機(jī)工作負(fù)荷的變化=>壓縮機(jī)效率隨之變化一般來說，在相同蒸發(fā)冷凝單級壓縮制冷機(jī)在高負(fù)荷時的效率比在低負(fù)荷時要高離心式制冷機(jī)在制冷量約為80％～85％時，其COP最高5.1.3某冷凍站的運(yùn)行流程分析某冷凍站工藝流程如圖5.11所示5.1.3某冷凍站的運(yùn)行流程分析組成：3臺冷水機(jī)組據(jù)建筑冷負(fù)荷的情況選擇運(yùn)行臺數(shù)冷卻水系統(tǒng)組成3臺冷卻塔3臺冷卻水循環(huán)泵管道系統(tǒng)作用：向冷水機(jī)組的冷凝器提供冷卻水冷凍水系統(tǒng)組成：冷凍水循環(huán)泵集水器、分水器管道系統(tǒng)作用：把蒸發(fā)器提供的冷量傳送到冷水用戶如，空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管等5.1.3某冷凍站的運(yùn)行流程分析工藝流程熱工過程？熱量如何傳遞？開啟順序：先啟動外圍設(shè)備，最后啟動核心設(shè)備外圍設(shè)備：包括冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的閥門和水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)保證冷凝器和蒸發(fā)器中有一定的水量流過否則會造成制冷機(jī)高壓超高、低壓過低，引起電機(jī)過流，造成機(jī)組損害核心設(shè)備：冷水機(jī)組停機(jī)順序？冷水機(jī)組都隨機(jī)攜帶有水流開關(guān)水流開關(guān)的電氣接線：串聯(lián)在制冷機(jī)啟動回路上，起到流量保護(hù)作用5.1.4冷凍站機(jī)電設(shè)備的啟停順序冷水機(jī)組是空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備冷凍站機(jī)電設(shè)備包括哪些？冷水機(jī)組、相應(yīng)的冷凍水泵、開關(guān)蝶閥、冷卻塔、冷卻水泵等1.冷凍站機(jī)電設(shè)備間的電氣聯(lián)鎖目的：保證整個系統(tǒng)安全運(yùn)行在啟動或停止的過程中冷水機(jī)組應(yīng)與相應(yīng)的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等電氣聯(lián)鎖只有所有附屬設(shè)備正常運(yùn)行后，冷水機(jī)組才能起動；而停車時的順序則相反，應(yīng)是冷水機(jī)組優(yōu)先停車當(dāng)有多臺冷水機(jī)組并聯(lián)且在水管路中泵與冷水機(jī)組不是一一對應(yīng)連接時，則冷水機(jī)組冷凍水和冷卻水接管上應(yīng)設(shè)有電動蝶閥以使冷水機(jī)組與水泵的運(yùn)行能一一對應(yīng)進(jìn)行該電動蝶閥應(yīng)參加上述聯(lián)鎖5.1.4冷凍站機(jī)電設(shè)備的啟停順序2.冷凍站機(jī)電設(shè)備啟停的邏輯順序時間假日程序控制按照事先編制的時間假日程序控制每次啟停的邏輯順序控制開啟順序：冷卻塔=>冷卻水循環(huán)系統(tǒng)=>冷凍水循環(huán)系統(tǒng)=>冷水機(jī)組注：冷水機(jī)組啟動前須確保：冷凍水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)均已啟動停機(jī)順序：與上述相反這些功能都需要BAS來實(shí)現(xiàn)。5.2冷凍站的控制概述

5.2.1BAS對冷凍站控制的思路冷熱源監(jiān)控的特點(diǎn)大多數(shù)冷熱源機(jī)組均帶有廠家成套的自動控制裝置系統(tǒng)本身能獨(dú)立完成機(jī)組監(jiān)控與能量調(diào)節(jié)的功能留有與外界的通信接口機(jī)組運(yùn)行一般不由BAS監(jiān)控，而由其自帶的控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)當(dāng)與BAS系統(tǒng)相連時，需考慮機(jī)組成套控制系統(tǒng)包含哪些監(jiān)控功能如何與BAS進(jìn)行數(shù)據(jù)通信冷熱源機(jī)組提供的通信接口形式通常有兩種：一種為總線通信接口如：RS232／RS485／LonWork／Bet可以實(shí)現(xiàn)BAS與主機(jī)的完全通信一種為干觸點(diǎn)接口只能接受外部啟?？刂?，向外輸出報(bào)警信號等，功能相對簡單思考：當(dāng)主機(jī)自帶控制系統(tǒng)與BAS通信接口不一致時，怎么辦？5.2.1BAS對冷凍站控制的思路BAS與設(shè)備自帶控制系統(tǒng)的通信關(guān)系處理做法1：BAS不與機(jī)組的控制器通信做法2：BAS采用機(jī)組制造商提供的管理系統(tǒng)做法3：BAS與冷源主機(jī)通信實(shí)際工程中，BAS對成套設(shè)備的監(jiān)控一般是以“只監(jiān)不控”為主5.2.1BAS對冷凍站控制的思路做法1：BAS不與機(jī)組的控制器通信BAS另外在冷凍水、冷卻水管路上安裝水器，流量傳感器，在配電箱中通過交流接觸器輔助觸頭、熱繼電器觸點(diǎn)等方式取得這些主機(jī)的工作狀態(tài)參數(shù)，通過端子排或交流接觸器控制設(shè)備的啟停BAS不能深入到主機(jī)，對其運(yùn)行參數(shù)無法檢測如壓縮機(jī)吸排氣的壓力、潤滑油壓力和油冷熱源機(jī)房還必須有人專門值守主機(jī)設(shè)備不能放心地交由BAS管理5.2.1BAS對冷凍站控制的思路做法2：BAS采用機(jī)組制造商提供的管理系統(tǒng)冷熱源設(shè)備廠商提供的管理系統(tǒng)能夠監(jiān)控和管理冷凍站或鍋爐房內(nèi)的全部設(shè)備是一個獨(dú)立的冷熱源監(jiān)控管理系統(tǒng)這種方式可提高控制系統(tǒng)的可靠性和簡便性從整個中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化的角度看該系統(tǒng)僅關(guān)注冷凍站（或鍋爐房）內(nèi)的水壓以及水化不能完全反映系統(tǒng)的特性而HVAC還與空調(diào)水系統(tǒng)有關(guān)節(jié)能控制效果仍然是可觀的，仍不失為一種上佳的選擇方案5.2.1BAS對冷凍站控制的思路做法2示例：YORK公司的冷水機(jī)組自帶監(jiān)控系統(tǒng)ISNTM

：ISN——IntegratedSystemsNetworksBAS通過YORKTalk譯碼器與冷凍機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)ISN相連，實(shí)現(xiàn)通信=>BAS讀取ISN系統(tǒng)的所有信息，同時也可通過YORKTalk實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的啟停等控制。ISN實(shí)現(xiàn)的功能⑴基本參數(shù)的測量⑵基本的能量調(diào)節(jié)⑶冷凍系統(tǒng)的全面調(diào)節(jié)與控制5.2.1BAS對冷凍站控制的思路做法3：BAS與機(jī)組自帶控制系統(tǒng)通信設(shè)想若各設(shè)備之間的通信協(xié)議統(tǒng)一，則可實(shí)現(xiàn)大樓內(nèi)的各種機(jī)電設(shè)備無縫的連接。=>BAS與機(jī)組的通信=>Bet協(xié)議由ASHRAE學(xué)會制定ASHRAE：American

SocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers，美國采暖通風(fēng)空調(diào)制冷工程師學(xué)會其目的是解決建筑物各種機(jī)電設(shè)備的互連問題尚在推廣中，但尚未得到廣泛應(yīng)用今后的趨勢實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的統(tǒng)一是發(fā)展方向5.2.2冷凍站監(jiān)控實(shí)例圖5.11是一典型的采用壓縮式制冷的冷源系統(tǒng)(冷凍站)，監(jiān)控設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5.13所示。5.2.2冷凍站監(jiān)控實(shí)例1.受控對象的工藝流程分析該冷凍站工藝流程分析參見5.1.3節(jié)。2.監(jiān)控需求分析一般根據(jù)業(yè)主的需求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行BAS監(jiān)控的需求分析。該系統(tǒng)的監(jiān)控要求有如下目的和功能。1)壓縮式制冷系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控的目的①保證冷凍機(jī)蒸發(fā)器通過穩(wěn)定的水量以使其正常工作；②向空調(diào)冷凍水用戶提供足夠的水量以滿足使用要求；③在滿足使用要求的前提下，盡可能提高供水，從而提高機(jī)組的COP值，同時減少系統(tǒng)的冷量損失，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2)壓縮式制冷系統(tǒng)的監(jiān)控功能①啟停控制和運(yùn)行狀態(tài)顯示；②冷凍水進(jìn)出口、壓力測量；③冷卻水進(jìn)出口、壓力測量；④過載報(bào)警；⑤水流量測量及冷量記錄；⑥運(yùn)行時間和啟動次數(shù)記錄；⑦制冷系統(tǒng)啟?？刂瞥绦虻脑O(shè)定；⑧冷凍水旁通閥壓差控制；⑨冷凍水設(shè)定；⑩臺數(shù)控制；(11)制冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)應(yīng)留有通信接口。5.2.2冷凍站監(jiān)控實(shí)例3.壓縮式制冷系統(tǒng)的監(jiān)控策略分析冷水機(jī)組帶有自帶控