廊坊联通水冷系统群控说明.docx
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廊坊联通水冷系统群控说明
中国联通华北（廊坊）数据机房
水冷系统控制说明
此自控功能说明,适用于：
水冷系统
A.PlantSchematic/自控原理图
B.Founction/自控功能
1
群控命令
功能描述：
操作员在操作站上手动设置群控命令：
检修、启用.启用时，才执行如下逻辑.
2
运行模式
功能描述：
依据室外的湿球温度判断运行模式，分2种：
节能模式,制冷模式（系统默认为此）.
自然冷源模式：
室外湿球温度≤湿球温度设定值（默认2℃）时,操作站弹出“自然冷源模式即将启动”提示信息,操作员一旦发现此信息,可通过模式选择按钮,选择进入自然冷源模式或屏蔽自然冷源模式,如操作员30分钟未响应,系统将自动进入自然冷源模式.
冷机冷源模式：
室外湿球温度回升至≥湿球温度设定值（默认2℃）+2℃,操作站弹出“冷机冷源模式即将启动”提示信息,操作员一旦发现此信息,可通过模式选择按钮,选择进入冷机冷源模式或屏蔽冷机冷源模式,如操作员30分钟未响应,系统将冷机冷源模式.
蓄冷池冷源模式：
蓄冷池冷源模式的激活与关闭取决于小负荷、冷机冷源转换自然冷源、自然冷源转换冷机源三种触发条件。
蓄冷池冷源模式激活后“蓄冷功能区”的蓄冷模式启动，由“制冷功能区”向“蓄冷功能区”蓄存冷源，待蓄冷完毕后，转为释冷模式。
释放冷模式启动后“蓄冷功能区”向“冬季节能板换功能区”提供一次冷冻水，由“冬季节能板换功能区”与“冷冻功能区”完成二次冷冻水的交换。
（小负荷触发的蓄冷池冷源模式下：
“蓄冷功能区”，将处于一用一备的交替工作区间，自然冷源触发的蓄冷蓄冷池冷源模式下：
“蓄冷功能区”，将处于同时使用的工作情况.
1小负荷：
离心式冷冻机组，系统负荷过低时无法满足冷冻机开启要求，需要以蓄冷池为负荷载体，向蓄冷池储存冷源，由蓄冷池作为冷源向冷冻系统供冷.
开启条件1：
系统负荷≤单台冷冻机的制冷量的45％（2625*0.45≈1200kw）
关闭条件1：
系统负荷≥单台冷冻机的制冷量的65％（2625*0.65≈1300kw）
2冷机冷源转换至自然冷源：
系统冷源交接过程中，自然冷源制出6℃的冷冻水需要一定的周期，那么在此过程中，由蓄冷池作为冷源向冷冻系统供冷，自然转换至冷机冷源，需要待冷却水进水温度达到制冷条件（默认6℃）时，方可关闭蓄冷池冷源.
开启条件2：
自然冷源模式激活累计时间≤30分钟（可调）
关闭条件2：
冷却水干管进水温度≤6℃（可调）
3自然冷源转换至冷机冷源：
系统冷源交接过程中，冷机冷源启动需要一定物理条件（既当温度升至开机设定值默认32℃），此间隙段内，属于冷源的真空期，因此需要蓄冷池冷源投入使用.待制冷机组使用数量达到设定值（默认4）要求时，方可关闭蓄冷池冷源模式.
开启条件3:
冷机冷源模式激活累计时间≤30分钟（可调）
关闭条件3:
冷机冷源模式激活累计时间≥60分钟且冷冻机启动数量＝设定值（默认是4，系统启用初期,负荷过低，启动数量有可能会少些）.
辅助加热功能模式：
自然冷源转换至冷机冷源的过程中，由于冷却水进水温度达不到冷冻机开机需求故，需要由辅助加热功能区提升冷却水进水温度，使冷冻机达到开启的无力条件.
开启条件：
冷机冷源模式下冷却水干管进水温度≤32℃（可调）
关闭条件：
冷机冷源模式下冷却水干管进水温度≥33℃（可调）
3
设备的功能区与组
功能描述:
本系统由10种功能区组成,而每个功能区由
1制冷功能区设备组成如下：
1#~2#制冷组:
1#~2#制冷机、相关阀门及传感器（常规制冷组）
3#~5#制冷组:
3#~5#制冷机、相关阀门及传感器（含蓄冷功能）
2分集水器功能区:
通过监测集水器主管出水温度及流量计算出系统的负荷需求，并通过该负荷参数控制“制冷功能区”的制冷组的启动数量，并通过监测进出水旁通管路的压差控制压力平衡阀（VP03），以使水系统平衡.设备组成如下：
分水器A：
主管出水温度及压力组成.
集水器A：
支管进水温度、压力及主管出水温度流量组成.
分水器B：
主管出水温度及压力组成.
集水器B：
支管进水温度、压力及主管出水温度流量组成.
冷冻水干管旁通管路：
进出水压力及旁通调节阀
膨胀水箱：
VD1、VD2手动检修阀门.
3冷冻功能区：
1~5#冷冻水泵组：
1#~5#冷冻水泵及相关传感器
冷冻水补水组：
水箱高低液位及进水阀门
4冷却功能区：
并依据通过控制干管进出水阀门实现，自然冷源及冷机冷源模式切换.
1~5#冷却水泵组：
1#~5#冷却水泵及相关传感器组成
冷却水干管:
冷却水干管进出水阀门（VJ5~7a/b及VQ16a/b、VG1、VG2）组成
5冷却水辅助功能区：
1用1备，于自然冷源切换至冷机冷源时使用，用于使冷机冷却水进水升温至开启冷机的需求值，以使用冷机的蓄冷功能及制冷功能~
1~2#冷却水辅助循环泵组:
1~2#冷却水辅助水泵及相关传感器组成
1~2#冷却水辅助电加热组:
1~2#冷却水辅助电加热及相关传感器组成
6软化水功能区:
由软化水循环泵依据屋顶水环热泵补水箱及冷冻水补水箱的进水阀门开启情况，以1用1备的方式启停工作.
1#~2#软化水补水泵组:
1~2#软化水补水泵及相关传感器组成
软化水箱组：
由软化水箱高低液位组成
软化水机组：
由软化水机组相关点位及传感器组成
7蓄冷功能区：
1~2#蓄冷池组（1~2#蓄冷池及由温度、水位、蓄冷、释冷进出水阀门组成）
1~4#释冷泵组（1~4#释冷泵及温度、水位、蓄冷、释冷进出水阀门组成）
1~2#蓄冷泵组
1~4#释冷泵组（1~4#释冷泵及进出水压力组成）
主管路释冷阀门组（VX15A/B阀门）
8冬季节能板换功能区：
1~4节能板换组：
由一次及二次进出水压力、温度、过滤器压差报警组成
一次水干管组：
由一次水干管进出水阀门组成
9水环热泵功能区：
1~2#水环换热器组：
由1~2#水环换热器一次阀门及一二次进出水温度压力组成
1~2#水环热泵一次泵组：
由1~2#水环热泵一次泵及进出水压力、过滤器组成
1~2#水环热泵电加热组：
由1~2#水环热泵电加热及进出水压力组成。
一次主管路组：
由一次进出水主管路阀门组成
二次主管路组：
由二次出水温度及主管路、旁通阀门组成
10冷却塔功能区：
1~5#冷却塔组：
由A、B冷却塔风扇及进出水阀门、水盘温度、液位、电伴热组成.
1冷却塔干管：
进出水温度、主管路阀门、旁通阀门组成.
4
故障报警
功能描述：
报警共分为四个层次设备报警→组报警→功能区报警→群控系统停机报警
设备报警:
设备报警由两种形式组成,一种是取自强电设备的硬接点、
1:
热继电器故障：
设备电机运行电流过大,检查报警设备电机.（信号取自强电柜）
另一种是由控制程序结合硬件点计算出的.
2:
未启动报警：
启动命令发出,30秒没收到相应运行信号报警触发.（信号取自强电柜）
3:
冷冻机故障报警:
冷机输出信号,需查看冷冻机控制面板解决相应故障报警,冷冻机报警后将弹出提示框.（信号取自冷机控制柜）
4:
阀门未开启报警:
阀门启动命令发出,300秒没收到相应开启状态报警触发（信号取自阀体）
组报警:
如“设备的功能区与组”中所示,“组”中的任意设备报警,组报警触发.
功能区报警:
如“功能区”中的组均报警,“功能区”报警触发.
群控系统停机报警:
制冷、冷冻、冷却、这四个功能区中任何一个功能区报警触发,群控系统将失去制冷功能,群控系统停机故障报警触发.
5
轮换器（启动顺序计算）
功能描述：
依据设备累计时间与设备运行状态,判断出设备的启动顺序.
运行时间累计：
1:
总的运行时间：
累计各台、冷却塔及冷冻冷冻机泵、冷却泵的运行时间（可通过复位按钮复位设备的累计时间）,作为各组设备的累计时间，每次启动均以最少为依据，用于组启动的顺序判断.
2:
启动/备用设备概念:
系统将未运行的设备组视为备用组
系统将已运行的设备组视为启动组
3:
启动顺序计算：
依据运行时间累计值,以冷却塔及冷冻冷冻机泵、冷却泵时间为基础计算出每个设备组的启动顺序,并赋予每组一个唯一的启动顺序（1~5）.
备用组最小启动顺序判断：
依据启动顺序与运行状态间的关系,判断出备用组中的“最小的启动顺序”以实现启动条件（常规启动条件、加载启动条件、故障启动条件）触发后,启动备用组中“最小的启动顺序”的设备.
启动组最大启动顺序判断：
依据启动顺序与运行状态间的关系,判断出启动组中的“最大的启动顺序”以实现减载条件触发后,关闭启动设备中“最大的启动顺序”的设备组.
手动及故障过滤：
设备故障报警或转换开关处于手动,系统,直接将该设备的赋予该设备3#启动顺序,其它设备的启动顺序也将前移.
运行时间复位：
可通过运行时间复位按钮清零各设备累计时间.
6
手动过滤
功能描述：
如：
1#设备组＜2#设备组＜3#设备组＜4#设备组＜5#设备组累计时间,且1#处于手动状态,系统将优先启动2#设备
7
故障轮换
功能描述：
如：
1#设备出现故障,2#、3#、4#、5#累计时间较短设备组将启动.
8
开/关条件：
功能描述:
以下为系统的开启条件与关闭条件.
常规开启条件：
群控命令启动、群控系统停机故障正常.
常规关闭条件:
群控命令关闭、群控系统停机故障报警.
加载开启条件：
冷机制冷模式加载开启条件:
冷冻机电流百分比≥电流百分比加载设定值（默认80％，可调）且（冷冻水进水温度-冷冻水出水温度）≥加载温差设定值（默认5℃可调）持续10分钟（可调）.
自然冷源制冷模式加载开启条件:
冷冻水系统负荷≥冷冻水系统负荷加载设定值（2700kW可调）且（冷冻水进水温度-冷冻水出水温度）≥加载温差设定值（默认5℃可调）持续10分钟（可调）.
减载关闭条件:
冷机制冷模式减载关闭条件:
运行的冷冻机电流百分比平均值≤电流百分比减载设定值（默认45％可调）且（冷冻水进水温度-冷冻水出水温度）≤减载温差设定值（默认2℃可调）持续10分钟（可调）.
自然冷源减载关闭条件:
冷冻水系统负荷≤冷冻水系统负荷减载设定值（900kW，单组制冷量的80%
可调）且（冷冻水进水温度-冷冻水出水温度）≤减载温差设定值（默认2℃可调）持续10分钟（可调）.
9
功能区的控制步骤
功能描述：
依据开关条件,开关各设备组,以实现整个系统的联动
常规开启:
常规开启条件激活→制冷功能区启动（阀门开启）→5s→冷却泵功能区启动→5s→冷冻泵开启→5s→冷却塔功能区启动→5s→制冷功能区启动（冷冻机开启）
常规关闭:
常规关闭条件激活→制冷功能区关闭→15min（可调时间）→冷冻泵泵功能区关闭→冷却泵关闭→冷却塔功能区关闭
加载开启:
加载启动条件激活→备用制冷功能区启动（阀门开启）→5s→5s→冷却泵功能区启动→5s→冷冻泵开启→5s→冷却塔功能区启动→5s→制冷功能区启动（冷冻机开启）
加载关闭:
减载关闭条件激活→制冷功能区关闭→15min（可调时间）→冷冻泵泵功能区关闭→冷却泵关闭→冷却塔功能区关闭
10
制冷功能区控制流程
功能描述:
数据中心单体建筑空调冷负荷为26250Kw，A、B两个冷站各分别供13280Kw的制冷量，单台冷机的制冷量为3341KW。
共存在AB两种工况，A工况冷机制冷:
平时4用1备（实际制冷量为3341*4=13364KW），B工况蓄冷工况:
5用0备，4台为系统提供冷负荷，1台为蓄冷池蓄冷（蓄冷池蓄冷量为2250KW.
末端制冷功能:
冷机制冷模式下，系统自动选择1~5#冷机中的4台作为预备机组（1~2#为常用机组，3~5
会预留一台以备蓄冷模式的启用），通过“开启”制冷阀门，关闭“蓄冷”阀门实现“末端制冷功能”
开启：
VL1、VQ1（VL2、VLQ2或VL8、VL9、VQ3或VL6、VL7、VQ4或VL4、VL5、VQ5与启用的冷机对应）
关闭：
VX13、VX14（VX11、VX12或VX9、VX10与所启用的冷冻机对应）
蓄冷功能:
3~5#冷冻机具备蓄冷功能，当“蓄冷功能模式”启动触发后，系统自动选择3~5#中
一台机组启用蓄冷功能，通过“关闭”末端制冷阀门，“开启”蓄冷阀门实现功能转换.
关闭：
VL8、VL9、VJ9a（或VL6、VL7、VJ9b或VL4、VL5、VJ8与启用的冷机对应）
开启：
VX13、VX14、VQ3、（或VX11、VX12、VQ4或VX9、VX10、VQ5与启用的冷机对应）
注解：
1J9a、VJ9b、VJ8为冷却水辅助加热阀门，当辅助加热模式启动后，该阀门开启由辅助加热功组
为冷却水升温，待温度达到冷机开机要求时，冷冻机开启.
制冷组故障:
制冷组不同设备故障报警,会触发延时停止及立即停止两种形式的联动方式（系统将依据前端故障信号的触发类型,判断是否延时停止,以达到延时冷冻水泵延时关闭,稀释冷机残留冷量,以起到保护冷机蒸发器的作用）,以下任意报警触发,制冷组故障激活.
制冷模式制冷组立即停止故障:
冷冻水泵故障报警触发,系统失去可稀释性,故立即停止.
制冷模式制冷组延时停止报警:
冷冻机故障报警、冷却水泵故障报警、冷冻机阀门故障报警或冷源切换故障报警触发,冷源系统依然存在稀释的可能性,故延时停机报警触发.
控制步骤:
开启条件激活→→冷冻/却水阀门开启→5s→冷冻水泵开启→冷却水泵开启→5→冷冻机开启
关闭条件激活→冷冻机关闭→15min（可调）→冷冻水泵关闭→5s→冷却水泵关闭→5s→冷冻/却阀门关闭
故障切换：
A制冷组故障报警触发→备用制冷组→控制步骤运行.
注解1:
常规或加载条件激活后,系统会选启动顺序最短的组启动.
11
冷冻泵功能区控制流程
功能描述:
单台冷冻水泵流量580m³/h,平时4用1备（与冷冻机启动数量相关联）
控制步骤:
制冷功能区开启（阀门）→5s→冷冻水泵开启
制冷功能区关闭（冷机）→15Min→冷冻水泵关闭
故障报警：
冷冻泵组故障报警由无运行状态及热继电器故障报警组成,任意报警均会触发组故障报警.
故障切换：
A冷冻泵组故障→5s→备用冷冻泵组启动。
注解1:
常规或加载条件激活后,系统会选启动顺序最短的组启动.
注解2:
冷冻泵功能区的启动数量与制冷功能区冷机开启数量一致
12
冷却泵功能区控制流程
功能描述:
单台冷却水泵流量700m³/h,平时4用1备，蓄冷时5用.（与冷冻机启动数量相关联），并依据冷冻机冷却出水温度与设定值（默认37℃）得关系，调节冷冻泵运行频率（调节区间为30Hz~50Hz）
控制步骤:
制冷功能区开启（阀门）→5s→冷却水泵开启
制冷功能区关闭（冷机）→15Min→冷却水泵关闭
故障报警：
冷却泵组故障报警由无运行状态及热继电器故障报警组成,任意报警均会触发组故障报警.
故障切换：
A冷却泵组故障→5s→备用冷却泵组启动。
注解1:
常规或加载条件激活后,系统会选启动顺序最短的组启动.
注解2:
冷却泵功能区的启动数量与制冷功能区冷机开启数量一致
干管阀门：
VJ5a、VJ5b：
冷却水干管路进水阀门,应用于冷机冷源模式开启.（自然冷源模式下，“蓄冷组”释冷完毕，方可关闭
VJ7a、VJ7b:
冷却水干管路进水阀门,应用于冷机冷源模式开启.（自然冷源模式下立即关闭）
VJ6a、VJ6b:
冷却水干管进出水联通阀门,应用于自然冷源模式开启,且蓄冷池冷源模式关闭
VQ16a、VQ16：
冷却水干管进出水联通阀门，应用于自然冷源模式开启，且蓄冷池模式启动的交接区间，使冷冻水进出管路联通，保证冷却水管路循环
注解1：
A与B阀门为一用一备.
13
冷却塔功能区控制流程
功能描述:
依据制冷功能区运行数量,启动相应的冷却塔数量,并依据运行模式,选择相应的冷却塔启动,并依据冷却塔出水温度与设定值的关系,调节冷却塔风扇的运行频率.
故障报警：
冷却塔组故障报警,由无运行状态、热继电器故障报警及阀门未开启故障报警组成,任意报警均会触发组故障报警.
控制步骤:
制冷功能区开启→5s→冷却塔阀门开启→冷却塔风扇依据冷却塔出水温与设定值（制冷模式默认32℃,自然冷源模式默认6℃）的关系,调节运行频率（调节区间为30Hz~50Hz）.
故障切换:
A冷却塔组故障→5s→备用冷却塔阀门开启→冷却塔风扇依据冷却塔出水温与设定值（制冷模式默认34℃,自然冷源默认10℃）的关系,调节运行频率（调节区间为30Hz~50Hz）
VP1、VP2旁通阀门：
当冷却塔出水温度过低时该旁通阀开启，使冷去塔进出水管形成短循环，使冷冻机冷却水进水迅速升温.
冷机冷源模式：
冷却水干管温度≤15℃，阀门开启.
蓄冷模式激活：
冷却塔出水温度≤6℃，阀门开启
自然冷源转至冷机冷源（释冷模式激活）：
冷却水干管进水温度≤制冷机温度设定值（默认32℃）阀门开启
注解1:
常规或加载条件激活后,系统会选启动顺序最短的组启动.
注解2:
冷却塔功能区的启动数量与制冷功能区的启动数量一致
14
蓄冷功能区
功能描述:
作为系统的第三冷源，由蓄冷池冷源模式触发，该启动条件触发后，蓄冷池将启动蓄冷功能，待蓄冷完毕，蓄冷池启动释冷功能.
蓄冷模式：
VX1、VX7（或VX3、VX5）
释冷模式：
VX2、VX8（或VX4、VX6）及VX15开启，释冷泵以三用一备的方式运行.
14
冬季热交换功能区
功能描述：
冬季通过自然冷源供冷时及蓄冷池放冷时启用，
自然冷源开启：
VJ1~4、V10、依据温度调节VJ13a（或VJ11，调节VJ11a或VJ12调节VJ12a或VJ13调节VJ13a）
蓄冷池冷源开启：
VJ3~4、V10、依据温度调节VJ13a（或VJ11，调节VJ11a或VJ12调节VJ12a或VJ13调节VJ13a）
蓄冷池冷源关闭：
VJ1~2
注解1：
A与B阀门为一用一备.
15
冷却水辅助加热功能区
功能描述：
自然冷源转换至冷机冷源过程中，需要将冷却水辅助加热功能区开启，以实现升高冷却水温度达到，开启冷机的目的.
辅助加热开启命令激活：
辅助电热炉及冷却水辅助循环泵开启（1用1备）。
当冷却水干管进水温度达到设定值后，设备停止运行
16
水环热泵功能区
功能描述：
依据二次水出水温度调节一次水进水阀门以使得二次水出水温度≥设定值10℃,当一次水温度低于10℃，二次水辅助加热将会开启为水环热泵二次水升温.
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1
2013.11.10
李龙
王见驰
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