机房群控实施方案.docx

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机房群控实施方案

泰州市新环保局大楼

空调机房自控方案

泰州四通自控技术有限公司

前言.............................................................................................................3

概述.............................................................................................................4

控制方案.....................................................................................................5

1.冷水机组........................................................................................5

2.负荷側循环泵：

............................................................................6

3.地源泵：

........................................................................................8

4.冷却塔...........................................................................................10

5.新风机组......................................................................................10

6.冷热负荷......................................................................................10

7.设备运行机制..............................................................................11

控制设计...................................................................................................12

1.机房............................................................................................12

2.主楼............................................................................................12

3.附1楼.......................................................................................13

4.附2楼.......................................................................................13

5.附3楼.......................................................................................13

6.其他设备统计...........................................................................13

7.监控软件...................................................................................14

安装调试、验收及技术服务..................................................................16

设备清单...................................................................................................20

承蒙贵公司的信任与厚爱，我们能有机会为贵公司承接的泰州市环保局冷热源机房提供自动化控制设计方案，这是我们的荣幸，在此深表谢意！

泰州四通自控技术有限公司是一家现代化高科技企业，主要从事工业自动化产品的代理销售及工业自动化控制的系统集成。

公司以科技为本，引导市场、搏击市场、决战市场，以市场优化资源配置，并与许多国际著名公司建立了密切的长期合作伙伴关系，以引进最先进的产品和技术。

公司先后为国内许多家医药、电子、化纤等大中型企业设计、制造、安装、调试了工业空调及智能自控系统工程，并获得了业内人士的好评。

公司以长年从事该领域所积累的系统设计、安装、调试及现场施工管理的宝贵经验，为贵单位提供最佳的优化设计方案，并本着诚挚、求实、严谨的科学态度，从设备选型、方案设计、安装调试、技术培训、售后服务等方面为贵公司自动控制系统项目提供最优的一揽子解决方案。

愿我们的投标书能符合贵单位的需求和设想！

泰州四通自控技术有限公司

2010年7月20日

此方案针对泰州环保局集中式地源热泵空调项目自控系统而设计，实现对冷水机组、源水水泵、冷冻水泵及相关电动阀门的连锁控制及冷热负荷计量。

集中控制器预留了与ba系统的开放式的通讯接口，ba系统可通过此接口非常方便的完成对整个机房的远程监控。

本方案的主要特点：

高效、节能：

系统根据运行情况对每台设备自动分配负荷并自动调整设备的运行台数，最大限度的降低运行成本，节能是本系统的最大特点。

自动化程度高：

各项控制参数一经设定后，即可实现无人管理情况下的全自动连续运行，出现故障后自动报警。

使用简单、方便：

由于每台设备全部控制功能集中在一台控制器中，所有的连锁及协调均在本控制器内完成，用户每次使用时只需按下运行键即可自动实现由开机至正常运行的全部操作。

安全、稳定、可靠：

整套系统在设计上提供了二套控制方式，即手动控制方式和自动控制方式，两种控制方式互为备用，最大限度的保障了用户的正常使用。

可实现联网运行：

plc可与其它控制系统联网，构成集散控制系统，实现中央站统一管理。

还可与其它厂家的控制设备实现联网或与楼宇管理系统实现联网。

易于维护：

控制器采用了模块化结构，且带有故障自诊断软件。

具有初级电工知识的人员经一般培训，即可完成现场级维修。

性价比合理：

为达到上述功能，整个系统采用了优化设计，性价比高。

控制方案

1.冷水机组

冷水机组单机控制是根据冷冻水的供水或回水温度。

当供水或回水温度大于（远离）本机设定温度时，其冷机压缩机作功就加大，使冷机负荷（制冷量）增大，直至100%。

当供水或回水温度降低接近于本机设定温度时，其冷机压缩机作功就维持不变，使冷机负荷（制冷量）不变。

当供水或回水温度小于本机设定温度时，其冷机压缩机作功就减小，使冷机负荷（制冷量）减小。

冷机群控策略：

判断冷机是否要加载时，应根据冷冻水总管的供水或回水温度。

当供水或回水温度接近或等于设定温度时，冷机不应加载。

而该设定温度应等于单台冷机的本体控制设定值（温度），并且参与群控的所有冷机的本体控制设定温度应该一致。

当供水或回水温度远离（高于）设定温度时，冷机应加载。

当然还应受其它一些条件的约束，如：

加载延时判断时间，冷源系统运行时间段，是否有待命的可加载冷机等。

判断冷机是否要卸载时，应根据冷冻水总管的供水或回水温度及目前冷机的负荷。

当供水或回水温度远离（高于）设定温度时，冷机不应卸载。

当供水或回水温度低于或接近于设定温度时，表明已运行的冷机已提供了足够的冷量来满足建筑物物的需求。

但能否卸载一台冷机还必须检查当前冷机的负荷（制冷量）。

以上控制策略中是测量供水温度还是回水温度应跟随单台冷机的本体控制逻辑。

如冷机本体的控制逻辑是比较冷冻水的供水温度与设定温度来控制压缩机的做功，那么冷机群控策略中应根据冷冻水总管的供水温度；反之，应根据冷冻水总管的回水温度。

篇二：

制冷机房群控系统方案

、机房能源管理系统功能

冷水系统的机房群控系统包括以下主要内容：

一是实现冷水系统的能量控制管理，主要包括根据冷量负荷计算对冷水机组进行台数控制、根据系统压差实现一次泵变流量控制、根据冷却水供水温度实现对冷却水泵的控制管理；二是根据大厦的日程安排自动开关冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵等，并实现各设备之间开关机顺序及连锁保护功能；三是累计每台冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵运行时间，自动选择运行时间最短的设备启动，使每台设备运行时间基本相等，延长机组的寿命；四是动态显示机组、水泵及相关设备的运行状态和报警信息，自动记录系统数据，如遇故障则自动停泵，备用泵自动投入使用。

（a）系统冷量控制管理

制冷系统的制冷量是采用自动监测计算系统负荷方式，通过ddc控制系统控制制冷机组运行台数进行控制。

系统的供、回水温度以及回水流量可通过传感器输入到现场ddc控制器，根据这些参数，系统将能够计算出用户实际所需要的冷量，并将计算出的冷量值输入到能量管理系统。

根据冷负荷对冷水机组进行台数控制，设计根据分、集水器上的供回水温差及回水流量计算出系统冷负荷：

q=c×l×（t2-t1）

式中：

q---计算冷负荷；l---流量，l=l1+l2+l3；

t2---回水温度；t1---供水温度；

c---水比热。

同时，在低负荷时，系统实时监测冷水机组的冷冻水出水温度，当冷水机组出水温度低于系统冷冻水温度设定值并持续一段时间后，系统会自动关闭低负荷冷水机组，此时冷冻水系统仍继续运行，满足系统冷量低负荷运行要求；当冷冻水温度超出系统冷冻水温度设定值并持续一段时间后，系统自动运行冷水机组，自适应冷水系统的负荷变化。

系统在启动或低负荷运行时，先运行一台冷水机组，当第一台冷水机组启动60min后，冷水机组出水温度基本达稳定温度，系统再启动负荷控制管理功能。

每30min把计算出的实际冷负荷与当前运行机组的额定冷量比较，当实际负荷小于当前机组的额定总负荷一定量时，减少相应的机组台数运行；当实际负荷大于当前机组的额定总负荷一定量时，增加相应的机组台数运行。

（b）冷水机组运行台数控制管理

ddc系统将输入的冷量值与所有正在运行的制冷机组额定制冷量的总和进行比较，如果用户实际消耗冷量少于一台制冷机的额定制冷量时，ddc系统将发出一个开关量信号，该信号将使一台制冷机组停止运行，制冷机组在停机后将输入动作信号至ddc系统，ddc系统确认机组已经停止运行后，将输出关闭与

该制冷机组相对应的冷冻水循环泵及该机组冷冻水进水管上的电动蝶阀；当用户实际需要冷量持续少于运行机组额定制冷量时，将重复上述控制过程。

当用户所需要的冷量多于一台制冷量时，ddc系统将发出开关量型号，启动一台冷冻水循环泵并同时打开与冷冻水泵相对应的制冷机组冷冻水管上的电动蝶阀，冷却水泵和电动蝶阀将反馈动作信号至ddc系统，其动作系统得到ddc系统确认后，ddc系统将启动与冷冻水泵相对应的制冷机组；如果用户所需要的冷量继续增加时，则按上述控制方式再次启动制冷机组，直到满足用户需要为止。

（c）一次泵变流量管理及加/减载管

理系统负荷发生变化时，机房能量管理系统首先根据控制特点先行调节系统一

次变频泵流量供应，当系统流量变化调节

不足以满足系统负荷变化的需求时，再通

过机房群控系统对冷水机组进行相应的

加减机来满足负荷的需求。

当系统末端负荷增加，系统末端的电

动阀门开度增大，系统压差会有相应的减

少，控制系统接受到相应的压差变化，调

节水泵的频率，增加一次变频泵的水量，

由于冷水机组能够接受水量变化，即一次水泵的流量可一直增加到100％，来满足系统负荷增加的需求。

同时由于机组能够锁定出水温度为7℃，当冷冻水量上升时，机组感应到水量的变化，此时机组则根据自身负荷调节的能力上载制冷负荷，满足系统负荷变化，当系统负荷上升到单台机组额定输出冷量的95%时（可调），则控制系统启动另外机组加机延时5min（可根据实际情况调整），在这启动延时期后，如果系统冷量负荷持续超出单台机组额定输出冷量的95%,且冷水机组出水温度超出冷冻水出水设定温度时，则说明单台机组的满载运行和水泵的满载运行已不足以满足系统负荷值，且冷冻水出水温度不会稳定在出水温度设定值上，这样第二台机组的电动阀门马上开启，经过一定的阀门开启时间之后，第二台机组迅速开启。

假设2台机组正在运行，当系统负荷变小时，末端的压差传感减小，一次变频泵即减小所供应的水量，机组感应到相应的水量变化，即反应到机组的负荷相应减小，当系统负荷只有甚至小于一台机组的负荷总量时，机房控制系统马上关掉其中一台机组，以使得另一台机组运行在高负荷效率状况下运行同时满足系统负荷的要求。

当vsd变频冷水机组运行时，可最低在15％单机负荷的情况下运行，当系统负荷继续下降并持续低于15％，且冷水机组出水温度低于冷冻水设定值时，控制系统自动关闭冷水机组运行，但仍保持冷冻水循环系统，满足系统低负荷运行要求。

篇三：

机房群控知识

简析冷热源群控系统

0引言

空调系统冷热源的能耗在整个空调系统中占有相当大的比例．而冷源系统的能耗主要由冷水机组电耗及冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机电耗构成，采取群控策略可以恰当地调节冷水机组运行状态．降低冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风机电耗．最大限度地实现空调冷热源系统的节能运行

1群控系统的优势

民用建筑内中央空凋设备种类繁多．各设备运行是相互关联的。

群控系统按照t艺流程控制各设备的启停．如果局部设备发生故障．群控系统能及时进行逻辑判断并决定是否启用备用设备或全面停机。

所有的逻辑控制及设备关联控制的实现均由群控系统控制主机完成．能真正做到协涮统一而对于ba系统的ddc控制器来说．各控制器的功能独立完成．通过控制器间的指令传递来执行先后顺序．没有全面协调的"大脑"．很难实现逻辑性很强的设备关联控制因此．采用群控系统对冷热源设备运行进行优化控制．在提高空凋系统的运行效率方面具有很大的优势

2冷热源群控系统构成

本文结合光启城项目对冷热源群控系统进行分析光启城项目总建筑面积约为163868mz，业态为裙房商业和塔楼办公相结合的综合体项目。

该项目冷热源设备如表1、表2所示。

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冷热源群控系统由冷热源监测系统、冷冻机房设备监控系统、直燃机房设备监控系统构成冷热源群控系统管理主机设于地下室冷冻机房值班室内．共设置监控管理主机两台（互为备用），对冷冻监控系统及锅炉监控系统中相关设备的运行状态等进行监测并通过tcp／ip协议与本项目的ba系统通信．接受其对冷热水机组、板式换热器及配套设备的总体监测、控制和管理。

冷热源群控系统网络拓扑结构如图1所示。

冷冻机房设备监控系统用于集中监测、控制和管理冷源设备，由冷水机组群控系统、配套设备群控系统、冷却塔群控系统及冷冻水二次变频泵群控系统共同组成。

在冷水机组群控系统中．7台冷水机组通过各自的机组管理模块连接到网络控制器．实现与冷水机组工作站的通信。

冷水机组网络拓扑结构见图2直燃机组工作站通过rs485总线连接每台锅炉控制器，通过直燃机组群控系统对各锅炉实时监控．根据热水负荷的变化合理控制锅炉运行台数网络拓扑结构见图3

3冷热源群控系统分析

3．1冷热源群控系统

冷热源群控系统对冷冻机房设备监控系统及直燃机房设备监控系统各设备的运行状态进行实时监测、记录．同时根据各设备运行的最佳效率曲线与控制策略进行匹配．使各设备合理节能运行．并可以对各种设备的运行参数打印，形成数据报表冷热源群控系统管理主机作为冷水机组和直燃机组工作站的客户机．与冷水机组和直燃机组工作站构成c-s结构．管理主机从工作站读取系统运行信息。

管理主机同时又作为opc服务器．可以实现与ba系统以及更高一级的管理层客户机通信，实现监测冷热源系统设备运行及能耗宏观调控的目的。

3．2热源群控系统

热水锅炉牵涉到安全，一般只对热水总管设置流量及温度传感器了解系统运行工况．同时对锅炉配电箱设置监测点了解锅炉运行及故障情况．极少对锅炉进行启停控制，除非发生燃气或燃油泄漏报警而被消防系统强制停机。

本项目热源群控系统在上述常规控制基础上，设置了自动台数控制装置．将多台锅炉进行集中监控及管理，可以最大程度地提高锅炉运行合理化、自动化水平，达到节能、延长锅炉使用寿命的目的。

通过检测使用端热水负荷的变化（温度、流量）来控制锅炉运行的台数，保证锅炉在高效点运行，从而节省锅炉燃料消耗量及降低炉体散热损失，以减少系统运行费用

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3．3冷源群控系统

冷源群控系统实施对所有机电设备（冷水机组、冷冻水一次泵、冷冻水二次泵、冷却泵、冷却塔、电动阀门．以及其它相关设备）的自动控制和必要的手动控制．并实时进行设备的故障和传感器超限报警提示．设备故障复位请求对冷冻机房设备进行自动开／停机控制；阀门、变频器调节：

监控冷冻水的供／回水温度、流量，冷水机组的运行工况和运行效率．对所控机组进行系统群控和自动编组控制．实现系统的无级平滑控制和节能控制：

监控冷站工况切换．为末端提供相对稳定的运行工况：

根据末端用户供水回路压差设定值调节冷冻水泵转速．确保用户端的运行稳定。

冷源群控系统介绍如下

3．3．1三种供冷工况

为实现系统节能运行．冷源系统分为两种收费供冷丁况和一种免费供冷工况收费供冷为冷水机组单独供冷、板式换热器单独供冷；免费供冷为冷却水供冷。

3．3．1．1冷水机组单独供冷

在夏季05：

o0～23：

00时段．末端冷负荷高于板式换热器单独供冷所能提供的负荷时．由冷水机组向末端供冷关闭板式换热器进出水阀门．开启冷水机组进出水阀门，开启冷冻水一、二次泵，开启冷却塔风机，开启冷水机组群控系统。

进人夏季供冷模式

3．3．1．2板式换热器单独供冷

在过渡季节及夏季23：

00～05：

00时段，末端冷负荷低于板式换热器单独供冷所能提供的负荷时．由板式换热器单独向末端供冷。

关闭冷水机组进}}l水阀门，开启板式换热器进出水阀门。

开启冷冻水一、二次泵，开启冷却塔风机，进入过渡季节供冷模式

3．3．1．324h免费供冷系统

屋顶塔楼设置单独的冷却塔．为各租户提供24h免费供冷系统群控系统在冷却塔供回水总管上设置温度及流量传感器．通过旁通调节阀来调节冷却水供水温度．通过供回水流量传感器监测管路漏水情况，同时对免费供冷系统的冷量使用进行监测．

3．3．2冷水机组群控

冷源系统中．冷冻水一次泵及其前后的电动阀、冷水机组及其前后的电动阀、冷却水泵及其前后的电动阀均为一一对应关系，群控系统在冷水机组、冷冻水一次泵、冷却塔风机、冷却水泵的水系统管路上连接所需的温度传感器和压力变送器．通过冷水机组群控系统控制系统各设备及相关的电动阀门，实现对冷水机组、冷却水泵、冷冻水一次泵及冷却塔风机的自动监测与控制冷冻机房安装了7台冷水机组．通过群控系统合理控制冷水机组的运行台数．使冷量满足负荷要求．同时避免机组在低负荷高能耗状态运行若两台冷水机组均工作在50％的负荷状态时．可改为一台冷水机组运行．使冷水机组本身的cop（能效此）提高．尚可停止一台冷冻水泵和冷却水泵：

对于二级泵系统当两台冷水机组运行时。

会出现冷冻水侧流量大于用户侧流量的情况．此时一部分冷水通过旁通管与用户侧回水混合。

使进入蒸发器的水温降低从而进一步使制冷机的cop降低。

只运行一台冷水机组和一台冷冻水泵时，用户侧流量就会大于冷冻机蒸发器侧流量．用户侧回水一部分通过旁通管与冷水机组出口的冷水混合后送到用户管网，而进人蒸发器的水温则升高至用户回水温度，这也使冷水机组的cop进一步提高。

从这个角度看．少开一台冷水机组．使各台运行的机组均处于满负荷状态比多开一台冷水机组．使各台机组都处于低负荷状态要好群控系统按此原则并结合机组能级曲线对冷水机组进行台数的增减控制当末端负荷变小时．冷冻水二次变频水泵控制系统接收到末端的压差增加．发出降低二次变频水泵频率的指令．减少供水量来适应末端需求变化首先机组会降低自身的制冷能力来适应该变化．当已运行机组降低的制冷量总计达到单台机组最大容量时．说明可以再减少一台运行机组（减少的那台为运行时间最长的冷水机组）．让剩下的运行机组提高制冷量运行在较高负载工况下．机组在较高负载下可以有较好的能效比群控系统检测到机组负荷大于95％．且控制偏差值k>200时，则控制增加一台机组运行，其中选择开启的为运行时间最少的一台冷水机组．并预先开启机组进出水阀门、相应水泵、水泵进出水阀门。

其中kl：

（一71j）／0．0015，为冷水出水温度，c《=；71i为冷水出水温度的设定值（4℃）由于冷水机组从开始投入到加载完毕运行约需要12min．故机组运行15rain后采集到的负荷数据才可作为程序控制用的负荷判据

3．3．3冷冻水二次变频泵组群控

冷冻水二次变频泵共有4组并联运行每台水泵对应一台变频器、二个电动阀门．设备启停相互联锁．将其暂定义为冷冻水二次泵系统在各组冷冻水二次泵系统内设置最不利压差点和流量传感器，确保每个供冷管路的压差平衡．并向末端提供合适的供水压力群控系统根

据检测到的冷冻水供回水温差、冷冻水流量计算末端空调负荷．再根据空调计算负荷．推算出在标准工况下（即供回水温差为5℃，可调整）所需的冷冻水流量．将其作为冷冻水二次变频泵变频的另一参变量通过负荷跟踪．动态修正冷冻水二次变频泵频率．以使冷冻水二次变频泵在最佳、最节能的工况下运行。

冷冻水二次变频泵运行台数的增减控制采用负荷控制．即利用水泵并联特性曲线，设定一个供回水压力的波动范围．当负荷变化引起相应分区管网的流量改变时．供回水压力也随之波动．当超过设定上限值时增泵：

当低于设定下限值时减泵。

负荷控制原理如下：

二次变频泵控制器把每一个反馈的压差模拟信号值．与已输入的定点值（调压值）作比较，当反馈的压差值满足所有定点值时，水泵速度会固定下来假如相应分区管网设置的压差传感器反馈的压差值反映二次变频泵运行接近其运行曲线范围边缘时．控制器会自动增加泵的运行台数．把水泵工作点带至可接受的运行点。

控制器不断扫描反馈的压差信号并与定点值作比较．若定点值不能被已运行的泵（前泵）满足。

控制器会增加泵（后泵）的投入，后泵加速而前泵减速，直至两者同速。

反馈的压差信号再次改变时．将会引起水泵速度变动当定点值可以被低流量满足时．控制器会减少水泵运行台数。

当最坏情况的区域（例如末端）与定点相差值大。

控制器会发出信号给变频器．后者改变频率．令水泵加