莫 斌

中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司

某體育建筑冷熱源機(jī)房自動控制要求

莫 斌

中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司

本文將針對某體育建筑的冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)配置，詳細(xì)闡述由制冷主機(jī)、熱水機(jī)組、冷卻塔、冷卻水泵、冷水一級泵、熱水一級泵、冷水二級泵、熱水二級泵等組成的冷熱源的自動控制要求，使冷熱源各設(shè)備高效節(jié)能運(yùn)行。

二級泵；自動控制；中央空調(diào)；體育建筑

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，在建及擬建體育建筑越來越大，大型體育建筑對中央空調(diào)提出了更高的要求，冷熱源趨于集中化、大型化。大型空調(diào)冷熱源設(shè)備多、運(yùn)行管理復(fù)雜、運(yùn)行能耗高等，由操作人員手動開啟及調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能運(yùn)行，只有為大型空調(diào)冷熱源配置一套合理的自動控制系統(tǒng)，大型空調(diào)冷熱源才能穩(wěn)定、高效、節(jié)能的運(yùn)行。

2 工程概況

本工程為夏熱冬冷地區(qū)某體育建筑，空調(diào)總冷負(fù)荷為：13806kW，空調(diào)總熱負(fù)荷為：6213kW?？紤]到體育建筑的空調(diào)使用情況，在選用空調(diào)主機(jī)時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取0.8，空調(diào)冷源選用3臺制冷量為3516kW（1000TR）的電動離心式制冷機(jī)組，空調(diào)熱源選用2臺制熱量為2500kW的燃?xì)鉄崴畽C(jī)組。本工程空調(diào)水系統(tǒng)為閉式兩管制二級泵系統(tǒng)，一級泵工頻運(yùn)行，二級泵變頻運(yùn)行，冷、熱水泵均分別設(shè)置。本工程冷水供回水溫度：6/12℃，單臺冷水一級泵設(shè)計(jì)流量：504m3/h；熱水供回水溫度：60/50℃，單臺熱水一級泵設(shè)計(jì)流量：218 m3/h；本文基于暖通專業(yè)，對空調(diào)水系統(tǒng)提出自控要求。

3 空調(diào)二級泵水系統(tǒng)流程圖

4 自控概況

本工程集中空調(diào)低溫冷水系統(tǒng)設(shè)置機(jī)房自動控制系統(tǒng)，以下簡稱“機(jī)房自動控制系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)檢測、參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)顯示、自動調(diào)節(jié)與控制、工況自動轉(zhuǎn)換、設(shè)備聯(lián)鎖與自動保護(hù)、能量計(jì)量以及中央監(jiān)控與管理等；機(jī)房自動控制系統(tǒng)對制冷主機(jī)、低溫冷水一級泵、低溫冷水二級泵、冷卻水泵、冷卻塔等完成智能化控制、節(jié)能運(yùn)行和設(shè)備精細(xì)化管理；機(jī)房自動控制系統(tǒng)針對本工程冷源特點(diǎn)，采用有效的控制方法，以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)良好的節(jié)能效果，并提供與第三方管理系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與信息共享。

5 控制說明

（1）機(jī)房自動控制系統(tǒng)能根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備（主機(jī)、一級泵、二級泵、冷卻水泵、冷卻塔、電動閥門等）的配置，以組態(tài)方式靈活添加或修改受控設(shè)備對象，并設(shè)置其屬性，確?？刂葡到y(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展性。

（2）制冷/制熱主機(jī)自帶控制器，維持主機(jī)的出水溫度為設(shè)定值（根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)定），主機(jī)帶數(shù)據(jù)接口。

（4）制熱主機(jī)根據(jù)能量法控制其加機(jī)。

（5）主機(jī)的減機(jī)控制原理：當(dāng)運(yùn)行臺數(shù)大于1時(shí)，且平衡管內(nèi)的冷/熱水由供水總管流向回水總管，當(dāng)流量達(dá)到單臺主機(jī)設(shè)計(jì)流量的115%（冷：580m3/h；熱：250 m3/h），并且持續(xù)10～15分鐘，則關(guān)閉一臺主機(jī)。

（6）一級泵與制冷/制熱主機(jī)聯(lián)動運(yùn)行。

（7）二級泵的控制：游泳館冷水二級泵為2臺同型號變頻水泵并聯(lián)，游泳館空調(diào)供回水最不利環(huán)路主供回水管之間設(shè)有壓差傳感器，檢測游泳館冷水供/回水之間壓差，根據(jù)實(shí)測壓差與設(shè)定值（根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況優(yōu)化調(diào)整）的偏差，同步調(diào)節(jié)并聯(lián)水泵組中正在運(yùn)行的水泵頻率，以保證壓差達(dá)到設(shè)定值，所有低溫冷水二級泵均設(shè)最小頻率限制（25Hz），當(dāng)頻率達(dá)到最小頻率時(shí)，頻率不再下調(diào)；當(dāng)運(yùn)行水泵達(dá)到最小頻率且運(yùn)行臺數(shù)大于1時(shí)，實(shí)測壓差仍大于設(shè)定值，并且持續(xù)一定時(shí)間，自動停止一臺水泵運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)行水泵達(dá)到工頻時(shí)且運(yùn)行臺數(shù)小于并聯(lián)水泵組的總臺數(shù)時(shí)，實(shí)測壓差仍小于設(shè)定值，并且持續(xù)一定時(shí)間，自動增加一臺水泵運(yùn)行。冷水二級泵的啟動：逐一啟動，水泵啟動均以最小頻率啟動；水泵加機(jī)時(shí)，應(yīng)先將當(dāng)前運(yùn)行水泵頻率降至最小頻率，再啟動另一臺水泵。其它二級泵的控制與上述方法類似。

（8）輪序控制及順序控制

按預(yù)定時(shí)間表進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備（制冷主機(jī)、冷水一級泵、冷水二級泵、冷卻水泵、冷卻塔、電動閥門等）定時(shí)啟停控制，并保證所有系統(tǒng)設(shè)備一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行時(shí)間相近；當(dāng)末端空調(diào)負(fù)荷需求小且空調(diào)系統(tǒng)只需單臺制冷主機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)房自動控制系統(tǒng)優(yōu)先選擇變頻離心機(jī)組運(yùn)行。

冷水一級泵、冷卻水泵、冷卻塔與制冷主機(jī)一一對應(yīng)，冷水一級泵、冷卻水泵、冷卻塔、對應(yīng)冷卻水系統(tǒng)電動開關(guān)閥與制冷主機(jī)聯(lián)動啟停，并按以下順序進(jìn)行順序控制，啟動：冷水一級泵→冷卻水系統(tǒng)電動開關(guān)閥→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機(jī)→制冷主機(jī)；停止：制冷主機(jī)→冷卻水泵→冷卻水系統(tǒng)電動開關(guān)閥→冷卻塔風(fēng)機(jī)→冷水一級泵。

肉牛日增重、日糧養(yǎng)分消化率和氮利用率隨日糧蛋白質(zhì)水平從10.91%增加到13.07%，或添加75 mg RPFA顯著提高。但日糧蛋白質(zhì)水平與RPFA之間沒有交互作用。

供熱時(shí)的輪序控制及順序控制與上述類似。

（9）制冷、制熱工況轉(zhuǎn)換：通過切換供冷、供熱主干管的電動開關(guān)二通閥，其它設(shè)備聯(lián)動運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)制冷、制熱工況轉(zhuǎn)換。

（10）制冷主機(jī)蒸發(fā)器及冷凝器進(jìn)水管上均設(shè)水流開關(guān)，當(dāng)制冷主機(jī)蒸發(fā)器或冷凝器進(jìn)水量小于設(shè)定值時(shí)，水流開關(guān)報(bào)警，并自動關(guān)閉制冷主機(jī)。

6 監(jiān)測與顯示功能

（1）制冷主機(jī)的監(jiān)測與顯示：手/自動狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)；制冷量、能耗、電流百分比RLA%；冷水、熱水、冷卻水的進(jìn)出水溫度。

（2）一級泵的監(jiān)測與顯示：手/自動狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)。

（3）二級泵及對應(yīng)變頻器的監(jiān)測與顯示：水泵的手/自動狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)；變頻器的故障報(bào)警狀態(tài)及運(yùn)行頻率。

（4）水系統(tǒng)的監(jiān)測與顯示：供回水溫度、系統(tǒng)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、系統(tǒng)累計(jì)耗電量、系統(tǒng)累計(jì)供冷量、主要分支累計(jì)供冷量、系統(tǒng)瞬時(shí)耗電量、系統(tǒng)瞬時(shí)供冷量、主要分支瞬時(shí)供冷量、電動閥的閥位；

（5）冷卻水泵的監(jiān)測與顯示：冷卻水泵的運(yùn)行、停止、故障、遠(yuǎn)程/就地控制模式。

（6）冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測與顯示：冷卻水系統(tǒng)供回水溫度、室外溫濕度、冷卻水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、冷卻水泵的累計(jì)耗電量、冷卻水泵的瞬時(shí)耗電量、電動閥閥位等。

（7）系統(tǒng)能效比曲線：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)能效比的變化情況正確繪制系統(tǒng)能效比曲線，并能查詢和顯示。

（8）能耗曲線：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能根據(jù)各受控設(shè)備功率消耗的變化情況正確繪制各設(shè)備的能耗曲線，并能查詢和顯示。

（9）供冷量曲線：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能根據(jù)各制冷主機(jī)的實(shí)際輸出的制冷量正確繪制各制冷主機(jī)的逐時(shí)供冷量曲線，并能查詢和顯示。

7 數(shù)據(jù)處理功能

（1）基本參數(shù)記錄：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對主機(jī)的基本參數(shù)（冷水、熱水、冷卻水的進(jìn)出水溫度）、系統(tǒng)總管的基本參數(shù)（溫度）等進(jìn)行記錄。

（2）能耗記錄：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備（主機(jī)、一級水泵、二級水泵、冷卻水泵、冷卻塔等）的能耗進(jìn)行記錄。

（3）冷熱量記錄：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對系統(tǒng)總管、接分集水器的水干管的冷熱量進(jìn)行記錄。

（4）操作記錄：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對操作人員、操作內(nèi)容、操作行為發(fā)生時(shí)間等進(jìn)行記錄。

（5）故障記錄：機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對故障發(fā)生的時(shí)間、故障設(shè)備、故障類型等進(jìn)行記錄。

（6）機(jī)房自動控制系統(tǒng)能對上述紀(jì)錄數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、輸出、刪除。

8 故障報(bào)警功能

（1）故障報(bào)警分類：機(jī)房自動控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有短路、接地故障、過載、缺相故障、參數(shù)越限報(bào)警

（2）故障報(bào)警方式：聲光提示報(bào)警、顯示器畫面報(bào)警。

（3）故障報(bào)警的處置：所有報(bào)警直至引發(fā)報(bào)警的條件消失（如運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常）或經(jīng)操作人員檢視并處理后，方可消除報(bào)警。

[1]江億,姜子炎.建筑設(shè)備自動化[S].中國建筑工業(yè)出版社,2007(6).

[2]曹晴峰,建筑設(shè)備控制工程[S].中國電力出版社,2007(1).

[3]馬最良,姚揚(yáng).民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[S].化學(xué)工業(yè)出版社,2015(6).

[4]GB/T 26759-2011.中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能控制裝置技術(shù)規(guī)范[S].