冷机群控方案.doc

机房群控
节能自控系统介绍

1、节能系统设计原则
我们通过配置系统的硬件和软件，实现测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能，运用节能计算以及先进的控制技术，达到节能的效果。主要从以下几方面入手：
· 需求侧管理
· 冷/热量计算以及冷/热量匹配运行
· 最优化设备运行点设定
· 确定几种最优化运行模式，进行运行模式切换
· 根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；
· 提供计算和预测工具、用于优化操作参数并组合、建立新的运行方式；
· 实现节能自控系统与其他系统数据交换；
· 对受控设备实现遥控操作；
· 系统方便、友好的修改、扩展、检测工具；
· 通过密码保护，实现数据安全功能。

2、 系统方案
系统结构

冷源系统
冷源系统主要由地源热泵机组，用户侧水泵，冷却水泵，冷却塔、地源侧水泵等组成。
冷源系统的控制分冬季控制和夏季的控制。冬季主要是供暖，夏季主要是制冷。在冬季的控制中不需要启用地源热泵机组，只需要把地热水用水泵打到用户区即可。夏季的制冷有两种工况：小冷量工况和大冷量工况，在小冷量工况下只需要把底下的冷水用泵抽到用户区使用。大冷量的工况是需要开启冷却塔来进行冷却水调节。
一、 冬季供暖控制
n 监控内容
监控设备
数量
监 控 内 容
用户侧水泵
4台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
地源侧水泵
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
地源侧泵蝶阀
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态

n 启停顺序控制
一、 无需冷却塔的调峰制冷
冷冻水系统启动顺序：地源侧泵蝶阀→地源侧水泵→用户侧水泵。
冷冻水系统关机顺序：地源侧水泵→用户侧水泵。→地源侧泵蝶阀。

二、 夏季制冷控制
ü 冷源机组的节能控制：
n 监控内容
监控设备
数量
监 控 内 容
地源热泵机组
2台
程序最优开关控制 ，手自动状态 运行状态，故障状态，水流开关
用户侧水泵
4台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
冷却水泵
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
地源侧水泵
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
地源侧泵蝶阀
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
冷却塔
1台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态

n 启停顺序控制
二、 无需冷却塔的调峰制冷
冷冻水系统启动顺序：地源侧泵蝶阀→地源侧水泵→用户侧水泵。
冷冻水系统关机顺序：地源侧水泵→用户侧水泵。→地源侧泵蝶阀（这样的关机顺序能最大限度利用剩余的冷源）。

三、 需要冷却塔调峰制冷
冷冻水系统启动顺序：冷却塔进出口蝶阀→冷却塔风机→冷却水泵→冷冻机进出口蝶阀→用户侧水泵→地源热泵机组。
冷冻水系统关机顺序：地源热泵机组→冷却塔风机→冷却水泵→冷却塔进出口蝶阀→地源热泵机组进出口蝶阀→用户侧水泵（这样的关机顺序能最大限度利用剩余的冷源）。

n 冷量匹配：
自控系统根据冷冻水总供、回水温度和总回水流量，计算整个空调系统的冷负荷，根据所需的冷负荷，决定地源热泵机组的投运台数，进行冷量匹配。
然后采用冷水主机的压缩机运行的电流RLA％为依据；加机时，若机组运行电流与额定电流的百分比大于设定值90％，并且持续10～15分钟，则开启另一台机组。这种控制方式的好处是供水温度控制精度高，在系统供水温度尚未偏离设定温度时，已加机了。减机时，每台机组的运行电流与额定电流的百分比之和除以运行机组台数减1，如果得到的商小于设定值80％，那么一台机组就会关闭。 例如3台机组运行电流为满负荷电流50%，80%≥75%，可以关闭一台机组。 
通过冷负荷的计算来决定地源热泵机组投运台数，比手动控制最少可节省电能15-20%。
n 轮换次序
“先进的先退，后进的后退”
“运行时间少的优先启动”
“故障、手动状态的设备逃过运行”

n 冷冻水温度控制
冷水机的几十个状态参数可以通过冷冻机组的Modbus通讯接口传送到自控系统中去。
明显地,由于地源热泵机组备了上述全面的监控功能和通讯能力,冷水机组对于自控系统来说已经不再是一个黑匣子,在自控系统的电脑里,可以全面综合地了解多台地源热泵机组的运行状态,不再象以往那样局限于只能在地源热泵机组的控制屏上读数和抄表,这对于利用和维护昂贵的地源热泵机组无疑是非常有好处的。现在，自控系统能够真了解地源热泵机组而作出正确而全面的监控了！
我们将我通过室外温湿度，计算出露点温度，通过数学模型计算和供回水温度的温差，控制系统重新设定地源热泵机组的冷冻水出水温度，以提高主机COP。
请输入湿度：
55
RH%

请输入温度：
20

℃
露点：
10.68041
℃
温度℃
相对湿度℅
计算露点温度℃
需要露点温度℃
冷冻水要求温差℃
冻水机出水温度℃

37.0
98
36.63043
8.20000
3.80000
7.20000

ü 用户侧水泵节能控制：

通过压差压力控制用户侧水泵的运行台数，当系统启动时，一台用户侧水泵先启动，如果不能满足压力设定值，则第二台水泵加入运行，当第二台水泵运行时，如果压力还不满足，第三台水泵也投入。以此类推。如此时压力仍然未到设定值，4台水泵启动来加大流量，直到压力设定值得以保证为止。当末端负荷减少，流量过剩，也就是末端的压差高于设定值时，减少台数来维持压差设定值。如果还有减少流量的需求，则关闭其中一台水泵。
冬季用户侧水泵开启2台，夏季用户侧水泵开启4台。

ü 冷却/地源侧水泵节能控制：

通过冷却水的供回水温差控制水泵的启停台数，当系统启动时，一台冷却水泵先启动，如果不能满足冷却水进出水温差设定值，则第二台水泵加入运行。当末端负荷减少，供回水温差变小，也就是供回水温差小于设定值时，如果还有减少流量的需求，则关闭其中一台水泵。

ü 冷却塔风机节能控制：

当冷却塔的出水温度高于设定点温度时，一台冷却塔风机启动，如果不能满足冷却水出水温度的要求，第二台冷却塔风机加入运行。但出水温度低于设定点要求时，一台维持出水温度设定值，直至关闭所有风机。
冷却塔的出水温度越低越好，这样可以提高冷水机组的COP值，提高冷水机组的运行效率，一般设定是28~30℃。
在不同的室外温湿度情况下，设定不同的冷却塔出水温度，来调节冷却塔风机运行，以提高节能效果。

在水泵以及风机增加台数了减少台数时，有以下原则：
“先进的先退，后进的后退”
“运行时间少的优先启动”
“故障、手动状态的设备逃过运行”
热源系统
热源系统主要由高温热泵机组，地源侧水泵等组成。
ü 热源机组的节能控制：
n 监控内容
监控设备
数量
监 控 内 容
高温热泵机组
2台
程序最优开关控制 ，手自动状态 运行状态，故障状态，水流开关
地源侧水泵
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
地源侧泵蝶阀
2台
程序最优开关控制, 运行状态，故障状态， 手自动状态
n 启停顺序控制
热水系统启动顺序：地源侧泵蝶阀→地源侧水泵→高温热泵机组。
热水系统关机顺序：高温热泵机组→地源侧水泵→地源侧泵蝶阀。
n 热量匹配：
自控系统根据热水总供、回水温度和总回水流量，计算整个系统的负荷，根据所需的负荷，决定高温热泵机组的投运台数，进行热量匹配。
n 轮换次序
“先进的先退，后进的后退”
“运行时间少的优先启动”
“故障、手动状态的设备逃过运行”

ü 地源侧水泵节能控制：

通过冷却水的供回水温差控制水泵的启停台数，当系统启动时，一台水泵先启动，如果不能满足地源水进出水温差设定值，则第二台水泵加入运行。当末端负荷减少，供回水温差变小，也就是供回水温差小于设定值时，如果还有减少流量的需求，则关闭其中一台水泵。
ü 图形控制软件
机组启动后通过彩色图形显示，显示不同的状态和报警，显示每个参数的值，通过鼠标任意修改设定值，以达到最佳的工况，机组的每一点都有列表汇报，趋势显示图，报警显示设备发生故障时，自动切换到备用设备或另一个同类设备程序控制系统，目的是达到最低的能耗，最低的主机折旧根据程序或日程安排自动开关机组根据使用的要求自动切换机组的运行时间，累积每台机组运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使用寿命，节能自控系统通过接口把机组的内部参数如电压、电流、油压、油温、效率、制冷剂温度等，在工作站上显示出来，在需要时，可通过打印机打印出来，就这大大减轻管理人员的抄表劳动强度，也便于集中管理。
当系统某个部件发生故障，计算机系统即发出声、光报警，也可以通过短信通知检修人员，提示检修人员进行检修。

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