一次泵变流量监控系统方案.docx

一次泵变流量监控系统方案
一、 水泵变流量系统控制策略
对于水泵变流量系统，控制策略是关键，控制系统的成功直接关系到节能效果，否则没有实际的节能意义。其通过调节末端二通阀改变流经末端设备的冷冻水流量以适应末端用户空调负荷的变化，同时根据负荷的变化,通过变频调节水泵转速，使系统循环水量维持在刚好满足负荷需求的水平，保证冷冻侧获得足够的循环压差并尽可能降至最低，实现降低水泵运行能耗,从而达到系统的节能。
本系统选用2台机组，每台机组冷凝器和蒸发器出水口设置电动调节阀，冷却端配置3台冷却水泵（2用1备），冷冻端配置3台变频水泵（2用1备）配置3台变频器，供回水总管设置旁通阀。根据负荷情况,控制系统自动判断开启冷水机组台数与调节冷机运行负载,同时也控制对应的冷冻、冷却水泵、及冷却水塔的相应设备。整套系统采用江森一个NCE25网络控制器，以及若干江森DDC控制器控制。

二、 冷冻主机监控内容
系统共2台冷冻主机，每台主机的冷冻水和冷却水出水管设置电动蝶阀。总回水管设置流量计，总供、回水管设置温度传感器，根据供回水温差和流量计算系统冷量。当系统冷量升高到一台机组供冷量的80％以上，则开启第二台冷冻机组；反之，则关闭第二台机组；控制机组运行台数以达到节能目的。同时每次开机和关机以后，则切换两台冷冻机组的开机顺序，确保两台冷冻机组的运行时间基本一致，延长系统总体使用寿命。
现场控制器直接采集冷冻机组的启停状态、故障报警状态和手动/自动切换状态，蝶阀的开关状态等，形象地显示在中央站计算机屏幕中。
冷冻主机监测点：
监控设备
监控点
冷冻机组：2台
启停控制：2DO
运行状态：2DI
故障状态：2DI
手/自动状态：2DI
电动蝶阀：4台
开关控制：4DO
开关状态：4DI
供回水水温传感器：2个
水温：2AI
流量计：1个
流量：1AI
冷冻站一次泵变流量系统控制方式：
² 根据管理的日程安排自动开关冷冻站系统各设备（也可设计为管理员手动一键开关）
² 冷冻站系统各设备启停顺序连锁控制,以保证系统安全运行：
启动：冷冻水电动蝶阀开启，冷冻水泵开启，冷却水泵开启，冷冻机组开启。
停止：冷冻机组停机，冷冻水泵停机，冷冻水电动蝶阀关闭，冷却水泵停机。
² 根据冷冻水总供回水温度差和流量计算系统总负荷来控制冷冻机组的运行台数及相应水泵运行台数。
Ø 负荷计算根据Q=C*M*（T1-T2）
Ø T1=回水管温度，T2=供水管温度，M=供水管水流量，C=换算比热常数。
Ø 开启一台机组，当负荷大于一台机组的80%，则第二台机组运行；当负荷小于一台机组的80%，则关闭第二台机组。
Ø 供冷和供热负荷按照不同的计算进行逻辑控制。
² 每次开关机后，自动切换两台机组的运行次序，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组总体使用寿命。

三、 冷冻水泵监控内容
2台冷冻机组配3台冷冻水泵，2用1备，配3台变频器控制3台水泵节能运行。变频控制方案为――压差为主，温差为辅的空调冷冻水控制。
3.1、通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:当压差低于设定压差时,增高水泵转速(上限为100%额定转速);当压差高于设定压差时,降低水泵转速(下限为50%额定转速)。当水泵转速达到上限或下限时，仍不能满足要求，则增加或减少水泵运行的数量。
3.2、当系统负荷持续降低,冷冻水流量已不能低于最低限,则通过调节旁通阀,满足负荷端流量,保持系统压差稳定。监测回水流量,结合运行机组台数,并综合冷冻水总管供回水压差,控制旁通阀开度,保证冷冻水流量不低于相应总流量的50%。如单台机组运行时,应保证水流量不低于单台机组流量的50%。此时冷冻机组根据出水温度已自行调节负荷百分比,以保证出水温度恒定。
3.3、变频水泵系统与冷机调节系统自适应,以满足冷冻水出水温度。当加机时,机组命令相应的水泵启动,水泵先工频工作,再根据压差调节水泵转速。同时,两台机组在控制系统管理下同时稳步加载,直至满负荷限定值。水泵的转速应能满足使系统流量略大于负荷端要求,使机组略小于满负荷限定值。当减机时,同理,相应水泵接收停止信号,水泵先工频工作,再根据压差调节水泵频率,最低限为50%。同时剩余冷水机组根据出水温度自动调节负荷百分比。
3.4当本系统中变频器无法保证最小流量,或由程序判断出流量计出现故障,水泵变频逻辑将自动转为工频逻辑工作,由供回水总管压差来控制旁通阀开度,保证冷冻水系统稳定。
3.5 通过安装在供回水管上的水温传感器，检测供回水的温差，当温差小于3度时，则启动温差控制程序，压差控制程序不起作用，温差控制程序和压差控制程序控制原理相似，一直到温差恢复正常。温差辅助控制回路可防止大流量小温差这种耗能模式。
现场控制器直接采集水泵的启停状态、故障报警状态和手动/自动切换状态，冷冻水供水水流开关信号等形象地显示在中央站计算机屏幕中。
冷冻水系统监测点：
监控设备
监控点
冷冻水泵：3台
启停控制：3DO
运行状态：3DI
故障状态：3DI
手/自动状态：3DI
控制频率：1AO

水流开关：3个
开关状态：3DI
供回水压差
供回水压差：1AI
压差旁通控制阀
阀门开度调节：1AO

四、冷却水泵监控内容
2台冷冻机组配3台冷却水泵，2用1备。
4.1、控制方式――直接启动
4.2、节能控制原理：
控制系统根据冷冻机组的实际负荷，改变冷却水循环泵的启停数量，即改变冷却水的流量，从而保持系统温度差恒定。
4.3、控制系统功能：
　　1. 根据系统负荷自动控制，当冷冻机组合冷冻泵都满负荷运行时，还达不到实际需求时，增加冷却泵开启数量，反之减少冷却泵开启数量！
　　2冷却泵启停，与冷却水回水管蝶阀开关连锁
3运转泵与备用泵切换
现场控制器直接采集水泵的启停状态、故障报警状态、蝶阀开关状态、水流开关信号和手动/自动切换状态，等形象地显示在中央站计算机屏幕中。
冷却水泵系统监测点：
监控设备
监控点
冷却水泵：2台
启停控制：2DO
运行状态：2DI
故障状态：2DI
手/自动状态：2DI
电动蝶阀：2台
开关控制：2DO
开关状态：2DI
水流开关：3个
开关状态：3DI
五、 冷却水塔散热风机控制方案
1、冷却水塔散热风机与冷却水循环水泵联动。冷却水塔散热风机启停是根据对应的冷却水回水管蝶阀开关（冷却泵出水管蝶阀）状态来控制。
2、冷却水塔的使用，与系统其他联动设备类似，也是根据系统负荷与实际所需对比，相应增加或者减少冷却水塔的使用数量。
冷却水塔系统监测点：
监控设备
监控点
散热风机：2台
启停控制：2DO
运行状态：2DI
故障状态：2DI
手/自动状态：2DI
六、 监控设备的清单及价格

武汉安立杰机电设备工程有限公司
2014年2月13日