6 冷热源系统的控制调节

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1、6 冷热源系统的控制调节6.1 空调水泵的变频控制6.1.1 水泵变频控制原理转子转速，r/min；换算系数；电源频率，Hz；定子与转子之间的转差率；电动机绕组的极对数。水泵相似定律流量：扬程：功率：6.1 空调水泵的变频控制(1) 定压差控制：控制供回水干管压差恒定。6.1.2 控制方法及其节能效果(2) 定末端压差控制：控制末端环路压差恒定。(3) 最小阻力控制：使调节阀中至少有一个处于全开(4) 温差控制：控制供回水干管温差恒定。1）控制方法定压差控制定末端压差控制最小阻力控制温差控制6.1 空调水泵的变频控制6.1.2 控制方法及其节能效果2）节能效果变频控制方法比较6.1 空调水泵的

2、变频控制6.1.3 控制方法的可行性对比定压差控制：优点：测量目标明确，扬程设定值几乎与水泵选型无关 ，传感器的选型、安装和检修非常方便。缺点节能效果不理想。压差控制水泵变转速原理图6.1 空调水泵的变频控制6.1.3 控制方法的可行性对比最小阻力控制：优点：测量目标明确，扬程设定值几乎与水泵选型无关 ，传感器的选型、安装和检修非常方便。缺点控制网络系统较复杂，初投资。比较高温差控制水泵变转速原理图空调水系统监控水系统冷冻水系统冷却水系统热水系统冷冻水系统监控冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷 冻机蒸发器及用户各种用冷水设备（如空调机和风机 盘管）而组成 。它监测与控制任务的核心是：-

3、保证冷冻机蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工 作，防止冻坏；-向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求；-在满足使用要求的前提下尽可能减少循环水泵电耗。1）冷冻水系统监控功能水流状态显示；水泵过载报警；水泵启停控制及运行状态显示。 2）冷冻水系统监控功能描述水流监测 冷冻水泵启动后，通过水流开关 FS（1 路 DI信号 ）监测水流状态，当流量太小甚至断流时，发出报警信 号并自动停止相应制冷机运行。 冷冻水泵启停、运行状态显示及过载报警 冷冻水泵与制冷系统设备连锁控制启停。关于连锁 关系在制冷系统监控部分有详细描述，这里不再赘述。DDC 通过 1 路 DO 通道控制冷冻水泵的启停。将 水泵电机

4、主电路上交流接触器的辅助触点作为开关量输 入（DI信号），输入 DDC 监测冷冻水泵的运行状态； 主电路上热继电器的辅助触点信号（1 路 DI信号）作为 冷冻水泵过载停机报警信号。6.2 一次泵冷冻水系统的控制6.2.1 设备联锁冷水机组应于相应的冷冻水泵、冷却水泵、冷 却塔进行电气联锁。为保证整个制冷系统安全运行，编程时需按照一 定的顺序控制设备的启停：只有当润滑油系统启动， 冷却水、冷（冻）水流动后，压缩机才能最后启动。冷水机组与辅助设备的联锁示意图单台冷水机组顺序控制步骤冷却塔风机 冷却水碟阀 冷却水泵冷冻水碟阀 冷冻水泵 冷水机组启动顺序冷水机组 冷冻水泵 冷冻水碟阀 冷却水泵冷却水碟

5、阀 冷却塔风机停止顺序多台制冷机组启停顺序控制当有多台冷水机组并联，并且在水管路中泵与冷水机 组不是一一对应连接时，则冷水机组冷媒水和冷却水 接管上还应设有电动蝶阀以使冷水机组与水泵运行能 一一对应进行。此时，机电设备的开机顺序控制为：下达启动命令时，相关设备时动作时间顺序： 对应的冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启 冷却塔风机，冷却水泵、冷冻水泵的启动延 时23min执行。 制冷主机启动延迟34min执行。下达停止命令时，相关设备的动作时间顺序： 立即切断主机电源 冷却塔风机，冷却水泵、冷冻水泵的启动延 时35min停止。 对应的管道阀门延时46min后关闭。6.2.2 压差控制 变水量系统

6、适用系统对象：原因用户侧负荷减少时，空调末端的电动二通阀关小 ，造成管路阻抗增大，管路特性曲线变陡，冷冻水系 统流量减小，流经制冷机蒸发器的流量也减小，蒸发 器的某些环路由于流速太慢形成滞流而结冰，轻者使 蒸发器堵塞，严重时可使蒸发器胀裂。问题：定水量系统是否适用压差旁通控制？压差旁通控制原理由压差传感器 PdT检测冷冻水供水管网中分水器 与回水管网中集水器之间的压差，由 1 路AI信号送 入 DDC 与设定值比较后，DDC 送出 1 路 AO 控制 信号，调节位于供水管网中分水器与回水管网中集水 器之间的旁通管上电动调节阀（压差调节阀）的开度 ，实现供水与回水之间的旁通，以保持供、回水压差

7、恒定，并且基本保持冷冻水泵及冷水机组的水量不变 ，从而保证了冷水机组的正常工作。设置压差传感器时，其两端接管应尽可能靠近旁 通阀两端，并设于水系统中压力较稳定的地点，以减 少水流量的波动，提高控制的精确度 。注 意水系统各传感器位置的选取二次泵变流量系统冷、热水分别控制及计算冷、热水合用控制及计算冷、热源系统监控(1) 基本参数的测量，设备的正常启停与保护；制冷系统监控(2) 基本的能量调节；(3) 冷热源及水系统的全面调节与控制。 冷热热源基本监测监测 与控制 冷冻机或锅炉主机及各辅助系统的监测控制 辅助系统的监控制则有：-制冷系统冷却水系统及冷却塔的监控；-制冷系统冷冻水系统的监控；-以蒸

8、汽作热源时蒸汽系统及凝水系统的监控；-蒸汽-水或水-水热交换器及热水系统的监控主机单单元控制 (1) 主机已配备的单元控制器包括哪些功能？怎样才 能避免遗漏或重复辅助系统要求的监测控制点？(2) 怎样使计算机系统与主机配备的单元控制器进行 信息交换？两个问题：上图中计算机的任务及接收信息 解决办 法(1)不与冷冻机或锅炉主机单元控制器通讯，而是另 外安装水温传感器、流量传感器等以监视这些主机的 工作状况。(2) 一些冷冻冻机和锅锅炉厂商进进而推出中央控制器或 监监控器，能够够与自己的主机控制单单元通讯讯，从而根 据负负荷（实际实际 上就是回水温度的变变化）相应应地改变变 启停台数实现实现 群控

9、。 (3) 设设法使主机的控制单单元与主计计算机系统统通讯讯， 这这是最彻彻底的解决方法。 通过过通讯变换讯变换 接口实现实现 异型机连连 接 由现场现场 控制机实现实现 异型机间间的通 讯讯 采用QHRH通讯网的冷热源系统控制机配置 1）压缩式制冷系统实行监控的目 的 保证冷冻机蒸发器通过稳定的水量以使其正常工作； 向空调冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求； 在满足使用要求的前提下，尽可能提高供水温度， 从而提高机组的 COP 值，同时减少系统的冷量损失 ，实现系统的经济运行。2）压缩式制冷系统的监控功能启停控制和运行状态显示； 冷冻水进出口温度、压力测量； 冷却水进出口温度、压力测量；

10、 过载报警； 水流量测量及冷量记录； 运行时间和启动次数记录； 制冷系统启停控制程序的设定； 冷冻水旁通阀压差控制； 冷冻水温度再设定； 台数控制；制冷系统的控制系统应留有通信接口。11压缩式制冷系统控制原理图6.2.3 设备运行台数控制为使设备容量与变化的负荷相匹配以节约能源。 延长机组设备的使用寿命 目的：基本原则：要求各机组设备的运行累计小时数及启动次数 尽可能相同 。控制策略：每次初起动系统时，都应优先起动累计运行小时 数最少的设备 。 特殊要求：某台冷水机组是专为低负荷节能运行而设置 群控的序列策略在需要启动一台制冷机的时可按： 当前停运时间最长的优先 累计运行运时间最少的优先 轮流

11、排队在需要停止一台制冷机的时可按： 当前停运时间最长的优先 累计运行运时间最长的优先 轮流排队6.2.3 设备运行台数控制1）回水温度控制通常冷水机组的出水温度设定为7，则不同的 回水温度实际上反映了空调系统中不同的需冷量。控制原理适用系统：冷水机组定出水温度的空调水系统。存在问题控制精度不高例子例子1台冷水机组，供水温度为7，供回水温差为 5，则额定负荷下回水温度为12.假定温度传感器的精度为0.3，则回水温度的 测量显示范围为12.36.7。控制误差：额定冷量：Q=MC（12-7）=5MC最大误差：供水温度负误差：6.7回水温度正误差：12.3 实际冷量：Q=MC（12.3-6.7）=5.

12、6MC (5.6MC-5MC)/5MC=0.12例子2台冷水机组，供水温度为7，额定负荷为： Q=MC（12-7）=5MC 单机冷量为0.5Q=2.5MC 从1台运行转为2台运行的边界条件：回水温度为9.5， 实际回水温度：9.29.8低限：Q1=MC（9.2-7）=2.2MC实际需冷量占总冷量的比值：2.2/5=44%单机冷量：2.2/2.5=0.88=88%高限：Q1=MC（9.8-7）=2.8MC实际需冷量占总冷量的比值：2.8/5=56%单机冷量：2.8/2.5=112%当传感器的测量温度为9.5时低限时实际负荷只有总负荷的88%，如果投入2台，则每台 负荷只有其单机容量的44%，低效

13、率运行，耗能。高限时已运行机组的负荷率已达到其单机容量的负荷的 112%，处于超负荷工作状态，说明转换时间过晚 。冷水机组的COP例子3台冷水机组，供水温度为7，额定负荷为： Q=MC（12-7）=5MC 单机冷量为0.33Q=1.67MC 从1台运行转为2台运行的边界条件：回水温度为8.7， 从2台运行转为3台运行的边界条件：回水温度为10.3， 例子当测量回水温度为8.7，实际的温度范围为：8.49总冷量可能的范围为：（8.4-7）/5=28%（9-7）/5=40%相当于单机负荷的：1.4/1.67=83.8%2/1.67=120%例子当测量回水温度为10.3，实际的温度范围为：1010.

14、6总冷量可能的范围为：（10-7）/5=60%（10.6-7）/5=72%相当于单机负荷的：3/（21.67）=89.8%3.6/（21.67）=108%结论采用回水温度控制冷水机组的运行台数，冷水机组选用台数越多而实际运行台数越少时，上 述由于传感器精度带来的误差越为严重。采用回水温度控制冷水机组的运行台数，要求 系统内冷水机组的台数不超过2台。6.2.3 设备运行台数控制2）冷量控制控制原理适用系统：冷水机组定出水温度的空调水系统。通过供水管网中分水器上的温度传感器TT1 检测 冷冻水供水温度（1 路 AI信号），通过回水管网中 集水器上的温度传感器 TT2 检测冷冻水回水温度（1 路 A

15、I信号）以及供水总管上的流量传感器 FT（1 路 AI信号）检测冷（冻）水流量，送入 DDC，计算出 实际的空调冷负荷，控制冷水机组投入台数及相应的 循环水泵投入台数 。控制过程水系统各传感器位置的选取例子电磁流量计的测量精度大约为1%最大可能冷量为：Qmax=0.5W0X(1+1%)X(12+0.3)-(7-0.3)=2.828W0（1）传感器设于用户侧，实际冷量Q=0.5Q0时，最小可能冷量为：Qmax=0.5W0X(1-1%)X(12-0.3)-(7+0.3)=2.178W0而实际冷量为Q=2.5W0，因此冷量的计算误差为最大正误差：Q1（+）=Qmax-Q=0.328W0例子而实际冷量

16、为Q=2.5W0，因此冷量的计算误差为最大正误差：Q1（+）=Qmax-Q=0.328W0最大负误差：Q1（-）=Qmin-Q=-0.322W0最大正误差率：X（+）=Q1（+）/Q=13.12%最大负误差率：X（-）=Q1（-）/Q=-12.88%例子最大可能冷量为：Qmax=W0X(1+1%)X(9.5+0.3)-(7-0.3)=3.131W0（2）传感器设于冷源侧，实际冷量Q=0.5Q0时，最小可能冷量为：Qmax=W0X(1-1%)X(9.5-0.3)-(7+0.3)=1.881W0而实际冷量为Q=2.5W0，因此冷量的计算误差为例子而实际冷量为Q=2.5W0，因此冷量的计算误差为最大正误差：Q2（+）=Qmax-Q=0.631W0最大负误差：Q2（-）=Qmin-Q=-0.619W0最大正