侨鑫冷水机房优化控制说明2015

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1、侨鑫冷水机房优化控制系统（CPO）说明北京江森自控有限公司分公司目录CPO冷冻站优化控制系统概述3二. CPO系统控制目的3CPO主要监控容CPO控制策略一. CPO冷冻站优化控制系统概述中央空调冷冻站优化控制系统的监控包括冷水主机，冷冻水泵，冷却泵，冷却塔、阀门与膨胀水箱等的监测与控制。冷冻站优化群控系统根据相关采集数据（温度，流量，压差等）及建筑系统负荷大小，优化冷水机组、冷却泵组和冷冻泵组运行台数和组合，按能效优先并先后有序启动设备运行，通过执行最新的优化程序和预定时间程序，达到最大限度的节能。且减少人手操作可能带来的误差，并将冷源系统的运行操作简单化。集中监视和报警能够及时发现设备的问

2、题，可以进行预防性维修，以减少停机时间和设备的损耗，通过降低维修开支从而使用户的设备增值。二. CPO系统控制目的中央机房优化控制系统的目的，是在冷源机组的产冷量满足建筑物的冷负荷的需求的情况下，使机房空调设备能耗最低，并使其得到安全运行及便于维护管理，取得良好的经济效益和社会效益，简单地来说，就是要节能和优化管理。CPO主要监控容冷冻机组系统群控监控的系统容如下，详细请见系统监控原理图：监测制水机组运行状态、故障报警、并控制启停；监测冷冻水泵的运行状态、故障报警、手自动，并控制启停；监测冷却水泵的运行状态、故障报警、手自动，并控制启停；冷冻水泵/冷却水泵/冷却塔风扇变频调节测量冷冻水供/回水

3、总管温度；测量冷却水供/回水总管温度；测量冷冻水流量；测量冷却水流量；监视膨胀水箱高/低液位；通过监测冷冻站总管冷量，以此作为大楼当前需求冷量；并根据冷冻机组的能效曲线和运行时间累计来决定冷冻机的启停组合及台数，以便达至最佳的节能状态，同时又避免长时间使用一台或几台设备所引起的疲劳状态；根据机组启停情况控制相关水泵及蝶阀开关、蝶阀位置反馈；控制冷冻水旁通阀的开度，以维持冷冻供回水压差；冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵运行时间累积；机房设备开机/关机的顺序控制连锁启动顺序：冷水机组的冷冻水管蝶阀冷冻水泵冷水机组冷却水管蝶阀冷却水塔电动蝶阀一冷却水泵一冷却水塔风机一冷水机组连锁停止顺序冷水机组-（延时，

4、根据设备要求、系统负荷、运行工况等条件判定和设定）冷却水塔风机一冷却水塔电动蝶阀一冷却水泵一冷水机组冷却水管蝶阀冷冻水泵冷水机组的冷冻水管蝶阀四.CPO控制策略冷冻群控系统对冷冻机组编制相应的群控及联锁，自控系统通过NAE网络控制引擎和E-Link与冷冻主机连接，进行数据交换，通过DDC控制器采集现场设备信息和控制现场执行机构，通过独立的冷量积分仪设备监测冷冻和冷却总管冷量，并通过通讯接口，提供给群控系统。冷源系统的能耗主要由冷水机电耗及冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机电耗构成。由于各冷冻水末端用户都有良好的自动控制，那么冷水机的产冷量必须满足用户的需求，节能就要靠恰当地调节冷水机运行状态，降低

5、冷冻水泵，冷却水泵及冷却水塔风机电耗来获得。CPO可以对系统编程，通过完成特定的操作顺序，如：设备自动操作，设备保护，数据转发和报警，来实现冷水机组的高效运行。CPO为机组提供适当的控制，其中包括：1最优冷水机能效优先控制冷水机的能耗是最令人关注的，它由压缩方式，冷媒，制冷量，压缩机规格和换热器规格等因素构成，只有冷水机制造商本身才最熟悉自己的产品特性，江森的自控CPO正是在这个基础上开发出来，结合冷水机的不同特性，作出最优化的计算程序，获得最好的节能效果，这是一般的控制系统无法比拟的。CPO系统将根据冷冻站实时总冷量作为系统需求冷量，结合主机的能效曲线，实时得出可以满足需求负荷的最优主机运行

6、组合，且系统会在线比较当前机组（组合）运行效率与优化后的机组（组合）效率，确定是否需要更改机组（组合）以满足建筑需求负荷，确保机组（组合）运行在最优效率区间。下面举例说明：12辛共4-CObMtOlj.aCJ?H刖LOftlIvbfjt;r1,2m口n工心怛CffTtnitlmUAS切MMCort)nitmLC3色山壮忙町:LhuthL2CP12L:W-CcrtJrsttrl.?CC&g3J口说Cartiritlcn:列0F0红fCWT:rEif5tiL13/爼P圧11竺i;rtirstl;rjl.；p；4r5t;ccrtirillcr1.ZCC(fl55ECWl&rb拭丁：H些茁孚E搐1:c

7、ltir-ic-L?tii*rAnbiutiwujnop酣；葩AT：-3rblr3tbf:强丄启为P申如EOAT2orblfi：IWIMF邸IGFCatibkaiiar1,:品copmi心怛；jrj,刀；ti：r寿lOTDI：I0T,iBP曲:i55E3HELlnathrtMJraf.WKWTCa*BhlTM；JJOP阴丄LCWT；q-3lrmt丁3.J3M7学壬：O51CD*DITiiTO*：.lJKJHKt二厂旺蟹七1,2:ZPCfinahitcn爲肚尹諭广進-Cwibhltffil.ZJaoo&13.55KMT-凸rhtcr!J5Sl!.iiiTCstrnarJj:尸其右訂齐订i;rti

8、ran;r；F?；55&i；VT上图是在本项目冷水机组在冷冻水出水温度6C,冷却水回水温度分别为15.56C和32C两种工况下，控制器根据冷水机组参数自动算出来的机组各种组合的COP曲线,根据最高效率组合优先的策略，在8000KW的冷量需求时，在冷却水温回水温度15.56C工况下，最优组合是1、2、3、4、5;在冷却水温回水温度32C工况下，最优组合是3、4、5。2冷冻水重设系统结合室外温度，在满足建筑需求负荷前提下，自动调节冷冻水出水温度，并获得最优节能，提高冷冻水出水温度，可以直接提高冷水主机效率。3低负荷控制不允许单台冷水机在低于可选工况点（如30%的负荷）下运行，除非只有单台冷水机用于

9、承担冷负荷。当冷负荷低于机组运行最低工况点（如25%的负荷）时，Metasys将选择冷水机启停控制，以便充分发挥其能效。4冷冻水泵台数控制主机控制程序模块会根据需要启动的主机组合，计算出总需求冷冻水流量，并在程序部告知冷冻水泵控制模块，冷冻水泵控制模块会结合水泵的效率特性，自动选择出可以满足流量需求的最优水泵运行组合，并启动相应的水泵。下面举例说明：本项目冷冻水泵参数如下：a）大冷冻水泵流量：605扬程：41工况点效率：86%最高点效率：89%2U0100200300400S00600700300900QfmVh)Q(m7h)oO90.80oooO7O.6O.5O.4O.oooOo.oo.o3

10、21口Th)b）小冷冻水泵流量:370扬程：41工况点效率：84.9%最高点效率:84.9%Q(m7h)600SO020040020DQ(m7h)根据上述曲线，系统在保证不超出系统最低需求留下和最大需求流量围，并且满足当前需求流量的情况下，系统会选择开启最高效率的水泵。例如，系统当前需求流量为680T/H时，系统会选择开启两台370T/H水泵，因为若开启一台605T/H水泵和一台370T/H水泵，水泵会运行在较低效率区间。5冷冻水泵变频控制调节冷冻水泵频率，使冷冻水总管供回水压差保持在设定值，同时，为保证系统的冷量供应和稳定性，程序会根据大楼水管末端压差情况，调整总管供回水压差设定值，最终保证

11、末端压差维持在需求末端压差设定值。每台水泵的运行频率保持一致。|系统目前设置有4个压差检测点，各点的压差设定值要参考空调系统水力平衡调试结果来设定，控制器会实时对比每个点的压差跟它自身的设定值，计算每个压差点需要的水泵运行频率，选择其中最大者作为输出信号输出给水泵。6冷冻水旁通调节阀冷冻水压差旁通阀平时处于关闭状态，在空调系统末端需求流量较小的时候，且水泵已处于最低运行频率，为了满足系统最少流量需求，控制器会根据目前运行的冷水主机数量，打开旁通调节阀，保证冷源系统流量不低于系统最少流量要求。7冷却水泵台数控制主机控制程序模块会根据需要启动的主机组合，计算出总需求冷却水流量，并在程序部告知冷却水

12、泵控制模块，冷却水泵控制模块会结合水泵的效率特性，自动选择出可以满足流量需求的最优水泵运行组合，并启动相应的水泵。（与冷冻水泵相同）。冷却泵参数如下：a）流量：425扬程：28工况点效率：85.6%最高点效率：85.8%1003004005r：60050.045.040.035.0_30025.0720.015.010.0so0.0QlmVh)4020Qms/hl300400500500QlmVh】b）流量：720扬程：28工况点效率:86%最高点效率：88.2%o543(Ex2C52IQ30040C5006007008009DOQ吋/h)o21RC70&0SO4000-000030.o.o.

13、oo.002oo130040050C$00700300$00C100200MO400500600700800900OfinTh)8冷却水泵变频控制调节冷却水泵频率，使冷却水总管供回水压差保持在设定值。每台水泵的运行频率保持一致。控制器会实时对比压差值与设定值的差值，通过PID运算，调整水泵运行频率。母台水泵的运行频率保持一致9冷却塔台数控制主机控制程序模块会根据需要启动的主机组合，计算出总需求冷却水流量，并在程序部告知冷却塔控制模块，冷却塔控制模块会结合冷却塔的效率特性，自动选择出可以满足流量需求的最优冷却塔运行组合，并启动相应的冷却塔。10冷却塔变频控制调节冷却塔频率，使冷却塔出水温度保持在

14、设定值，设定值=冷却塔逼近度+室外湿球温度。11冷却水旁通阀调节调节冷却水旁通阀，使冷却水回水温度不低于设定值，暂定12.8C。12故障自投控制当冷水机、水泵、冷却塔设备发生故障时，系统会自动启动备用备用设备及其相关辅助设备，保证系统的正常供应。13故障报警系统检测主机、泵和冷却塔风机的故障，同时将在界面上显示报警信息。14系统冷量监测与计算系统冷冻水及冷却水侧均配置有流量计及能量计，以便实施监测系统的运行状态并用于计算相关运行参数。a）冷冻水：能量计用来对流量与温差进行积分计算冷量，该冷量将用于系统COP的计量；流量计用于流量测量；b）COP计算公式：冷量/（主机+水泵+水塔）耗电量c）冷却水：能量计用来对流量与温差进行积分计算冷却侧的排热量，主要用于冷热平衡计算；流量计用于流量测量。另外用于监控冷却水流量确保其不少于主机的最少流量避免机组故障。