冰蓄冷监控系统方案

 冰蓄冷系统的控制  基本监控点

冷水机组的运行状态、故障状态、启、停控制、远程/本地、运行时间累计；

冷冻水泵的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计； 冷却水泵的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计； 冷却塔风机的运行状态、故障状态、启停控制、手自动状态、运行时间累计；

冷/热水供回水管路

冷冻水总回水流量、供回水压差、温度检测，压差旁

通阀门控制,冷冻、冷却水及冷却塔电动蝶阀开关控制及开关状态；

 顺序启停

制冷系统的开启和停机应有一定的时间顺序和注意事项，避免造成对设备的损害和对电网的冲击。按工艺流程开启/关闭系统，防止某些意外情况的发生，并延长主设备的使用寿命。

通过对系统中设备的控制，使冷机可以按照程序在规定的时间启/停，在启/停过程中所有设备能够按制冷系统工艺要求的合理顺序分步依次启动或停止，以达到保护设备、延长使用寿命的目的。

冷站系统启动顺序暂定为：

冷冻、冷却水管路电动蝶阀—→冷却水泵—→冷冻水泵—→冷水机组 冷却塔风机根据机组状态、冷却水泵状态和冷却水供回水温差决定开启，以便节能。

注：启动和停机时各主要环节之间延时时间可调. 冷站系统停机顺序暂定为：

冷水机组—→冷却水泵冷—→却水泵—→冷却塔风机—→冷却水管路电动蝶阀—→冷冻水泵—→冷冻水管路电动蝶阀

冷冻水泵延迟停止可保证系统尽可能多的利用冷冻水的余冷进行节能。

说明:启动和停机的顺序需要与冷水机组厂家确认,最终按照确认后的顺序和延时时间编程实施.

 保护启动

为确保机组及循环泵在允许的工况下启动，程序中将进行如下的工作流程：启动冷机前，将先检测冷冻水水温等参数是否在许可范围内，并对异常值预先报警，提醒操作人员注意，避免了非正常启动系统。如果不能满足开启条件则自动终止开机操作，并通过声音和图形提示操作人员。

 制冷、蓄冰、融冰等工况的转换

本项目采用三台双工况螺杆式制冷机组作为制冷主机，空调工况时，单台制冷量为1600KW，蓄冰工况时，单台制冷量为1200KW，该制冷机组蓄冰工况时，载冷剂的进出口温度为-5.5℃/-2.5 ℃；空调工况时，载冷剂的进出口温度为10.5℃/5.5℃。夜间供冷选用一台变频离心式冷水机组作为基载主机，其制冷量为2000KW。。基载主机夜间冷冻水的进出口温度为10.5℃/5.5℃，白天冷冻水进出口温度为13/8℃。

冰蓄冷系统与冷冻水系统采用间接连接、主机上游串联布置方式。供冷时，3.3℃的载冷剂经板式热交换器热交换，为组合式空调机组提供4.5℃的冷冻水；蓄冰时，制冷主机为蓄冷装置提供低温载冷剂，大楼夜间供冷有基载主机提供。蓄冰系统采用闭式系统，其载冷剂采用溶液浓度为25%的乙二醇水溶液。

为满足建筑物冬季供冷的技术要求，采用冷却塔“免费供冷”方式，以减少冷冻机的运行时间。

各种工况主机和对应阀门的控制转换情况如下：

 水温控制

水系统为闭式循环，冷冻水由制冷机集中制备，并由冷机所附带的微电脑实施控制。

一般的制冷机对水温有一个较宽的限定范围，但即便如此，对水温的控制仍将大大改善冷机的工作情况，冷冻水的温度主要取决冷负荷的大小。为防止在冷负荷突然减小时造成冷机故障，系统在程序设计时对冷冻水回水温度设置了水温低限报警，并在水温继续降低时，停止冷机。

 故障切换及设备运行时间均衡

在BAS实现对制冷站设备的全面控制后，设备的故障切换功能就变得十分方便和可靠，能充分利用制冷系统的备用设备，保障制冷站的连续运行，这对于要求较高的综合楼是非常重要的，其益处也是显而易见。

例如，在原始的纯人工管理下，某台泵的故障将在1分钟内造成水的断流，而工作人员往往在故障发生5分钟后也难以立即启动备用泵，结果造成冷机断流保护。再次启动时，势必造成时间上的延误和冷量的损耗，更对冷机造成一定的冲击，减少其使用寿命。

BAS控制下的故障切换则非常的灵活可靠，故障信号的采集和处理在极短的

时间内即可完成停止故障设备，将备用设备投入运行等工作，并报警提醒操作维护人员予以注意。

北京中心的制冷系统为冷冻水泵都配备了备用设备。但是由于操作人员的责任心等问题，许多设备都是备而不用。一个好的公司会在BA管理系统的程序中依照预先编排的日程表及设备正常情况时间的统计，轮流将几套设备均投入使用。这样，某台冷机、水泵等就不会因过度损耗而造成寿命的急剧减少。因此如何更好的使用备泵，如何在系统发生故障时被用设备能快速的投入运行，则是我们必须要解决的一个问题。

投运设备和备用状态可根据设备的运行时间和目前已运行的设备数量进行选择，以保证每台设备的运行时间都比较均衡，延长设备的使用寿命。

 冷却水旁通调节控制

由于冬季采用冷却水提供建筑内冷源，压差旁通控制就是对冷却水的旁通流量进行控制，通过检测冷却水供回水的压差，来实时调节旁通阀门的开度，从而使管网压力达到平衡。

通过压差旁通控制可保证冷却水流量平衡，从而保证工况下负荷侧的变流量和却水侧的定流量。压差—阀门调节，多采用PI调节算法，调节迅速平稳、精度高。

 负荷测量及冷水机组台数控制 冷水机组台数控制

由于已经设置了冷冻水回水流量变送器、供、回水温度传感器，已经可以计算实际冷负荷QL=CG（t2- t1）

QL——冷负荷 KW；

C——冷冻水的比热，4.186KJ/Kg.℃； G——冷冻水流量，kg/s；

t1•t2-——冷冻水供、回水温度，℃；

冷机的额定制冷量为QNO，则冷机工作的台数和冷负荷的关系如下： 一台工作 QL ≤1 QNO

两台工作 QL=1 QNO ~2 QNO

由于机械制冷的冷机（本工程冷水机组属于这种情况）的装机容量都在几十到几百千瓦，启动时对电网冲击很大，所以在增减冷机台数时，必须延迟一定的时间，比如10min~30 min。为避免频繁启、停，需要启动第二台冷机为1 QNO+ΔQ。由两台减至一台时，其冷量为1 QNO-ΔQ，设计一个呆滞区。

对于本工程，夏季主要对两台大型冷水机组进行台数控制，可根据其制冷量根据台数控制策略机动调配。当然，冷水机组台数控制策略还应结合各台冷水机组最佳制冷能效比（COP）进行合理编排。

由于冷却水、冷冻水进冷机处分别设置电动调节蝶阀，所以可采用自动控制冷机台数，按照末端实际需要的负荷供应热源，冷水机组外围设备如冷冻泵、冷却泵和冷却塔运行的数量可与机组数量对应，这样，不仅节约了机组能耗，同时也节省了水泵等设备的能耗，具有非常好的节能效果。

 机组定时启停控制

根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。

 乙二醇冷冻泵、冷冻水二次泵变频控制

乙二醇冷冻泵、冷冻水二次泵一般情况下选型的扬程、功率都比实际需求大，水泵的能耗一般有较大的富余量，如果水泵工频运行，会导致末端处于小温差，小流量模式运行，水泵的一部分能耗都浪费在末端阀门上了，所以为了节能，可对冷乙二醇冷冻泵、冷冻水二次泵进行变频控制，一般通过冷乙二醇和冷冻水的供回水温差进行变频控制，让末端处于大温差、大流量模式运行，使得水力组织消耗掉的能耗达到最小。

当然由于电制冷冷水机组的运行要求，乙二醇冷冻泵最低频率对应的流量不能低于机组允许的最小流量，所以，乙二醇冷冻泵、冷冻水二次泵变频控制还应该有最小频率。

运行参数及报警

自动检测系统内各检测点的温度、压力等参数，定时记录、打印、故障报

警。

 设备基本配置

SIEMENS APOGEE 高级客户端软件（该软件是楼宇自控系统服务器软件的客户端，用做冰蓄冷控制分站）

离心式基载冷水机组集成接口（采集离心式基载冷水机组的内部数据） 螺杆式双工况冷水机组集成接口（采集螺杆式双工况冷水机组的内部数据） DDC控制器：西门子模块化控制器PXC 扩展型，TX-I/O模块 包括:数字输入/输出模块，通用输入/输出模块； 插入式水管温度传感器； 电磁流量计 液体压力传感器 液位开关 水流开关

蓄冰槽冰位传感器 电动调节阀及驱动器 电动蝶阀及驱动器