某体育建筑冷热源机房自动控制要求

莫 斌

中国建筑西南设计研究院有限公司

某体育建筑冷热源机房自动控制要求

莫 斌

中国建筑西南设计研究院有限公司

本文将针对某体育建筑的冷热源及空调水系统配置，详细阐述由制冷主机、热水机组、冷却塔、冷却水泵、冷水一级泵、热水一级泵、冷水二级泵、热水二级泵等组成的冷热源的自动控制要求，使冷热源各设备高效节能运行。

二级泵；自动控制；中央空调；体育建筑

1 引言

随着我国经济水平的提高，在建及拟建体育建筑越来越大，大型体育建筑对中央空调提出了更高的要求，冷热源趋于集中化、大型化。大型空调冷热源设备多、运行管理复杂、运行能耗高等，由操作人员手动开启及调节设备运行已经无法实现系统稳定、节能运行，只有为大型空调冷热源配置一套合理的自动控制系统，大型空调冷热源才能稳定、高效、节能的运行。

2 工程概况

本工程为夏热冬冷地区某体育建筑，空调总冷负荷为：13806kW，空调总热负荷为：6213kW。考虑到体育建筑的空调使用情况，在选用空调主机时，同时使用系数取0.8，空调冷源选用3台制冷量为3516kW（1000TR）的电动离心式制冷机组，空调热源选用2台制热量为2500kW的燃气热水机组。本工程空调水系统为闭式两管制二级泵系统，一级泵工频运行，二级泵变频运行，冷、热水泵均分别设置。本工程冷水供回水温度：6/12℃，单台冷水一级泵设计流量：504m3/h；热水供回水温度：60/50℃，单台热水一级泵设计流量：218 m3/h；本文基于暖通专业，对空调水系统提出自控要求。

3 空调二级泵水系统流程图

4 自控概况

本工程集中空调低温冷水系统设置机房自动控制系统，以下简称“机房自动控制系统”，实现对空调水系统进行参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、设备联锁与自动保护、能量计量以及中央监控与管理等；机房自动控制系统对制冷主机、低温冷水一级泵、低温冷水二级泵、冷却水泵、冷却塔等完成智能化控制、节能运行和设备精细化管理；机房自动控制系统针对本工程冷源特点，采用有效的控制方法，以实现该系统良好的节能效果，并提供与第三方管理系统接口，实现远程控制与信息共享。

5 控制说明

（1）机房自动控制系统能根据中央空调系统设备（主机、一级泵、二级泵、冷却水泵、冷却塔、电动阀门等）的配置，以组态方式灵活添加或修改受控设备对象，并设置其属性，确保控制系统的通用性和可扩展性。

（2）制冷/制热主机自带控制器，维持主机的出水温度为设定值（根据实际运行情况设定），主机带数据接口。

（4）制热主机根据能量法控制其加机。

（5）主机的减机控制原理：当运行台数大于1时，且平衡管内的冷/热水由供水总管流向回水总管，当流量达到单台主机设计流量的115%（冷：580m3/h；热：250 m3/h），并且持续10～15分钟，则关闭一台主机。

（6）一级泵与制冷/制热主机联动运行。

（7）二级泵的控制：游泳馆冷水二级泵为2台同型号变频水泵并联，游泳馆空调供回水最不利环路主供回水管之间设有压差传感器，检测游泳馆冷水供/回水之间压差，根据实测压差与设定值（根据实际运行工况优化调整）的偏差，同步调节并联水泵组中正在运行的水泵频率，以保证压差达到设定值，所有低温冷水二级泵均设最小频率限制（25Hz），当频率达到最小频率时，频率不再下调；当运行水泵达到最小频率且运行台数大于1时，实测压差仍大于设定值，并且持续一定时间，自动停止一台水泵运行；当运行水泵达到工频时且运行台数小于并联水泵组的总台数时，实测压差仍小于设定值，并且持续一定时间，自动增加一台水泵运行。冷水二级泵的启动：逐一启动，水泵启动均以最小频率启动；水泵加机时，应先将当前运行水泵频率降至最小频率，再启动另一台水泵。其它二级泵的控制与上述方法类似。

（8）轮序控制及顺序控制

按预定时间表进行系统设备（制冷主机、冷水一级泵、冷水二级泵、冷却水泵、冷却塔、电动阀门等）定时启停控制，并保证所有系统设备一段时间内运行时间相近；当末端空调负荷需求小且空调系统只需单台制冷主机运行时，机房自动控制系统优先选择变频离心机组运行。

冷水一级泵、冷却水泵、冷却塔与制冷主机一一对应，冷水一级泵、冷却水泵、冷却塔、对应冷却水系统电动开关阀与制冷主机联动启停，并按以下顺序进行顺序控制，启动：冷水一级泵→冷却水系统电动开关阀→冷却水泵→冷却塔风机→制冷主机；停止：制冷主机→冷却水泵→冷却水系统电动开关阀→冷却塔风机→冷水一级泵。

肉牛日增重、日粮养分消化率和氮利用率随日粮蛋白质水平从10.91%增加到13.07%，或添加75 mg RPFA显著提高。但日粮蛋白质水平与RPFA之间没有交互作用。

供热时的轮序控制及顺序控制与上述类似。

（9）制冷、制热工况转换：通过切换供冷、供热主干管的电动开关二通阀，其它设备联动运行，实现制冷、制热工况转换。

（10）制冷主机蒸发器及冷凝器进水管上均设水流开关，当制冷主机蒸发器或冷凝器进水量小于设定值时，水流开关报警，并自动关闭制冷主机。

6 监测与显示功能

（1）制冷主机的监测与显示：手/自动状态、运行状态及故障报警状态；制冷量、能耗、电流百分比RLA%；冷水、热水、冷却水的进出水温度。

（2）一级泵的监测与显示：手/自动状态、运行状态及故障报警状态。

（3）二级泵及对应变频器的监测与显示：水泵的手/自动状态、运行状态及故障报警状态；变频器的故障报警状态及运行频率。

（4）水系统的监测与显示：供回水温度、系统累计运行时间、系统累计耗电量、系统累计供冷量、主要分支累计供冷量、系统瞬时耗电量、系统瞬时供冷量、主要分支瞬时供冷量、电动阀的阀位；

（5）冷却水泵的监测与显示：冷却水泵的运行、停止、故障、远程/就地控制模式。

（6）冷却水系统的监测与显示：冷却水系统供回水温度、室外温湿度、冷却水泵累计运行时间、冷却水泵的累计耗电量、冷却水泵的瞬时耗电量、电动阀阀位等。

（7）系统能效比曲线：机房自动控制系统能根据中央空调系统能效比的变化情况正确绘制系统能效比曲线，并能查询和显示。

（8）能耗曲线：机房自动控制系统能根据各受控设备功率消耗的变化情况正确绘制各设备的能耗曲线，并能查询和显示。

（9）供冷量曲线：机房自动控制系统能根据各制冷主机的实际输出的制冷量正确绘制各制冷主机的逐时供冷量曲线，并能查询和显示。

7 数据处理功能

（1）基本参数记录：机房自动控制系统能对主机的基本参数（冷水、热水、冷却水的进出水温度）、系统总管的基本参数（温度）等进行记录。

（2）能耗记录：机房自动控制系统能对中央空调系统设备（主机、一级水泵、二级水泵、冷却水泵、冷却塔等）的能耗进行记录。

（3）冷热量记录：机房自动控制系统能对系统总管、接分集水器的水干管的冷热量进行记录。

（4）操作记录：机房自动控制系统能对操作人员、操作内容、操作行为发生时间等进行记录。

（5）故障记录：机房自动控制系统能对故障发生的时间、故障设备、故障类型等进行记录。

（6）机房自动控制系统能对上述纪录数据进行存贮、输出、删除。

8 故障报警功能

（1）故障报警分类：机房自动控制系统应设有短路、接地故障、过载、缺相故障、参数越限报警

（2）故障报警方式：声光提示报警、显示器画面报警。

（3）故障报警的处置：所有报警直至引发报警的条件消失（如运行参数恢复正常）或经操作人员检视并处理后，方可消除报警。

[1]江亿,姜子炎.建筑设备自动化[S].中国建筑工业出版社,2007(6).

[2]曹晴峰,建筑设备控制工程[S].中国电力出版社,2007(1).

[3]马最良,姚扬.民用建筑空调设计[S].化学工业出版社,2015(6).

[4]GB/T 26759-2011.中央空调水系统节能控制装置技术规范[S].