谈中央空调制冷机房群控系统的构架是怎样的?对各设备的控制要求是什么?(下)
冷却塔自动控制群控系统在保证冷水机组冷凝器入口温度不低于最小值的前提下,自动调节冷却塔风机的台数和频率,尽可能降低冷却塔出口温度,以保证冷水机组的安全运行。冷却塔风扇通过同步开启进行调节、联合变频方式。1)当冷却塔开始运行时,所有风扇都打开;当冷却塔停止运行时,风扇关闭。2)当出塔水温高于设定值偏差时,风机整体运行频率增加。3)出水温度低于设定值-偏差,降低整体风机运行频率。4)风扇频率不应低于30Hz。5)当频率达到下限时,出水温度仍低于设定值-偏差,按组关闭风扇。冷却塔的出水极限温度取为“室外湿球温度为3~5℃”,其中夏季取小值,过渡季节取大值。系统能效优化对收集的运行数据进行分析,找出系统运行中的问题和优化空间。例如,通过分析历史数据和调整控制策略,可以提高系统的运行效率。在这种控制模式下,系统根据节能控制逻辑确定能满足空调系统负荷的系统设备联合运行组合,并动态调整冷水循环泵的频率、冷却水循环泵和冷却风机的频率,重新设定循环冷却水供给的温度和温差以及冷却水出塔的温度和温差,以达到制冷机房的最高整体能效。空调主机链接的设备(包括冷水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔风机和水阀等)按照设定的顺序自动启停,自动优化运行。系统需要有模拟分析工具,可以模拟全年逐时冷站的运行数据,可以进行不同的负荷、不同工况、模拟计算不同控制策略下的机房能效,科学诊断现有机房的能耗和效率。根据机房主要设备的基本特性和系统的冷负荷,结合智能优化算法,对制冷机房的整个系统进行建模和仿真通过各种控制,、优化措施协调制冷机房设备的联合运行,为冷站设备建立匹配的设备性能模型,以制冷机房整体能耗最低为控制目标。控制系统可以合理地调节冷水机组的输出、循环冷水的供水温度和流量、冷凝器进水温度冷却塔工作状态等参数,调整各设备的工作状态,从而优化全站的运行效率。根据实际设备建立了冷水机组的物理模型,该模型反映了实际设备的基本运行特性,符合冷水机组特有的运行曲线,可用于计算冷水机组的运行工况(如:不同的循环冷水供应温度、冷却水出塔水温、部分负荷率、两器流量等)主机能效复制基于。根据满足工艺设计、基于冷量需求和制冷站整体优化的原则,动态设定冷水机组优化的循环冷水出水温度,动态做出加减机的合理判断,降低功耗。冷水循环泵、冷却水循环泵的优化及冷却水循环泵的建立、冷却水泵的物理模型可用于计算运行条件(如:不同的流量、提升和运行频率等)的水泵能耗。根据满足系统总冷量需求和冷站全局优化的原则,并考虑循环冷水的供应/回水温度和压差的变化决定了冷水循环泵的最佳运行频率和台数。水泵的运行频率必须匹配并保证循环冷水环路系统最不利端的供回水压差,满足空调末端循环冷水的流量需求,动态调节循环冷水频率。冷却塔的优化根据实际设备建立冷却塔的物理模型,该模型反映了实际设备的基本运行特性,符合冷却塔的运行曲线,可用于计算冷却塔的运行工况(如:不同系统的热量输出、室外干湿球温度、冷却水流量等)的冷却塔能耗。根据满足系统用热需求和冷站全局优化的原则,确定当前工况下的最佳水温,并根据该温度自动选择最佳风机台数,动态调整冷却塔风机运行频率。最优启停和分布式电力需求控制根据建筑物的使用情况,提前开启和关闭空调设备,以达到舒适和节能的目的。提供用电需求控制,在用电需求峰值出现前,按照预设原则切换或停止设备,使用电负荷峰值最小化。免费供冷寻优:冬季及过渡季节,利用室外自然冷源,制冷主机停机或少启动,通过板式换热器实现热交换,使流经冷却塔的循环冷却水间接为空调供冷。同时系统控制有是否开启主要优化选项的设置,包括但不限于以下功能:是否允许自动优化整个系统的各种设置、是否允许优化循环冷水出口温度设置、是否允许优化主机自动加减、是否允许冷水泵自动频率跟踪、是否允许自动跟踪冷却泵频率、是否允许冷却塔频率自动跟踪网络系统,网络架构基于分布式控制,即集中监控、分散控制。整个架构采用网络型,整个系统的网络结构分为三个层次:第一层是中心工作站和服务器,即管理层。管理层位于消防控制室,通常由一台或多台计算机组成,并配有专门的监控软件。上位机监控系统通过网络层与控制层通信,实时获取制冷机房内设备的运行数据、状态信息,并以图形界面的形式展示给操作员。操作人员可以通过上位机监控系统远程监控冷藏室的运行情况,并设置参数、控制命令下达、报警处理等操作。同时,上位机监控系统还可以存储和分析历史数据,为系统优化和管理提供依据第二层是控制层,主要由DDC组成(直接数字控制器)或PLC(可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller)组成。DDC或PLC负责接收来自现场设备层的信号,按照预设的控制逻辑和算法进行处理和分析,然后发出相应的控制指令,控制现场设备的运行。例如,根据温度、压力等参数来决定制冷主机的启动和停止、调节水泵的速度等。多个DDC或PLC可以通过网络进行通信,实现协同工作和集中控制。常见的通信模式是以太网、RS-485等。第三层是现场设备层,包括制冷机房的各类设备,比如制冷主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、电动阀门、传感器(温度传感器、压力传感器、流量传感器等)这些设备是硬连线或现场总线(如Modbus、BACnet等)与上位控制器通信,将设备的运行状态和监控数据传送给控制器,接收控制器的控制指令。用于采集现场信号的传感器和执行器,即现场设备通过线路与控制器I连接/O连接。控制器(DDC/PLC)传感器和执行器与受控设备一起在本地设置。BAS自动监控建筑机电系统、自动控制、自动调节和自动管理。根据物业管理智能集成平台的控制要求,现场级网络一般采用基于RJ45的TCP协议/IP以太网通信方式,管理级网络采用基于以太网的Modbus或BACnetIP协议。其具有高速传输、通用性强、可靠性高、易于诊断和维护、开放性、灵活性、互操作性和数据管理。这种架构可以满足制冷机房自动控制和管理的要求,提高系统的运行效率和可靠性,降低能耗,为用户提供更加舒适高效的制冷环境。数据对接BA系统的网络具有标准的通信协议和接口,要求BA系统的通信协议和接口满足物业智能集成控制平台的要求。通过网络实现远程监控,操作人员可以通过电脑或移动设备在任何地方对冷藏室进行监控和操作。支持远程故障诊断和维护,提高系统的可靠性和维护效率。由此得出结论,制冷机房群控系统是一个多学科的系统、多方参与的系统工程需要施工单位、设计单位、只有建设单位和运营单位全方位配合,系统才能从硬件到软件全面实施。随着国家双碳战略的全面实施,全社会的绿色意识日益增强、环保、低碳生活方式,中央空调系统作为大型耗能建筑,越来越成为社会各界关注的焦点,近年来也是业内工程师、专家、学者和决策者关注的领域。比如近年来业内正在如火如荼推广的高效机房概念,就源于中央空调的实现、制冷领域降本增效的理想愿景。为了实现建设高效制冷机房的目标和初衷,机房群控系统是极其重要的一环。机房群控系统是制冷系统的软件和神经网络随着AI技术的不断迭代,必然会推动机房群控系统的不断进化和完善。机房群控系统的最终目的不是为了节约运行成本而随意降低冷输出质量,而是在保证冷供应质量的前提下降低能耗、降低运营成本,同时解放劳动力。
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