銀行數(shù)據(jù)中心 BA系統(tǒng)及中溫冷凍水系統(tǒng)自控系統(tǒng)解決方案

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一、數(shù)據(jù)中心中溫冷源供應(yīng)系統(tǒng)簡述

在建筑一層設(shè)置冷凍站為數(shù)據(jù)中心供應(yīng)中溫冷凍水,一層設(shè)置兩套制冷系統(tǒng)。每套制冷系統(tǒng)設(shè)計采3869kW(1100 RT)變頻離心式水冷冷水機組2 +1臺,為了實現(xiàn)系統(tǒng)z大節(jié)能效果,每臺冷水機組對應(yīng)配套1臺1.5度溫差的板式換熱器,作為自然冷卻及部分自然冷卻使用。其中冷凍水泵,冷卻水泵,冷卻塔風(fēng)機都采用變頻。

中溫冷凍水系統(tǒng)采用一級泵變流量系統(tǒng),冷凍側(cè)供回水溫度為18/24℃(15/21℃)。空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用環(huán)路設(shè)計,并用分段閥隔離各個故障點,保證單點故障時系統(tǒng)的正常運行。

數(shù)據(jù)中心為常年冷負(fù)荷,一年四季均需連續(xù)供冷。為保證冷凍水系統(tǒng)的供冷可靠性,防止突然停電或機器故障引起制冷中斷事故,在單套制冷系統(tǒng)供水環(huán)路上設(shè)置1臺有效容積為377立方米的閉式蓄冷罐。冷凍水泵配帶UPS電源,可以實現(xiàn)突然停電冷水機組再啟動時對機房的連續(xù)供冷,可提供數(shù)據(jù)機房空調(diào)系統(tǒng)15分鐘的冷水供應(yīng)。

冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)補水為軟化水,冷凍水系統(tǒng)定壓采用自動定壓補水排氣裝置。冷凍水系統(tǒng)設(shè)置全自動加藥裝置,防垢、防腐、殺菌、滅藻。

冷卻水系統(tǒng)設(shè)置全自動加藥裝置,防垢、防腐、殺菌、滅藻。設(shè)置旁流水處理器,去除冷卻水中懸浮物顆粒和雜質(zhì)。下面以冷凍水供回水溫度15/21℃進行自控介紹說明,若調(diào)整為18/24工況,需調(diào)整對應(yīng)的切換點溫度。

二、冷凍站的自控系統(tǒng)

自控系統(tǒng)電源斷電時,制冷系統(tǒng)所有設(shè)備、閥門等維持?jǐn)嚯娗斑\行狀態(tài)。

1.冷凍站內(nèi)的控制器設(shè)置

(1) 設(shè)置兩臺群控制器(一用一備);

(2)每套冷凍單元設(shè)置一臺單元控制器;

(3)蓄冷罐系統(tǒng)及冷凍站內(nèi)相關(guān)輔助設(shè)施設(shè)置一臺控制器;

(4) 群控制器與其余控制器的信號傳輸方式采用硬接線。

2.群控制器

2.1群控制器的基本要求

群控制器采用硬接線形式,需監(jiān)測室外濕球溫度;冷凍水總管上的溫度、流量、壓力;每個冷凍單元內(nèi)冷機的產(chǎn)冷量;監(jiān)控總管路上的電動開關(guān)閥的狀態(tài);監(jiān)控單元控制器的狀態(tài),監(jiān)測全自動加藥裝置、旁流裝置、定壓補水、蓄冷罐的運行狀態(tài)等。

(2)群控制器可通過單元控制器啟停對應(yīng)的冷凍單元。若群控制器向單元控制器發(fā)出運行冷凍單元(commandouTSpuTS)命令15min(可調(diào))后,沒有收到單元控制器”lineup OK“的狀態(tài)反饋,群控制器應(yīng)前端報警,并啟動下一套冷凍單元,直到成功啟動。群控制器向啟動故障的單元控制器發(fā)出的命令信號需在一段時間(可調(diào))后取消并鎖定。當(dāng)啟動故障的冷凍單元維修后解除報警可正常運行時,替代其運行的冷凍單元應(yīng)繼續(xù)運行不切換。若成功啟動的冷凍單元小于末端需求時,群控制器解除所有報警,繼續(xù)啟動剩余的冷凍單元,以滿足需求。

(3)當(dāng)冷凍單元處于維護模式時,不接受和參與任何控制。

(4)每個單元控制器需監(jiān)測群控制器的狀態(tài)。當(dāng)單元控制器無法監(jiān)測到該信號時,發(fā)出報警。此時單元控制器維持之前的運行狀態(tài)。同時冷凍水泵忽略來自群控制器的控制信號,工頻運行。

(5)群控制器可實現(xiàn)冷凍單元之間的自動輪詢模式。群控制器應(yīng)首先開啟輪詢中選擇的冷凍單元,待此冷凍單元成功啟動后,再關(guān)閉輪

詢過程中應(yīng)關(guān)閉的冷凍單元。操作人員可以選擇手動或者自動輪詢。

(6)冷凍站冷凍水溫的設(shè)定值為15℃(可調(diào)),該值為基準(zhǔn)設(shè)定值。運維者應(yīng)可調(diào)整該設(shè)定值,可在每個冷機單元控制器和冷站

群控控制器上通過工作站圖形界面進行調(diào)整。所有模式下冷凍水溫的設(shè)定值、冷機設(shè)定值和所有報警限值/返回設(shè)定值應(yīng)自動針對基

準(zhǔn)設(shè)定值增減數(shù)據(jù)。操作流程中采用的模式設(shè)定值和報警限值均基于冷凍站冷凍水溫的設(shè)定值,所有設(shè)定值針對該設(shè)定值作線性偏移

(7)群控制器的界面至少顯示以下參數(shù):群控制器的狀態(tài)、末端側(cè)負(fù)荷、冷站負(fù)荷率%、冷凍單元的現(xiàn)運行臺數(shù)以及狀態(tài)、冷凍站的現(xiàn)

運行模式、室外氣象參數(shù)等。

2.2 冷凍站的運行模式(群控制器)

2.2.1 制冷系統(tǒng)的運行模式分三種:冷機制冷模式,預(yù)冷模式,自然冷卻模式。模式的轉(zhuǎn)換由單元控制器根據(jù)室外空氣濕球溫度

及穩(wěn)定性,冷卻塔風(fēng)機單元的負(fù)荷,冷機及板式換熱器的運行狀況來綜合確定。

A:制冷模式運行當(dāng)室外空氣濕球溫度高于15℃(按照冷卻塔出水溫度為19.5℃選型對應(yīng)的濕球溫度(可調(diào)),控制冷卻塔用的冷卻水供水溫度設(shè)定值應(yīng)為21℃(可調(diào))。冷機冷卻水供水溫度傳感器將用于冷卻塔的PID控制回路。系統(tǒng)在純制冷模式下運行,冷卻水出水溫度在21~33℃之間,保證冷機正常運行.

B:進入預(yù)冷模式 當(dāng)室外濕球溫度TS/sh≤15℃高于8℃(按照冷卻塔出水溫度為19.5℃和3.5℃選型對應(yīng)的濕球溫度)(可調(diào))的時間長達15min(可調(diào))時,單元控制器開始檢測冷卻塔出水溫度以及該溫度與冷凍水回水溫度的差值△TS,若冷卻塔的出水溫度≤19.5℃和△TS≥1.5℃(可調(diào),板換的換熱溫差)的時間長達15min(可調(diào))時,單元控制器檢測冷凍單元內(nèi)相應(yīng)設(shè)備及控制閥門的狀態(tài)正常后,向群控制器發(fā)出進入預(yù)冷模式“requesTS“信號,由群控制器決定其進入預(yù)冷模式,并發(fā)出報警提醒操作人員。當(dāng)群控控制器同意單元控制器進入預(yù)冷模式時,群控控制器將向單元控制器發(fā)送預(yù)冷模式開始命令;當(dāng)群控控制器命令冷機單元進入預(yù)冷模式時,單元控制器將發(fā)起所需的系列操作,容許換熱器與冷機串聯(lián)運行。當(dāng)單元控制器接收到預(yù)冷模式啟動命令后,單元控制器將逐步重置冷卻水出水溫度為15℃(可調(diào)),此溫度值應(yīng)為預(yù)冷模式下z低冷卻水溫設(shè)定值。冷機冷卻水供水溫度傳感器應(yīng)用于冷卻塔的PID控制回路。然后開始檢測冷卻塔出水溫度與板換冷凍水回水溫度的溫差,如果冷卻水出水溫度低于冷凍水回水溫度超過1.5℃(可調(diào),板換的換熱溫差)長達15(可調(diào))分鐘,則返回給冷機群控控制器預(yù)冷模式正常反饋,冷機單元控制器收到正確閥位的驗證信號10分鐘(可調(diào))后,冷卻塔PID控制回路的輸入將從冷機冷卻水供水溫度切換到冷機冷凍水回水溫度,將進行冷卻塔的控制,以維持冷機冷凍水回水溫度設(shè)定值。冷機冷凍水回水溫度將逐步重置冷凍水回水溫度設(shè)定值為16.5℃(可調(diào)),此溫度值應(yīng)為預(yù)冷模式下z低冷凍水回水溫設(shè)定值。此溫度設(shè)定值的計算方法為:將冷機進出水的z小溫差1.5℃(可調(diào))和冷機冷凍水出水溫度設(shè)定值15℃相加。冷卻塔的PID控制回路將從之前的冷卻水供水溫度控制切換到冷機冷凍水回水溫度控制,原因是冷機蒸發(fā)器進出水z低溫差設(shè)定為1.5℃,以確保冷機有足夠的負(fù)荷。如15(可調(diào))分鐘后,冷機群控控制器還沒收到預(yù)冷模式正常反饋,則群控制器向操作人員報警提示此套冷凍單元進入預(yù)冷模式時故障,并自動鎖定此套冷凍單元,該冷凍單元自動返回到制冷模式。在鎖定被操作人員解除前冷凍單元不允許再次自動進入預(yù)冷模式。

操作人員應(yīng)可在群控制器的圖形界面中選擇冷凍單元手動或者自動進入預(yù)冷模式。選擇自動模式時,群控制器延時30min(可調(diào)),供操作人員確認(rèn)是否進入預(yù)冷模式,如果操作人員在30min內(nèi)不確認(rèn),則系統(tǒng)自動進入預(yù)冷模式。當(dāng)操作人員確認(rèn)不進入預(yù)冷模式,應(yīng)在工作站中的圖形界面中選擇手動切換,使冷凍單元不進入預(yù)冷模式。當(dāng)預(yù)冷模式準(zhǔn)備就緒時,操作人員也可以在工作站圖形界面中手動確認(rèn)立即進入預(yù)冷模式,而不必等30min延遲后自動進入。當(dāng)預(yù)冷模式處于在手動進入模式時,群控制器應(yīng)提醒操作人員進入預(yù)冷模式的條件已經(jīng)具備。

C:退出預(yù)冷模式 預(yù)冷模式將自動終止,無需運維者干預(yù)。

在預(yù)冷模式中,群控控制器將監(jiān)視自單元控制器的預(yù)冷模式狀態(tài)點。當(dāng)室外的濕球溫度高于進入預(yù)冷模式時濕球溫度的設(shè)定值15℃(按照冷卻塔出水溫度為19.5℃選型對應(yīng)的濕球溫度)(可調(diào))長達10min(可調(diào)),觀察冷卻水的出水溫度以及板換冷凍側(cè)的供回水溫差,冷卻塔容量加載至100%運行,冷卻水的出水溫度>19.5℃(可調(diào)),且板換冷凍側(cè)的供回水溫差<0.5℃(可調(diào))的持續(xù)時間長達15 min(可調(diào))后,或任

一換熱器閥門的狀態(tài)與命令不符。群控控制器將發(fā)送命令至單元控制器,以進入制冷模式。當(dāng)冷機單元從預(yù)冷模式返回制冷模式時,換熱器冷卻水旁通閥將被打開。旁通閥驗證打開狀態(tài)后,換熱器冷卻水隔離閥將被關(guān)閉。隔離閥關(guān)閉后,冷卻塔PID回路控制的輸入將從冷機冷凍水回水溫度切換到冷機冷卻水供水溫度,冷卻塔將進行控制,以維持冷機冷卻水供水溫度設(shè)定值。冷卻塔PID回路將從之前的冷機冷凍水回水溫度控制切換到制冷模式的冷機冷卻水供水溫度控制,如上所述。冷凍單元僅依靠冷機進行制冷;冷凍單元進入制冷模式。單元控制器順利退出預(yù)冷模式進入制冷模式后向群控制器發(fā)出“OK”信號。當(dāng)發(fā)送命令15 min(可調(diào))后,沒收到退出預(yù)冷模式的“OK”狀態(tài)反饋,則群控制器向操作人員報警提示此套冷凍單元退出預(yù)冷模式時故障,并自動鎖定此套冷凍單元。當(dāng)冷凍單元在預(yù)冷模式被認(rèn)為故障時,則預(yù)冷模式在冷凍單元層面上應(yīng)被鎖定,需要操作人員手動復(fù)位來解除鎖定。群控制器需要開啟另外一套冷凍單元,開啟模式為冷機制冷模式,待運行穩(wěn)定后,根據(jù)判定條件實現(xiàn)模式切換。

D:進入自然冷卻模式

在預(yù)冷模式下,當(dāng)室外濕球溫度TS/sh≤8℃(按照冷卻塔出水溫度為13.5℃選型對應(yīng)的濕球溫度)(可調(diào))的時間長達30min(可調(diào))時,單元控制器開始檢測冷卻塔的出水溫度,若≤15℃(可調(diào))的時間長達30min(可調(diào))時,冷卻塔風(fēng)機的轉(zhuǎn)速≤40Hz(可調(diào)),換熱器進入冷機的冷凍水溫低于或等于16.5℃(可調(diào))達30分鐘(可調(diào)),則單元控制器將發(fā)送硬接線的輸出信號至群控控制器,表示節(jié)能模式就緒。首先單元控制器向群控控制器發(fā)送經(jīng)濟模式準(zhǔn)備就緒命令,請求群控控制器同意進入經(jīng)濟模式;當(dāng)群控控制器接收到經(jīng)濟模式就緒命令后,其將在前端報警提醒運維人員可以進入經(jīng)濟模式。當(dāng)群控控制器同意單元控制器進入經(jīng)濟模式時,群控控制器將向單元控制器發(fā)送經(jīng)濟模式開始命令,當(dāng)單元控制器接收到經(jīng)濟模式啟動命令后,當(dāng)群控控制器命令單元啟用節(jié)能模式時,冷機冷凍水回水溫度設(shè)定值將從預(yù)冷模式下的設(shè)定值16.5℃(可調(diào))緩慢向下重設(shè)至15℃(可調(diào)),以卸載冷機。冷機冷凍水回水溫度傳感器將用于冷卻塔的PID回路控制。冷機單元控制器監(jiān)視著冷機運行產(chǎn)冷噸數(shù),當(dāng)冷機運行冷量降低至滿載冷量的20%(可調(diào))時,單元控制器將關(guān)閉冷機。這樣做是為了防止冷機蒸發(fā)器進出水溫差降至1.5℃以下,先于冷機低負(fù)載故障發(fā)生前關(guān)機。冷卻塔的PID回路控制設(shè)定值的輸入將從冷機冷凍水回水溫度切換至冷機冷凍水供水溫度,冷卻塔將進行控制,以維持冷機冷凍水供水溫度設(shè)定值為15℃(可調(diào))。當(dāng)單元控制器成功關(guān)閉冷機后,則其向群控控制器發(fā)送經(jīng)濟模式成功反饋;當(dāng)延遲15(可調(diào))分鐘后,群控控制器仍沒有接收到經(jīng)濟模式的狀態(tài)反饋,則群控控制器認(rèn)為此套冷凍單元不適合運行在經(jīng)濟模式,群控控制器將撤銷對冷凍單元的經(jīng)濟模式命令,使冷凍單元繼續(xù)運行在預(yù)冷模式。操作人員應(yīng)可以在群控制器的圖形界面中選擇冷凍單元手動或者自動進入自由冷卻模式。選擇自動模式時,群控制器延時30min,供操作人員確認(rèn)是否進入自由冷卻模式,如果操作人員在30min內(nèi)不確認(rèn)、則系統(tǒng)自動進入自由冷卻模式。當(dāng)操作人員確認(rèn)不進入自由冷卻模式,應(yīng)在工作站中的圖形界面中選擇手動切換,使冷凍單元不進入自由冷卻模式。當(dāng)自由冷卻模式準(zhǔn)備就緒時,操作人員也可以在工作站圖形界面中手動確認(rèn)立即進入自由冷卻模式,而不需要30min延遲后自動進入。當(dāng)自由冷卻模式處于在手動進入模式時群控制器應(yīng)提醒操作人員進入自由冷卻模式的條件已經(jīng)具備。

E:退出自然冷卻模式

節(jié)能模式將自動終止,無需運維者干預(yù)。

在經(jīng)濟模式下,群控控制器將監(jiān)視自單元控制器的節(jié)能模式狀態(tài)點。當(dāng)板換冷凍水出水溫度高于設(shè)定值0.5(可調(diào))度長達20(可調(diào))分鐘,或任一換熱器閥門的狀態(tài)與命令不符。群控控制器將發(fā)送命令至單元控制器,以進入預(yù)冷模式。冷機單元將有序進入預(yù)冷模式,如上所述。

當(dāng)冷機單元從節(jié)能模式返回預(yù)冷模式時,冷卻塔PID回路控制的輸入將從冷機冷凍水供水溫度切換到冷機冷凍水回水溫度,冷卻塔將進行控制,以維持冷機冷凍水回水溫度設(shè)定值。冷卻塔PID回路將從之前的冷機冷凍水供水溫度控制切換到預(yù)冷模式的冷機冷凍水回水溫度控制,如上所述。冷凍單元依靠冷機和板換同時制冷;進入預(yù)冷模式。

當(dāng)冷凍單元在自由冷卻模式被認(rèn)為故障時,則預(yù)冷模式在冷凍單元層面上應(yīng)被鎖定,需要操作人員手動復(fù)位來解除鎖定。群控制器需要開啟另外一套冷凍單元,開啟模式為自由冷卻模式。

2.2.2 模式切換時應(yīng)有可調(diào)整的時間延遲及設(shè)定點的停滯區(qū),避免各種模式之間的頻繁切換。所有的設(shè)

定點及時間延時都應(yīng)可在圖形界面中調(diào)整。程序中所有溫度的設(shè)定值都以冷凍水的出水溫度為基準(zhǔn),當(dāng)冷凍水出水溫度的基準(zhǔn)設(shè)定值(15℃)改變后,冷凍單元內(nèi)的其余溫度設(shè)定值應(yīng)自動調(diào)整。自控承包商應(yīng)該給出冷機運行模式的設(shè)定值以供實際運行時調(diào)整,這些設(shè)定值應(yīng)該顯示在界面上;模式切換時應(yīng)在界面中彈出窗口,供操作人員確認(rèn)后方可進行切換。控制模式切換的時候所有的延遲時間及溫度判

斷值都應(yīng)顯示在圖形界面中,并可以調(diào)整;

2.3 冷凍單元的加減機(群控制器)

(1)在冷凍單元成功運行后,群控制器根據(jù)檢測的冷凍水供回水溫度、流量并計算二次側(cè)負(fù)荷(參數(shù)檢測方法為每30秒采集一組數(shù)值,連續(xù)采樣5分鐘然后取平均值)。若流量計發(fā)生故障,冷站群控控制器將凍結(jié)其數(shù)值,并在運維者的工作站發(fā)出緊急關(guān)鍵報警。當(dāng)檢測到的二次側(cè)負(fù)荷超過一次側(cè)運行冷機額定制冷量的90%(可調(diào))長達20分鐘時(可調(diào)),則應(yīng)根據(jù)運行時間及啟動策略開啟另外套冷機單元;當(dāng)檢測到的二次側(cè)負(fù)荷低于一次側(cè)運行冷機額定制冷量的40%(可調(diào))長達10分鐘時(可調(diào)),則應(yīng)根據(jù)運行時間及停止策略關(guān)閉一套冷機單元。(全自動運行狀態(tài)下,如不能保證運行功能,應(yīng)有人員干預(yù)功能)當(dāng)每套冷凍單元以制冷模式運行,制冷組控制器將發(fā)送順序啟動命令:

a:調(diào)整并驗證換熱器的閥位,以旁通換熱器。

b:調(diào)整并驗證冷卻塔噴水隔離閥開啟,調(diào)整并驗證冷卻塔旁通隔離閥關(guān)閉。

c:調(diào)整并驗證冷機冷卻水隔離閥開啟,調(diào)整并驗證冷機冷卻水旁通隔離閥關(guān)閉。

d:啟動冷卻水泵。

e:驗證冷卻水泵的狀態(tài)。

f:啟用冷卻塔的溫度控制并驗證冷卻水供水溫度達到開機條件(不小于21℃)(可調(diào))。

g:調(diào)整并驗證冷機冷凍水隔離閥打開,并啟動冷凍水泵。

h:驗證冷凍水泵的狀態(tài)。

i:啟動冷機

如果在可調(diào)期間內(nèi),冷機閥門及泵、冷卻塔狀態(tài)不正常,冷凍單元啟動程序?qū)⒘鳟a(chǎn):群控控制器將鎖定該單元,然后選擇另一冷凍單

元運行,前端報警。

冷凍單元應(yīng)具有手動干預(yù)切換功能,模式顯示在BA界面中;在正常運行時,操作員可進行越控操作,且不允許程序自動更改冷凍

單元狀態(tài)。荷運行策略,首先啟動一套冷凍單元,一邊供冷一邊給蓄冷罐充冷。當(dāng)蓄冷罐充冷完畢(頂部水溫應(yīng)該為設(shè)計供水溫度),關(guān)閉冷凍單元,由蓄冷罐供冷,并檢測溫躍層變化,當(dāng)蓄冷罐距離底部約1/4處的溫度傳感器讀數(shù)為設(shè)計回水溫度值,則重新啟動一套冷凍單元,進行充冷、供冷。

(2)群控制器可以在冷機制冷模式,預(yù)冷模式、自由冷卻模式進行冷凍單元加減機。

在制冷模式下。當(dāng)啟動命令發(fā)出后,開始檢測冷機的運行狀態(tài)和冷機的冷凍水出水溫度,只有延時后(延時時間可調(diào))兩者狀態(tài)都得到確認(rèn),可以認(rèn)為冷機成功運行;當(dāng)冷機沒有成功運行時,應(yīng)前端報警,按照制冷模式開啟另外一套冷機單元。當(dāng)末端負(fù)荷不增加時冷機也可根據(jù)冷機持續(xù)運行時間的長短進行互相切換;切換時應(yīng)先開啟停止運行時間z長的冷機單元,等新增允許的冷機單元投入運行后且狀態(tài)得到確認(rèn),再關(guān)閉運行時間z長的冷機單元。

在預(yù)冷模式下,按照冷卻搭出水溫度15℃(可調(diào))(按照冷機選型參數(shù))設(shè)置,當(dāng)冷卻搭出水溫度滿足不小于15℃(可調(diào))時方可進行開啟冷機的程序。冷機順利開啟后,開始檢測冷機的運行狀態(tài)和冷機的冷凍水出水溫度,只有延時后(延時時間可調(diào))兩者狀態(tài)都得到確認(rèn),可以認(rèn)為冷機成功運行;當(dāng)冷機沒有成功運行時,應(yīng)前端報警,并且開啟另外一套冷機單元。當(dāng)末端負(fù)荷不增加時,冷機也可根據(jù)冷機持續(xù)運行時間的長短進行互相切換;切換時應(yīng)先開啟停止運行時間z長的冷機單元,等新增允許的冷機單元投入運行后且狀態(tài)得到確

認(rèn),再關(guān)閉運行時間z長的冷機單元。在經(jīng)濟模式下,直接按照經(jīng)濟模式啟動相關(guān)閥門-冷卻塔-冷卻水泵-冷凍水泵。按照板換冷凍水出水溫度15℃(可調(diào))進行設(shè)置。順利開啟后,開始檢測板換冷凍水出水溫度和該套冷凍單元運行狀態(tài),只有延時后延時時間可調(diào))兩者狀態(tài)都得到確認(rèn),可以認(rèn)為系統(tǒng)成功運行;當(dāng)冷凍單元沒有成功運行時,應(yīng)前端報警,并且開啟另外一套冷凍單元。

3.手控模式

(1)操作人員可以在工作站選擇任意一套冷凍單元進行任意一種運行模式。操作人員必須在圖形界面上同時選擇“手控超越控制和三種運行模式的一種<冷機制冷模式,預(yù)冷模式,自由冷卻模式>才能執(zhí)行操作。

(2)每套冷機單元控制器面板SCP將設(shè)有一個H-A- ○越控操作開關(guān),開關(guān)安裝在SCP上

H- A- O越控操作開關(guān)允許運維者將冷機單元手動調(diào)為制冷模式,或在緊急情況下手動關(guān)閉冷機單元

本地H- A- O開關(guān)的越控操作優(yōu)先級z高,其次是軟件越控操作。如果沒有越控操作,冷站群控控制器將控制冷機單元。單元控制器能單獨啟停冷凍單元中任何一臺設(shè)備,如冷水機組,一級泵,冷卻塔,冷卻水泵

4.冷凍單元控制器

4.1 冷凍單元控制器的基本要求

(1)每臺單元控制器控制的冷凍單元包括冷水機組,板換,冷凍水泵,冷卻塔,冷卻水泵,相應(yīng)閥門及相關(guān)流量計等。群控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控單元控制器的運行狀態(tài)。

(2)制冷機組自帶控制器,需要為冷凍單元網(wǎng)絡(luò)控制器提供兩種通訊模式，

總線模式,冷機自身控制器需提供開放的通訊接口供BA承包商集成(如MODBUS協(xié)議);

實點模式,冷機自身控制器需提供啟?？刂泣c位和狀態(tài)點位供網(wǎng)絡(luò)控制器進行集成，監(jiān)控冷機采用串聯(lián)總線和硬接線的兩種通訊方式。用總線方式通訊的監(jiān)控點不包括用硬接線通訊的監(jiān)控點。冷機應(yīng)有兩份點位表,一份點表為通過總線的形式監(jiān)控,另外一份點表為通過硬接線的形式監(jiān)控。通過總線集成的點位除了用于調(diào)整的參數(shù)設(shè)定值外僅用于監(jiān)視。

(3)單元控制器通過總線的方式需監(jiān)測每臺冷機的輸入功率kW以及冷機效率(kW/RTS),冷機效率可利用監(jiān)測的數(shù)據(jù)

機產(chǎn)冷量和輸入功率)計算得出。

(4)當(dāng)冷凍單元投入運行時,冷機自帶的控制器中冷凍水出水溫度設(shè)定值為15℃(可調(diào))。

(5)冷機啟動后,程序通過評估冷機的運行狀態(tài)及冷機冷凍水的出水溫度來判定冷機是否能提供足夠的冷凍水。若檢測到冷機冷凍水量不足或者冷機冷凍水出水溫度高于設(shè)定值時,長達5分鐘(可調(diào))時,也認(rèn)為此套冷凍單元啟動故障。

(6)當(dāng)單元控制器接收到冷機群控制器發(fā)出的啟動命令,冷凍單元是否正常啟動在群控制器處判斷時應(yīng)該有一定的延遲,此延時時間應(yīng)可調(diào);對初次啟動冷機或者相關(guān)組件出現(xiàn)故障和運行過程中組件出現(xiàn)故障應(yīng)用不同的時間延遲區(qū)分。

BA廠家應(yīng)提供每個控制設(shè)備的手動越控功能,如冷卻塔風(fēng)機,閥門,水泵,冷機等;

4.2 冷凍單元控制器的三種運行模式

(1)制冷模式

冷凍單元處于制冷模式,冷卻側(cè):電動閥門Dm-1Z03(6)-CW- n-V01、Dm-1Z03(6)-CW-n-CV02開啟

,Dm-1Z03(6)- CW-n-V02、Dm-1Z03(6)-CW-n-CV01關(guān)閉。冷凍側(cè):電動閥門

Dm-1Z03(6)-CHW-n-V02、Dm-1Z03(6)- CHW-n-V0 3 開啟

,Dm-1Z03(6 )-CHW-n-V01、Dm-1Z03(6)-CHW-n-V04關(guān)閉。冷卻水供水溫度將由冷卻塔風(fēng)機控制,溫度設(shè)定值為21℃(可調(diào))。通過冷機調(diào)節(jié)自身負(fù)載保證冷凍側(cè)供水溫度為15℃。(n表示制冷單元N=1~3;m表示樓棟m=1~3)

(2) 預(yù)冷模式

(3)自然冷卻模式

當(dāng)模式從預(yù)冷模式向自然冷卻模式轉(zhuǎn)換時,冷凍單元控制器將重置板換冷凍水供水溫度為15℃,當(dāng)單元控制器檢測到冷機負(fù)載低于20%(可調(diào))時,單元控制器將關(guān)閉冷機,僅依靠板換制冷;冷凍單元處于自由冷卻模式下時,冷卻側(cè):電動閥門。

(4)網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)出一個控制信號后,必須接收到控制元件動作成功的反饋信號,才可以繼續(xù)發(fā)出下一個控制信號。

(5)冷卻塔風(fēng)機反轉(zhuǎn),自動啟動的條件為:當(dāng)室外溫度低于-8 度(可調(diào)),高于-12度(可調(diào))時,每小時風(fēng)機反轉(zhuǎn)10 分鐘;當(dāng)室外溫度低于-12 度(可調(diào))時,每小時風(fēng)機反轉(zhuǎn)20分鐘。正反轉(zhuǎn)切換間隔時間為2分鐘,以保證風(fēng)機完全停下來。風(fēng)機反轉(zhuǎn)設(shè)置手動和自動啟動模式。

(6)冷卻水集水盤電加熱自動啟動的條件為:當(dāng)冷卻塔處于備用模式時冷塔集水盤內(nèi)水溫低于2度(可調(diào))、室外溫度低于0度

(可調(diào))且冷塔集水盤液位處于非低低液位時啟動電加熱設(shè)備,當(dāng)集水盤溫高于5度(可調(diào))時關(guān)閉電加熱設(shè)備,當(dāng)冷卻塔處于運行模式

時,對應(yīng)單元的電加熱始終為關(guān)閉狀態(tài)。冷卻塔及冷卻水補水系統(tǒng)的電伴熱將依據(jù)電伴熱探測到的z不利點的溫度來控制,以保證不會

局部被凍,其控制模式與電加熱相同,檢測到的z不利點的電伴熱溫度低于2度(可調(diào))且室外溫度低于0度(可調(diào))啟動,5度時停止,電

伴熱溫度傳感器的安裝位置將根據(jù)具體現(xiàn)場環(huán)境決定;

(7)系統(tǒng)運行過程中的故障報警

a.當(dāng)冷機開啟運行后,冷凍水供水溫度長時間(時間可調(diào))過高時,可認(rèn)為該冷機單元故障,需要開啟另一套冷機單元;

b.當(dāng)冷機出口流量異常時,可認(rèn)為冷凍水系統(tǒng)故障,需要開啟另外一套冷凍單元;

c.當(dāng)冷機狀態(tài)缺失時,可認(rèn)為冷凍水系統(tǒng)故障,需要開啟另外一套冷凍單元;

d.當(dāng)冷凍水供水隔離閥故障時,在界面中報警;

e.當(dāng)冷凍水泵故障時,需要開啟另外一套冷凍單元;

f.當(dāng)冷卻塔風(fēng)機或者相應(yīng)變頻器故障時,在界面中報警;

g.當(dāng)冷卻水泵或者相應(yīng)變頻器故障時,在界面中報警;

h.當(dāng)冷卻塔隔離閥故障時,在界面中報警;

j.在制冷模式下,當(dāng)冷卻水供水溫度超過30度(可調(diào))長達10分鐘時,可認(rèn)為冷卻水系統(tǒng)故障,需要開啟另外一套冷機;

k.當(dāng)冷卻水流量異常并且延時(時間可調(diào))確認(rèn)后,可認(rèn)為冷卻水系統(tǒng)故障,需要開啟另外一套冷機;

L.冷卻塔的震動設(shè)置報警點和停機點(由冷卻塔自帶);

(8)集中冷卻水補水池設(shè)置液位監(jiān)測,監(jiān)控市政進水干管壓力.

4.3 冷凍水泵的控制策略

根據(jù)末端z不利環(huán)路壓差控制冷凍水泵變頻及壓差旁通閥

Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV01、Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV02的開度,保證供回水壓差不大于0.10MPa(可調(diào)

)。冷凍水側(cè)的z不利末端環(huán)路供回水管上安裝壓差傳感器。

任何一個壓差傳感器所測數(shù)值超出校驗量程,則視為故障狀態(tài),并前端報警。當(dāng)計算出的兩個末端壓差值的讀數(shù)相差10%時,則

應(yīng)在前端報警,選擇讀數(shù)低的來控制。

a)當(dāng)末端負(fù)荷增加,z不利環(huán)路的實際壓差變小,通過提高冷凍水泵的運行頻率使得末

端壓差達到設(shè)定值。

b) 當(dāng)末端負(fù)荷減小,z不利環(huán)路的實際壓差變大,通過降低冷凍水泵的運行頻率使得末

端壓差達到設(shè)定值。當(dāng)水泵變頻無法滿足要求,則開啟壓差旁通閥

Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV01、Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV02,閥門開度由z不利環(huán)路壓差控制。

c) 冷凍水泵的啟停與冷凍單元的啟停聯(lián)鎖。無論什么模式下,至少要有一臺冷凍水泵運行。

4.4 冷卻水泵的控制策略

在自由冷卻模式下,冷卻泵頻率根據(jù)冷卻側(cè)供回水溫差進行調(diào)節(jié),當(dāng)溫差小于設(shè)定值時,減少冷卻泵頻率:當(dāng)溫差大于設(shè)定值時,增加冷卻泵頻率。

5.蓄冷罐的充冷和放冷

蓄冷罐沿垂直方向每隔0.5m設(shè)置1個溫度傳感器,用來監(jiān)視溫躍層以及計算蓄冷罐內(nèi)冷凍水的可用體積量。蓄冷罐水溫異常告

警,溫度傳感器故障告警。

1)蓄冷罐充冷模式:只要有一個蓄冷罐的出水溫度>15.5℃(可調(diào)),且

或

2)蓄冷罐在線模式(平時運行、放冷模式):當(dāng)所有的閉式蓄冷罐的出水溫度=15℃時,關(guān)閉閥門

12

Dm-1Z03(6)-CHW-0-V01、Dm-1Z03(6)-CHW-0-V02,開啟

Dm-1Z03(6)-CHW-0-V03、Dm-1Z03(6)-CHW-0-V04。

13

3)蓄冷罐超級充冷模式:市電正常供電情況下,如果蓄冷罐容量降低,以至于蓄冷罐10%(可調(diào))的溫度傳感器讀數(shù)為設(shè)計供水溫

伐

度值,則蓄冷罐將進入超級充冷模式。主控制器會向備用冷凍單元發(fā)出啟動命令(默認(rèn)冷凍泵以z大頻率運行)為蓄冷罐提供超級充冷

(需經(jīng)現(xiàn)場人員確認(rèn)),備用冷凍單元重啟成功后,通過設(shè)定閥門

Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV03、Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV04的開度,保證設(shè)定流量(每個充冷旁通管道

350m/h,可調(diào))通過蓄冷罐。

當(dāng)蓄冷罐90 %(可調(diào))的溫度傳感器讀數(shù)為設(shè)計供水溫度值,蓄冷罐將自動退出超級充冷模式進入充冷模式,調(diào)節(jié)閥門

Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV03、Dm-1Z03(6)-CHW-0-CV04的開度,保證設(shè)定流量(每個充冷旁通管道

40m/h,可調(diào))通過蓄冷罐,關(guān)閉備用冷凍單元。

4)前期末端負(fù)荷較小時,通過蓄冷罐放冷模式為末端提供冷量,此時冷機不開啟;當(dāng)距罐底大約三分之一處的溫度傳感器探測的溫

度達21度,蓄冷罐進入超級充冷模式。蓄冷罐控制器通過輸出信號通知冷凍站管理器,冷凍站進入快速充冷模式。

6.室外空氣參數(shù)的監(jiān)測

(1)在室外安裝兩套環(huán)境監(jiān)測裝置,其安裝位置應(yīng)防止因陽光直曬影響測試數(shù)據(jù)。

(2)群控制器比較兩套室外環(huán)境監(jiān)測站的數(shù)據(jù),當(dāng)兩套所測得重要數(shù)據(jù)相差>10%時,應(yīng)在前端報警。

(3)室外環(huán)境監(jiān)測站中的所有運行參數(shù)應(yīng)保存在群控制器及監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器中。

7.冷水機組設(shè)有制冷劑泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng),一旦制冷劑發(fā)生泄漏時,則操作人員發(fā)出報警,立即開啟對應(yīng)的風(fēng)閥及排風(fēng)機(同開同關(guān)),并在前端報警;同時制冷劑泄漏的機組自動停機。

8.所有控制器、電動閥均需要采用UPS供電。所有電動閥均需具備斷電、斷信號自保持功能。

9.冷凍站電力故障響應(yīng)

(1)冷站內(nèi)冷機配備電力開關(guān),冷站群控控制器將在開關(guān)處檢測到掉電。每個開關(guān)盒和冷站群控控制器之間都應(yīng)該有單點連線。每個電力開關(guān)柜到冷站管理器均有硬接線的點。如果采用了硬接線的信號,自電力監(jiān)控系統(tǒng)的干結(jié)點輸出可準(zhǔn)確地反映該開關(guān)設(shè)備的電力可用性,則可通過開關(guān)設(shè)備PLC系統(tǒng)監(jiān)視電力可用性。否則,監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供精確監(jiān)視電源所需的設(shè)備。

(2)每當(dāng)系統(tǒng)檢測到任一開關(guān)柜的掉電信號,冷站群控控制器自動啟動備用且未斷電的冷凍單元。

將該開關(guān)柜供電的所有機械設(shè)備將執(zhí)行電力故障操作流程。

(3)冷凍站斷電再恢復(fù)供電時,冷凍站需依次開啟掉電關(guān)機前在運行的冷水機組,恢復(fù)之前冷水機組的運行臺數(shù)。冷凍站系統(tǒng)將維

持掉電關(guān)機前的z小計算負(fù)荷,這將使得站房在掉電信號后盡快恢復(fù)掉電前的配置。恢復(fù)穩(wěn)定運行后,冷凍站將在30分鐘(可調(diào))后重

返常規(guī)操作流程,之后方允許加機或減機。該30分鐘內(nèi),允許故障設(shè)備替換,反流操作流程無效,超級充冷命令有效。

10.變頻器電力故障響應(yīng)

(1)冷站內(nèi)變頻器配備電力開關(guān),對應(yīng)的各個控制器將在開關(guān)處檢測到掉電。每個開關(guān)盒和各自控制器之間都應(yīng)該有單點連線每個變頻器到各自對應(yīng)的控制器之間均有硬接線的點。如果采用了硬接線的信號,自電力監(jiān)控系統(tǒng)的干結(jié)點輸出可準(zhǔn)確地反映該變頻器的電力可用性,以便監(jiān)視電力可用性。否則,監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供精確監(jiān)視電源所需的設(shè)備。

(3) 每當(dāng)系統(tǒng)檢測到任一變頻器的掉電信號,由該開關(guān)柜供電的所有機械設(shè)備將執(zhí)行電力故障操作流程。

11.熱工監(jiān)測內(nèi)容

(1)檢測冷凍水系統(tǒng)主管路的溫度、壓力、流量值,并接入相應(yīng)的控制器。

(2)檢測冷凍單元冷凍側(cè)供回水管路上的溫度、壓力值,并接入相應(yīng)的控制器.

(3)檢測冷凍單元冷卻側(cè)供回水管路上的溫度、壓力,并接至相應(yīng)的控制器

(4 )檢測每個閉式蓄冷罐的出水溫度,并接至相應(yīng)的控制器。

(5)室外濕球溫度的檢測

34℃~-19℃濕球溫度,濕球溫度測點位于室外由自控專業(yè)設(shè)置,測點不少于2個。

所有監(jiān)測點位,超出設(shè)定范圍5分鐘(時間可調(diào))前端提醒,超出設(shè)定范圍10分鐘(時間可調(diào))前端報警。

12.冷源系統(tǒng)自控平臺中應(yīng)有加減機提示界面,一鍵輪巡功能等。

13.1Z03和1Z06冷凍站的供回水主管道設(shè)置連通管,滿足單個冷站故障,另一個冷站滿足整體75%負(fù)載要求,聯(lián)通管設(shè)置電動開關(guān)

閥D1-LT-CHW-0-V01、D1-LT-CW-0-V01便于緊急開啟,這兩個閥門不參與邏輯控制。

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