第五章集中空调冷热源与空调水系统的监控

（2）分级控制 将被控变量分为若干级，每级配备一个继电器， 并设置不同的给定值，对各台压缩机按照不同的 给定值分别进行控制，以实现压缩机的运行台数 控制，进行能量调节。
适用于具有多台机组的制冷系统。
（3）旁通能量调节 将高压侧气体旁通到低压侧。适用于压缩机无变容 能力的的制冷装置。 （4）压缩机变速能量调节 通过改变变频器的输出频率来改变压缩机驱动电机 的转速，进行压缩机能耗的控制。尤其适用于拖动 压缩机。
（2）冷冻机台数控制 操作指导控制： 自动采集计算实际冷负荷； 人工控制冷冻机运行台数及相应联动设备的控制。
特点： 开环控制结构，简单、灵活； 控制过程慢、实时性差，节能效果差。
压差旁通阀位置控制：
旁通阀的最大 流量为 一台冷 水机组的流量。
• 低负荷时，一台冷水机组运行，旁通阀处于某一开度位 置；
工作过程：
蒸发器供液量小于蒸发器的热负荷→ 蒸发器出口处蒸汽的过热度T1、T2增大→ 蒸发器进口处膨胀阀内膜片上方压力大于下方压力→ 膜片向下鼓出，顶杆压缩弹簧，阀门TV1，TV2开度增大→ 蒸发器的供液量增大。
（2）冷凝器温度的自动控制 • 水冷式冷凝器冷凝压力的控制：
用冷却水水量调节阀通过控 制冷却水量来完成。调节阀开度 控制的依据是冷凝压力或冷凝温 度。
目的：保持冷凝温度或冷凝压力恒定。 工作过程：
制冷装置的负荷增大或冷却水进水温度升高， 使冷凝温度高于设定值，压缩机的排气压力或冷凝 压力也升高 → 调节阀的波纹管受压缩，通过调节 杆使阀门SV开度增大，冷却水流量增大，降低冷凝 压力。
• 风冷式冷凝器冷凝压力的控制： ✓从制冷剂侧改变制冷剂流入冷凝 器的流量；
度传感器。
冷负荷：Q qmc(t2
t1)
t2
qm
q 1
q2
qt 2 21
qt 1 22
q1 q2
方案三： 压差旁通管连接在供、回水干管上。
方案四：错误的安装方式。
温度传感器和流量变送器测量的是混水温度和 混水流量。
2.二级泵冷冻水系统
原理：
初级泵克服蒸发器及周围管件的 阻力；次级泵克服用户支路及相 应管道的阻力。
压差控制法： 在供、回水总管间设压差控制器，在运行过 程中不管负荷如何变化，供、回水总管间压 差保持不变，末端装置的流量完全由电动二 通阀控制。
压差控制法节能效果不如差控制法。
第三节 锅炉的监控
一.锅炉的监控内容
1）自动检测 2）自动控制
• 停泵过程：压差旁通阀全开，压差仍高于设 定值，停止一台泵；
• 起泵过程：压差旁通阀全关，压差仍低于设 定值，起动一台泵。
控制精度低。
流量控制法： 用户侧设置流量传感器，根据流量测量值和每 台次级泵的设计流量即可确定停止或起动一台 次级泵。 控制精度高。
b.变速控制：（次级泵全为变速泵） 根据次级泵出口压力或供、回水压差实测值与设 定值的比较控制次级泵的转速。
3自劢保护?蒸汽压力超压自劢保护?蒸汽温度超温自劢保护?低油压自劢保护?高低油温自劢保护?低气压自劢保护?风压高低自劢保护?汽包水位高低自劢保护?熄火灭火自劢保护?电机过载自劢保护1
第五章
集中空调冷热源与 空调水系统的监控
冷热源及水系统的监控任务：
基本参数的测量，设备的正常起停与 保护。
基本的能量调节。 冷热源及水系统的全面调节保护与联
动控制。
基本内容
冷水机组的自动控制（活塞式，螺杆式，离心 式，直燃式）。
冷冻站系统的监测与控制（冷冻水系统及冷却 水系统），机组台数控制的内容及方法。
锅炉的监控（锅炉燃烧的自动控制，锅炉水位 的自动控制）。
蓄能空调系统的控制，运行模式。
第一节 冷水机组的自动控制
一.冷水机组的监控内容与监控方式
2.BAS对冷水机组的监控方式
• 不与冷水机组的控制器通信。 • 采用主机制造商提供的冷冻站管理系统。 • 与主机的单元控制器通信。
1)不与冷水机组的控制器通信
在冷冻水、冷却水管路上安装水温传感器、 流量传感器，在配电箱中通过交流接触器辅助触 头、热继电器触点等方式取得这些主机的工作状 态参数，通过端子排或交流接触器控制设备的启 停。
2)采用主机制造商提供的冷冻站管理系统
3)与主机的单元控制器通信
· 控制系统厂商提供专门的异型机接口装置：
· DCU现场控制机带有下挂的 接口：（RS232或RS485） · 采用控制系统与冷水机组 统一的通信标准：如BACnet。
二.活塞式制冷机组的自动控制和安全保护
1.蒸发器和冷凝器的自动控制 （1）蒸发器温度的自动控制 原理：通过对蒸发器的供液量 进行调节，即改变循环的制冷 剂流量，使制冷量变化，从而 实现对载冷剂（被冷却的介质） 的温度控制。 供液量自控设备：热力膨胀阀
初级泵随冷水机组联锁起停；次 级泵根据用户需求量进行台数控 制。
次级泵组总供水量与初级泵组总 供水量有差异时，相差的部分从 平衡管AB流过。
（1）冷水机组台数控制 根据冷量控制的原理控制冷水机组的台数。传 感器的设置原则与一级泵冷冻水系统一样。
（2）次级泵控制 a.台数控制：（次级泵全为定速泵）
压差控制法：同一级泵系统类似
2）监测冷冻水一次供、回水压力。 3）监测冷冻水供水流量，与冷冻水供、回水温差相结
合，可计算出冷量。 4）监测冷却水供、回水温度，以了解冷却水的工作温
度是否在合理的范围之内。 5）监测冷冻水一级循环泵、冷冻水二级循环泵、冷却
水循环泵及冷却塔风机的运行和故障状态。
6）监测补水泵的运行和故障状态。补水泵的起停控制 可根据冷媒水供水压力的范围来决定起停控制。当 供水压力超过警戒压力时，关闭补水泵，当供水压 力过小时．起动补水泵。
（2）油压保护 油压低于设定值→油压控制器PdS切断压缩机电动 机的电源，进行低压保护；油压回升到该设定值 →PdS接通压缩机电动机的电源，重新投入运行。 注意：油压控制器PdS是一个压差控制器。
（3）断水保护 在压缩机水套出水口和冷凝器出水口安装断水保护 装置，断水时切断压缩机电动机电源进行保护，并 进行声光报警。
3.活塞式制冷压缩机的安全保护
排气压力保护、 吸气压力保护、 油压保护、 断水保护。
（1）排气与吸气压力保护 通过高低压控制器PS控制压缩机的起停进行保护。
排气压力保护： 排气压力超过设定值→PS切断压缩机电动机的电源， 进行高压保护；排气压力下降到该设定值→PS接通 压缩机电动机的电源，重新投入运行。 吸气压力保护： 吸气压力低于设定值→PS切断压缩机电动机的电源， 进行低压保护；吸气压力回升到该设定值→PS接通 压缩机电动机的电源，重新投入运行。
单台机组：
单台机组顺序控制步骤：
多台机组并联且与水泵一一对应时：每台冷水机组 的顺序控制步骤同上。 多台机组并联且与水泵不是一一对应时：冷水机组 冷冻水和冷却水接管上应设有电动碟阀。 开机顺序：冷却塔风机→冷却水碟阀→冷却水泵→ 冷冻水碟阀→冷冻水泵→制冷机起动。
群控的序列策略即在启动一台制冷机组时，决 定哪一台先开出；停止一台正在运行的制冷机 组时决定哪一台先停止。
在需要启动一台制冷机时： 当前停运时间最长的优先； 累计运行时间最少的优先； 轮流排队等。
在需要停止一台制冷机时： 当前运行时间最长的优先； 累计运行时间最少的优先； 轮流排队等。
三.空调闭式冷媒水系统的监控
监控任务： 保证蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工
作，防止冻坏。 向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求。 在满足使用要求的前提下尽可能减少循环水泵
电耗。
定流量系统： 控制三通阀的旁通流量，维持温度恒定。
变流量系统： 控制双通阀的开度，维持温度恒定。
1.一级泵冷冻水系统
（1）压差控制
工作过程： 设计工况下所有设备满负荷运行，旁通阀开度为零，
压差传感器两端接口处的压差为压差控制器的设定 值P0。 当用户末端负荷变小时，用户末端的两通阀关小， 供、回水压差高于设定值，压差控制器控制旁通阀 打开，减小供、回水压差直至达到P0时，才停止。 若冷水的旁通量超过了单台冷水循环泵流量时，则 自动关闭一台冷水循环泵。对应的冷水机组、冷却 水泵及冷却塔也停止运行。
• 单台机组的控制任务由安装在主机上的单元控制 器完成；
• 多台机组通过各自单元控制器上的通信接口由BAS 进行监控。
1.监控内容
① 对制冷工艺参数进行自动测量。 ② 自动控制某些工艺参数，使之恒定或按一定规律
变化。 ③ 根据编制的工艺流程和规定的操作程序，对机器、
设备执行一定的顺序控制或程序控制。 ④ 实现自动保护，保证制冷设备的安全运行。
水泵； • 降至33.3％负荷时，再停止一台冷水机组和水泵。
回水温度控制：冷水机组冷量计算公式：
qm－回水流量， Q qmc(t2 t1)
c－水的比热， t1,t2－冷冻水供回水温度。
冷水机组 出水温度通常设 定 为 7℃ ， 在 定 流量系统中，回 水温度反映了需 冷量。
冷量控制： Q qmc(t2 t1)
7）监测补水箱的高液位、低液位和溢流液位，在补水 箱液位高于高液位和低于低液位时，进行报警。
8）监测膨胀水箱的高液位、低液位，在膨胀水箱液位 高于高液位和低于低液位时，关闭或停止补水泵。
9）设备之间的联锁保护。
10）群控功能。
二.机电设备的顺序控制
冷水机组应与相应的冷冻水泵、冷却水泵和冷 却塔等进行电气联锁。
通过测量用户侧的供回水温度和冷冻水流量， 计算出实际需冷量，根据实际需冷量确定冷水 机组的运行台数。
注意： qm：用户侧总回水流量，不包括旁通流量。 t2：用户侧总回水温度，不包括旁通水。
当用户侧水系统为变流量系统，冷源侧为定流 量系统时，冷量控制有四种实施方案。
方案一：
方案二：
安装两根回水管、两个回水流量变送器、两个回水温
c.联合控制：（一台变速泵多台定速泵） 既要控制变速泵的转速又要控制定速泵的台数。
四.冷却水系统的监控
监控任务： 保证冷却塔风机、水泵安全运行。 保证冷却机组内有足够的冷却水流量。 根据室外气温及冷水机组开启台数，调整冷
却塔运行台数。
冷却塔与冷水机组通常是电气联锁。
冷却塔系统中最主要的控制任 务是根据冷冻机对冷却水温的 要求确定冷却塔的开启台数。
（4）冷冻水防冻自动保护
蒸发器出口端安装温度控制器T，
冷冻水出口温度低于设定值→ 温度控制器T使中间 继电器断开→切断压缩机电动机的电源进行保护； 冷冻水出口温度回升到该设定值→温度控制器T使中 间继电器吸合→系统恢复运转。
（5）油温保护
规定：环境温度为40℃时，曲轴箱中的油温不得超 过70℃，温度控制器可使设定值为60℃。
✓从空气侧改变冷凝器的空气流量。
2.活塞式制冷压缩机的能量调节
目的：根据蒸发器的负荷对压缩机进行控制，使机组的 制冷量与外界所需要的冷负荷相匹配，尽可能节省能源。 自动控制方法：双位控制，分级控制，旁通能量调节， 压缩机变速能量调节。
（1）双位控制 制冷压缩机直接根据被冷却物或空间的温度进行起 停控制，同时对蒸发器、冷凝器等设备进行相应的 联动控制。 适用于只有一机一蒸发器一冷凝器的小型压缩机。
判断冷却水系统的水量是否 正常，确定冷凝器的工作状 态，及时发现故障。
混水调节阀，作为 补救措施调节冷却 水温度。
五.冷冻站监控系统
六.冷源侧变流量运行
蒸发器与冷凝器允许水量在一定范围内变化， 为节能控制创造了条件。
温度控制法：
保 持 供 水 温 度 为 7℃ ， 供 回水温差为5℃。当负荷下降 时，如流量保持不变，则回 水温度下降，供回水温差相 应变小，要保持其不变，可 通 过 温 差 控 制 器 Tc 、 变 频 器 sc 来 降 低 水 泵 转 速 、 减 少 水 流量，降低水泵能耗。
（6）电动机保护：过流继电器，热继电器，热敏电 阻
（7）排气温度保护：排气温度过高时压缩机停机。
4.计算机（顺1序）控制制冷－模某式风：冷热泵冷水机组控制模式： （1）制冷模式：
（2）制热模式：
第二节 冷冻站系统的监测与控制
一.冷冻站的监控内容
1）监测冷冻水供水温度，冷冻水一次回水、二次回水 温度，以了解冷冻水的工作温度是否在合理的范围 之内。
• 随着负荷增加，旁通阀开度逐渐减小，达到某一负荷时， 旁通阀全关，限位开关闭合，启动第二台冷水机组及水 泵等辅助设备。
• 同理，负荷继续增加，启动第三台冷水机组及水泵等辅 助设备。
恒定供回水压差的流量旁通控制：
旁通阀的最大流量为冷 水机组满负荷时的流量。
• 以旁通流量控制冷水机组和水泵的起停。 • 由满负荷降至66.6％负荷时，停止一台冷水机组和