冷冻站自控系统技术规范书(终版)

北京联通鲁谷信息港（北显）IDC机房冷水机组安装工程
--冷冻站自控系统技术要求
一、招标说明：
本技术要求为“北京联通鲁谷信息港（北显）IDC机房冷水机组安装工程-冷冻站自控系统”的技术要求，本技术要求仅对本冷冻站自控系统的主要功能和软件功能等方面提出了基本的技术要求，本技术要求并未对所有技术细节做出详细规定，也未全部引述所有相关标准和规范的具体条文，投标方应提供符合本技术要求的成熟系统和优质产品。

本次招标内容为冷冻站自控系统。

本工程涉及的部分设备，例如冷水机组设备、循环泵、冷却塔、控制柜等均已经采购，因此，要求投标方认真调研原有系统及设备情况，确保自控系统能够与已招标设备无缝衔接。

投标方应根据选定产品的技术特点和性能，提出满足本技术要求的指标，并详细说明执行标准、详细系统功能、控制对象点表、主要设备的技术性能或指标、主要设备的结构尺寸、安装要求等。

如果本技术要求中某些没有提及的功能而投标方已经考虑到，或有新的和更合理的建议，可将其作为附加文件提供。

二、冷冻站概况：
本工程在北京联通鲁谷信息港（北显）IDC机房一层设置冷冻站和配电房，为各机房集中供应7/12℃冷冻水。

冷冻站共包括冷水机组4台、冷冻水循环泵5台，冷却水循环泵5台、冷却塔4台和冷却水、冷冻水补水设备1套。

（1）占用一层7～10/B～E轴之间共597.24平方米，用于安装冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和分、集水器、水处理装置、补水设备等；占用一层7～9/A～B轴之间共48平方米，用于设置配电室、控制室、值班室。

一层冷冻站内设集水坑和自动排水泵（一用二备）和机械通风设备。

（2）由一层冷冻站集中制备7/12℃冷冻水，并通过敷设在南侧走廊活动地板下和北侧走廊吊顶内的水管，将7/12℃冷冻水输送至一～四层各机房内的通冷冻水型空调机，对机房进行降温。

冷水机组的冷却水由设在屋顶的4台冷却塔降温，冷却水温为32/37℃。

在冷冻站内共安装冷冻水-冷却水板式换热器8台，每台换热面积为
400平方米，当室外空气最高温度低于5℃时，通过冷却塔—板式换热器使冷冻水温度保持在7/12℃。

（3）在一层冷冻站内设置集中制备冷冻水的制冷系统共4套，每套设独立的冷水机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔及管路。

另外备用一套冷冻水循环泵和冷却水循环泵。

从一层冷冻站内分、集水器分别引出3根干管，从两个路由分别接至二、三、四层（一层低压配电室内通冷冻水空调机接二层供、回水干管），各层冷冻水管采用环形布置，每个机房内的空调设备均为双路由接通冷冻水管，可以避免单点瓶颈。

（4）由于IDC机房启用的顺序尚未明确，各机房内通冷冻水型空调机暂不安装，冷冻水供、回水管引入各机房活动地板下后加阀门并甩口。

通冷冻水型空调机及其供、回水支管、阀门随机房内主设备同期安装。

三、冷冻站控制要求：
冷冻站系统设计提出的控制要求如下：
1.启停控制
每套系统的启动连锁顺序：水泵-电动蝶阀-冷却塔控制环路-压差控制环路-冷水机组。

停车时顺序相反。

系统设有中央控制室键盘远距离启停及现场手动启停，如果控制设备有充分可靠的保证，也可以考虑自动启停。

自动记录各机组的运行小时数，优先启动运行小时数少的机组及相关设备。

2.运行台数控制
系统初启动：根据室内外空气的状态及运行管理经验，由管理人员人工启动一套系统。

冷量控制：根据所测冷冻水供、回水温度T1、T2及流量F，计算实际耗冷量，并根据单台机组制冷量情况，自动决定机组运行台数并发出相应信号，由人工完成启停操作。

设置时间延迟或冷量控制的上下限范围，防止机组的频繁启停。

根据冷却水回水温度T4，决定冷却塔风机的运行台数并自动启停冷却塔风机。

3.压差控制
按设计及调试要求设定冷冻水系统供、回水压差，并根据压差传感器的测量值来决定旁通电动阀的开度。

4.显示和报警
设备运行状态（起、停）显示，故障报警。

冷水机组主要运行参数显示及高、低限报警，此功能要求冷水机组自配的电脑控制器必须向DDC系统进行通讯协议开放，同时在DDC系统中应在原理图的基础上增加相应的输入功能点。

关于具体检测的参数，应由冷水机组生产厂商、DDC系统供货厂商、维护使用单位以及设计人员根据具体工程的要求确定。

冷冻水及冷却水供、回水温度显示，冷却塔回水温度T4高、低限报警。

冷冻水流量显示及记录。

记录时间间隔要求。

瞬时冷量及累计冷量的显示及记录。

冷却塔电动蝶阀状态显示，故障报警。

冷冻水供回水压差显示，高限时报警。

旁通电动阀阀位显示。

设备运行小时数显示及记录。

5.再设定
冷却塔回水温度T4、冷冻水供、回水压差均可在中央电脑及现场进行再设定。

6.连锁控制关系
四台冷水机组分别与四台冷冻水泵、四台冷却水泵、四台冷却塔一一对应连锁，当上述某一台冷却水泵或冷冻水泵发生故障或检修等情况时，第五套冷冻或冷却水泵自动投入使用。

7.控制模式：
系统应提供两种模式：夏季运行模式、冬季运行模式。

夏季运行模式：当室外空气最高温度高于5℃时，通过冷冻机制备7/12℃冷冻水，由冷冻水循环泵提供冷冻水在冷冻机蒸发器和空调室内机之间循环的动力，由冷却水循环泵提供冷却水在冷冻机冷凝器和屋顶冷却塔之间循环的动力，由屋顶冷却塔保证冷却水的供入冷冻机冷凝器的水温处于13～32
℃，且冷却水的进、出水温差为5℃。

冬季运行模式：当室外空气最高温度低于5℃时，由人工操作关闭冷冻机，通过冷却塔—板式换热器使冷冻水温度保持在8/13℃。

由冷冻水循环泵提供冷冻水在板式换热器和空调室内机之间循环的动力，由冷却水循环泵提供冷却水在板式换热器和屋顶冷却塔之间循环的动力，由屋顶冷却塔保证冷却水的供入板式换热器的水温处于1～6.5℃。

夏季运行模式→冬季运行模式的操作顺序为：人工确认属于冬季工作模式→人工关闭1#冷冻机→2.5分钟以内自动打开1#、2#板式换热器所连冷却水管、冷冻水管上的电动阀→自动关闭1#冷冻机所连冷却水管、冷冻水管上的电动阀→在1分钟内依次切换2#冷冻机和3#、4#板式换热器，3#冷冻机和5#、6#板式换热器，4#冷冻机和7#、8#板式换热器。

冬季运行模式→夏季运行模式的操作顺序为：人工确认工作模式→自动开启1#冷冻机所连冷却水管、冷冻水管上的电动阀→2.5分钟以内自动关闭1#、2#板式换热器所连冷却水管、冷冻水管上的电动阀→当冷却水供水温度≥13℃时自动开启1#冷冻机→依次切换2#冷冻机和3#、4#板式换热器，3#冷冻机和5#、6#板式换热器，4#冷冻机和7#、8#板式换热器。

四、招标范围：
本次招标范围包括冷冻站自控系统。

冷冻站自控系统应包含对北显IDC机房内冷冻站系统全部内容进行监控，包括并不局限于冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却水塔、冷冻水补水系统、冷却水补水系统、空调板换、需要控制的阀门、各类传感器等全部设备或系统的自动控制。

自控系统包括并不局限于直接数字控制器、网络控制器、服务器计算机、记录/报警打印机、网关以及必要的传感器、执行机构、各类阀门、手持终端等。

本次招标为整体解决方案招标，因此投标人应提供满足本技术要求和工程实际需求的一套整体解决方案。

投标人完成冷冻站自控系统深化设计、技术方案编制、设备及配件供货、设备及配件安装、主辅材供货、线槽管路安装、线缆敷设、系统软件编程、分
系统调试、系统联调、试运行、技术培训（免费提供）等全套工程服务。

五、对投标人相关要求
1.投标人应对北显IDC机房进行仔细勘察，了解整个IDC机房的相关背
景、建设模式、运行维护模式等，确保投标人提供的技术方案适合于本项目。

2.投标人应对北显IDC机房冷冻站进行仔细勘察，了解工程现场情况，消
化原有冷冻站系统及配电系统等设计图纸。

3.投标人应对目前已经招标采购的设备进行充分了解，包括冷水机组、循
环泵、配电柜、控制柜等，掌握上述设备的技术参数以及对自控系统的相关要求，确保投标技术方案中的自控系统能够与现有设备无缝衔接。

4.投标人应提出一套整体解决方案，包括在原设计图纸的基础上，补充实
现上述控制和节能运行要求所必须的相关设备、元器件等，例如压力传感器、温度传感器等，并提出这些设备、元器件的物理尺寸、安装方法和具体安装位置。

所有补充设备、元器件等的供货、安装、材料、调试费用均包含在本次投标范围之内，并由投标方负责施工安装。

5.本项目为IDC数据中心冷冻站自控系统，数据中心内运行的IT设备大
多为常年连续运行，因此对冷冻站的要求是为数据中心常年提供不间断的制冷能力。

本次招标的冷冻站自控系统为冷冻站运行辅助控制系统，仅为在原有冷冻站手动控制运行的基础上，提供更加便捷、高效、节能、智能的自动控制模式，因此，对自控系统的安全性提出如下要求：无论任何时间、任何情况下，自控系统均不能由于系统自身的原因，给冷冻站系统的正常运行带来任何影响。

自控系统应确保冷水机组、各类循环泵、风机等设备的安全运行，不能由于自控系统软件及硬件原因导致设备损坏、系统停机等事故。

当自控系统自身发生故障并不能继续正常工作时，自控系统应及时告警通知值班人员，自控系统自动将冷冻站的运行切回到手动控制模式，由值班人员继续对冷冻站的控制。

6.投标人应在技术方案中详细描述上述安全性要求的保障措施。

7.投标人应在技术方案中详细描述冬季模式和夏季模式切换流程和关键
工作点。

8.投标人应提供的技术资料及图纸如下：
1）一般要求
a）投标人提供的资料应使用国家法定单位制即国际单位制，文字为中文。

b）资料的组织结构清晰，逻辑性强。

资料内容要正确、一致，清晰完整，满足工程要求。

c）投标人资料提交要及时、充分，满足工程要求。

d）对于其他没有引入合同技术资料清单，都是工程所必需的文件和资料，一经发现，投标人也应免费提供。

如本期工程为多台设备构成，后续设备有改进时，投标人要及时免费提供新的技术资料。

2）投标人提供的技术资料包括但不限于工程设计资料、设备监造检验、施工调试、试运行、性能验收和运行维护等几个方面，必须满足以上几个方面的具体要求，及时提供相关资料及图纸，具体清单由招标人提出，投标人细化，招标人确认。

a）投标人应提供的设计资料及图纸：
·投标人应具有较高的设计、调试、安装能力及完备售后服务能力。

·应出具产品质量认证，生产许可证或相关证明。

·投标人所提供的设备应是全新的，技术应是先进的、成熟的，成套设备应互相协调并满足工程需要。

·投标人应向招标人提供全部有关设备的技术资料。

包括：设备外形、安装尺寸、设备功能、设备技术参数。

·投标人应向招标人提供全部设计文件、图纸及技术资料。

设计文件将包括设计说明、计算条件（基础数据、标准和程序项目）、计算结果及设计图纸。

技术资料将包括设计说明、安装图纸、设备的操作、运行、检修和维护手册。

b）设备监造检验所需要的技术资料：
投标人应提供满足合同设备监造检验/见证所需的全部技术资料。

c）施工、调试、试运行，设备性能试验和运行维护所需的技术资料。

包括但不限于：
·提供设备安装、调试和试运行说明书，以及组装、拆卸时所需用的技术资
料。

·安装、运行、维护、检修所需要的详尽图纸和技术文件，包括设备总图、部件总图、分图和必要的零件（元件）图、计算资料等。

·设备的安装、运行、维护、检修说明书，包括设备结构特点、安装程序和工艺要求、起动、调试要领。

运行操作规定和控制数据、定期检验和维护说明等。

·投标人应提供备品、配件总清单和易损零件图。

d）投标人必须提供的其他技术资料：
包括但不限于：
·检验记录、试验报告及质量合格证等出厂报告。

·投标人提供在设计、制造的所遵循的规范、标准和规定清单。

·设备和备品管理资料文件，包括设备和备品发运会装箱的详细资料（各种清单），设备和备品存放与保管技术要求、运输超重和超大件的明细表和外形图。

·详细的产品质量文件，包括材质、材质检验、焊接、热处理、加工质量、外形尺寸和性能检验等说明。

六、自控系统技术要求
（一）自控系统总体要求：
✓可靠性
系统必须具备在规定条件下和规定的时间内长期稳定地实现本技术文件所规定功能的能力。

本系统的可靠性指标如下：
MTBF（最大平均无故障时间）不低于70000小时。

系统故障平均修复时间不大于0.5小时。

✓安全性
无论任何时间、任何情况下，自控系统均不能由于系统自身的原因，给冷冻站系统的正常运行带来任何影响。

自控系统应确保冷水机组、各类循环泵、风机等设备的安全运行，不能由于自控系统软件及硬件原因导致设备损坏、系统停机等事故
，自控系统应联合冷水机组厂家制定确保冷机安全运行的控制方式，例如避免冷水机组冷冻水突变、避免冷水机组计划外停机等，自控系统应联合水泵厂家制定确保水泵安全运行的控制方式，尤其避免水泵过热、气蚀、剧烈震动等。

当自控系统自身发生故障并不能继续正常工作时，自控系统应及时告警通知值班人员，自控系统自动将冷冻站的运行切回到手动控制模式，由值班人员继续对冷冻站的控制。

自控系统应根据冷冻站系统运行要求，确保夏季转冬季时和冬季转夏季时，系统的平稳过渡，避免在切换过程中出现系统停机等故障。

✓实用性
本系统采用通过多项工程实践检验的成熟技术，切合本工程使用目标和管理模式，在体现IDC机房整体特色的同时体现现代化水准。

系统应符合国家标准或者相应的国际标准、规范，符合人体工程学原理，并且符合IDC机房的业务流程和使用环境，达到易于维护，操作简便的目的。

✓先进性
本系统是满足可靠性和实用性前提下较为先进的系统。

适应时代发展的特点，采用国际或国内符合技术发展趋势的先进技术，特别是符合计算机和网络通信技术最新潮流。

✓经济性
本系统在设计时综合考虑建设投资与长期运营费用间的关系，满足性能价格比在各类系统和条件下达到最优，以保证整个投资项目的经济性，获得系统的全面使用价值（TBO）与总拥有成本（TCO）的高性价比。

✓开放性
本系统遵循开放性原则。

遵循国际标准、国家标准和通信协议，采用标准化、模块化设计和产品，采用开放的技术与标准，提供符合国际标准的软件，硬件、通信、网络，操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与协议，保证系统互联或扩展时的无障碍和高效率，使系统具备良好的灵活性、兼容性，扩展性和可移植性。

采用开放、标准的数据库和标准的通讯协议为实现整个智能化系统的数据共享提供方便。

✓可扩展性
为便于分步实施，也有利于长远发展，为将来系统的扩展留有充分扩展的空间，以适应未来发展的需要。

所有的软硬件均考虑了预留以后扩展时的接口开放性和协议一致性。

✓易用性“本条不可偏离
．．．．．．”
系统均采用中文菜单和图形化界面，今后运行操作管理非常方便。

✓低成本
通过合理的设计思想、先进的技术手段，为IDC机房冷冻站配置先进的楼宇自控系统，通过有效的控制策略，可以大大降低IDC机房的运行费用。

✓节能性
通过自控系统的集中控制和调节，确保冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却水塔、冷冻水补水系统、冷却水补水系统、空调板换、各类阀门、各类传感器等所有电气设备合理配置、高效运行，使整个冷冻站系统处于节能状态运行，降低冷冻站系统自身的能耗损失，提高冷冻站制冷效率，达到整个IDC机房的绿色、节能效果。

（二）空调冷冻站系统要求：
空调冷冻水系统中各相关水泵及附件与冷水机组应实现电气联锁，按下列顺序启停：电动水阀、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机应先于冷水机组启动，冷水机组在冷水水流得以证实后启动，系统停机时顺序相反。

冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、以上设备入口或出口管道上的启闭电动阀一一对应联锁启停。

1.水冷冷水机组：
由于目前冷水机组已经采购，上述功能要求仅为对冷水机组自控的常规要求，最终冷水机组自控功能要求以冷水机组供货厂家相关要求为准。

(1)对设备的运行参数（压缩机排气压力（或温度）、压缩机吸气压力（或温度）、
蒸发温度、冷冻水进水/出水温度、冷却水进水/出水温度、机组运行负荷百分比等）进行监测。

(2)对冷水机组冷冻水和冷却水进/出水压力进行监测。

(3)对冷冻水、冷却水的水流状态进行监测。

(4)远程控制每台冷水机组的启停。

(5)显示各项报警信息。

（6）每台机组的自控及冷冻机房内冷水机组的群控要求：
a.冷水机组能自动根据空调系统总冷负荷变化,自动协调各台冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的启停，达到最佳使用效果和节能效果，根据负荷变化自动改变冷水机组的制冷量输出，实现节能运行，所需传感器、控制器、执行器由投标人配套提供并指导施工安装；
b.可自动均衡每台机组的运行时间；
c.可显示并输出:每台机组的压缩机排气压力（或温度）、压缩机吸气压力（或温度）、蒸发温度、冷冻水进水/出水温度、冷却水进水/出水温度、机组运行负荷百分比、电机电流、运行时间（启、停累积计数、累积运行时间）、冷冻机房冷冻水总进水/出水温度、冷冻机房冷却水总进水/出水温度；
d.可实现冷冻水出水温度和冷却水进水温度的高温报警，冷冻水出水温度和冷却水进水温度的低温报警，蒸发温度异常保护性关断并报警、冷却水流量过低或断水保护性关断并报警、冷冻水流量过低或断水保护性关断并报警、压缩机排气或吸气压力异常保护性关断并报警、电机电流异常保护性关断并报警、电源相序异常保护性关断并报警、设备运行故障报警，并将报警信号输出；
e.控制系统应有手动优先控制的功能，以便于当控制器发生故障或维护人员认为必要时，能够通过手动优先控制的模式，让机组保持应急运行；
f.提供远程控制每台冷水机组启停的功能,可输出远动/手动转换开关状态；
g.控制系统应可以保留历史故障记录，每条故障记录的内容至少应包括（但不限于）故障发生的时间、位置、原因、当前状态，保留故障记录的条数不应低于100条，具体数量需投标人明确提出；
h.控制参数应是可修改再设定的，但控制参数的设定修改应具有权限密码；
i.提供满足业主要求的显示页面；
j.提供通讯接口，并开放相关接口协议。

2.冷冻水循环泵：
(1)对水泵进/出口压力、水泵运行状态进行监测。

(2)远程控制每台水泵的启停。

(3)提供故障报警。

(4)冷冻水控制柜已经采购，不包含在本次招标范围之内，但投标人应对现有冷冻水控制柜进行核实，如有不满足自控要求之处，需投标人进行适配。

3.冷却水循环泵：
(1)对水泵进/出口压力、水泵运行状态进行监测。

(2)远程控制每台水泵的启停。

(3)提供故障报警。

(4)冷却水控制柜已经采购，投标人应对现有冷却水控制柜进行核实，如有不满足自控要求之处，需投标人进行适配。

4.冷却塔组及冷却塔进、出水总管旁通电动阀：
(1)现有冷却塔每组两套风机，其中一套为变频风机，一套为定频风机，低负荷时开启变频风机，当变频风机达到额定负荷之后，再开启定频风机，同时调整变频风机负荷。

(2)自控系统能根据冷却塔出水总管温度的变化，自动控制各台冷却塔的风机启停、风机转速，实现节能控制；
(3)具备冬季防冻运行模式，可根据冷却塔出水总管温度变化，自动控制各台冷却塔风机启停、风机转速，冷却塔进、出水总管之间电动水阀的启闭，并提供集水盘电伴热等防冻功能，保证冬季冷却塔总出水温度满足冷水机组要求；
(4)单台冷却塔风机运行除受节能系统控制外，还需与冷却塔进水管电动水阀实现联锁启闭；
(5)可自动/远动控制冷却塔出水温度，使冷却塔出水温度可随环境温度变化而调整，并保证冷却塔出水温度高于冷水机组要求的最低温度；
(6)显示冷却塔风机运行状态、风机转速，显示冷却塔运行参数（单塔进/出水温度、塔组总进/出水温度），显示冷却塔进、出水总管之间电动水阀的运行状态，显示电伴热防冻装置运行状态，显示集水盘水温；
(7)提供单塔及塔组出水水温超高/低报警，提供风机故障报警，提供集水盘溢流水位、低水位报警；
(8)提供远程控制每台冷却塔风机启停，远程控制冷却塔进、出水总管之间电动
水阀启闭的功能；
5.冷冻水压差旁通阀：
(1)显示阀门两端压力值及差值。

(2)阀门两端压差高于设定值时自动开启阀门。

(3)显示阀门启闭状态。

6.过滤器：
(1)监测过滤器前后压力。

(2)堵塞报警。

（三）冷却塔补水系统：
1.冷却水补水泵安装在室外水池泵房，显示补水泵的启动状态。

2.监测补水泵运行状态、供水压力。

3.远程控制设备启停。

4.显示水池水位信息，包括低水位和高水位报警信息；
5.显示补水泵报警信息。

（四）空调冷冻水补水系统：
1.监测水泵运行状态、供水压力。

2.显示补水泵报警信息。

（五）板式换热系统
1.板式换热系统的投入和退出均自控系统给出提示信息，采用人工操作确认，
系统自动完成。

2.冬季运行模式：通过温度传感器，当室外温度在连续72小时期间稳定在
5℃以下时，经系统计算后，给出板式换热系统投入使用的提示信息，当人工确认后，可以进入冬季运行模式；
3.进入冬季运行模式后，启动相关切换电动阀等，按顺序关闭各台冷水机
组。

4.通过温度传感器，确保板式换热器换热后的冷冻水温度保持在7/12℃。

5.当出现温度超高时，及时告警。

（七）设备硬件及选型要求。