冷热源系统的控制
冷热源系统控制调节
75%风量
50%风量
△t=2℃
G 水循环量
7
4.冷冻水循环系统的控制
末端供冷量-水流量特性 不同控制下的末端换热特性总结
工况 （典型应用）
水流量（各末 端的设计工况 流量为Gr）
供回水温差 （设计工况温 差为Δtr）
无调节水阀 （无调节阀的 AHU、FCU）
风量不变水阀连 续调节
（定风量空调箱）
负荷降低时，供回水温差从设计
值降低到下限，冷机工作在等流 Q
量变冷量线上
0.3Q
冷冻水流量可变时：
0.5G G
负荷降低时，流量降低，供冷量 降低，冷机工作在“设计温差-设 计流量-最小冷量-最小水量”组成 的梯形区域
冷机的经济运行区
冷冻水流量小于某一经济流量
△t=5℃ △t=3.8℃ △t=2.5℃
冷热源系统控制调节
第6章 冷热源与水系统的控制调节
主要内容
1. 冷热源系统的基本启停操作与保护 2. 制冷机的冷量调节和台数启停控制 3. 冷却塔与冷却水系统的控制 4. 冷冻水循环系统的控制 5. 蓄冷系统的优化控制 6. 循环水系统的优化控制 7. 小型热源的控制调节
3
4.冷冻水循环系统的控制
YY. Chang et al, Evolution strategy based optimal chiller loading for saving energy, Energy Conversion and Management 50 (2009) 132–139
第6章冷热源与水系统的控制调节
6.4 冷冻水循环系统的控制
系统功能： 通过水的循环，把冷机产生的冷量输送到用冷的末端。 末端包括：空调机的表冷器、风机盘管等各类换热装置。 如果如图6-10那样从冷冻水循环系统的分水缸、集水缸处 把冷冻站和建筑物内的水系统分为两部分，则两部分之间 在任何时刻都一定存在如下基本关系： 1. 冷冻站产生的量＝各末端消耗的冷量之和； 2. 冷冻站里的冷冻水循环量＝末端侧冷冻水循环量； 然而，通过冷机的冷冻水流量与制冷量间的关系和通过末 端的冷冻水流量与末端换热器换热量的关系并不相同，这 就导致了二者的矛盾。然而上述基本关系又必须遵循，于 是上述关系就成为分析冷冻水循环系统的基本出发点。
同样，当安装三台冷机时，只 有当总冷量大于两台冷机的冷 量时，才有可能运行三台。
为此，在图6-12中还给出符合 这一原则的经济运行区。
6.4.2 用冷末端冷量与水量的关系
关系2：用冷末端冷量与水量的关系
末端为换热设备，故冷量须通过 温差传热送出，而平均温差又与 流量有关。
图6-13给出典型空气—水换热设 备，当空气入口参数不变，但风 量不同时，通过冷却器的水量与 释放的冷量间的关系由图中可以 看出：当风量为设计风量时，只 有当水量和冷量达到设计状况 （最大值）时，进出口温差才为 5ºC.
(2)螺杆式压缩机
螺杆式压缩机属于定容积比压缩机，改变其制冷量就要通过改 变其有效排气量实现。齿间容积周期性变化，制冷剂气体的吸 入-压缩-排出的工作过程
浅谈厂务系统冷热源控制方法
浅谈厂务系统冷热源控制方法
1. 引言
1.1 简介
厂务系统作为现代工业企业中不可或缺的一部分，在生产过程中
不可避免地会产生大量的热量和冷量。有效控制这些冷热源的使用，
不仅可以提高能源利用效率，减少能源浪费，还可以减少环境污染，
实现节能减排的目标。对于厂务系统中的冷热源控制方法的研究和实
践显得格外重要。
在本文中，我们将重点讨论厂务系统中冷热源控制方法的重要性，并探讨一些常见的冷源控制方法、热源控制方法以及冷热源协同控制
方法。通过案例分析，我们将进一步探讨这些方法的实际应用效果和
优缺点。结合实践经验和理论研究，我们将总结当前厂务系统中冷热
源控制方法的发展现状，并展望未来可能的发展方向，以期为厂务系
统的能源管理和节能减排工作提供一定的参考和借鉴。
2. 正文
2.1 冷热源控制方法的重要性
冷热源控制方法在厂务系统中起着至关重要的作用。它能够有效
地提高系统的能效，减少能源消耗，降低生产成本。通过对冷热源进
行合理控制，可以使系统在运行过程中达到最佳的能效效果，提高设
备利用率，减少能源的浪费。冷热源控制方法还能够提高系统的稳定
性和可靠性。通过对冷热源进行精确控制，可以有效地避免系统出现过载或过热的现象，保证系统运行的稳定性和可靠性。冷热源控制方法还能够提高系统的安全性。在厂务系统中，冷热源的控制涉及到高温高压气体和液体的处理，如果控制不当容易引发事故，甚至造成人员伤亡和设备损坏。通过科学合理的冷热源控制方法能够有效地降低系统发生事故的风险，保障生产和人员的安全。冷热源控制方法的重要性不言而喻，对于厂务系统的稳定运行和节能减排具有积极的推动作用。
暖通冷热源-冷源系统控制流程原理图
水泵故障报警 水泵启停控制 水泵运行状态 手,自动状态
水泵变频控制及监测
Biblioteka Baidu
空调冷却塔风机动力配电盘 空调冷却水循环泵动力配电盘
水泵故障报警 水泵启停控制 水泵运行状态 手,自动状态
水泵变频控制及监测
风机变频控制 风机故障报警 风机启停控制 风机运行状态 手,自动状态
冷热源群控系统
冷源控制系统（YC）采用目前比较科学的控制方案，通过采集运行机组的负荷及供水温度参数来选择机组的开启台数。
该控制方案为“模糊控制”模式，可以任意选取运行时间较短的机组运行，也可以根据发生的故障自动切换到另一制冷组运行，达到节能和自动控制的最优化。
案例分析原理图
大 机组
板换大机
组
板换大机
组
板换小机 组
板换小机
组
板换
冷却水
冰水蓄冷罐
一
次泵
一次泵
一次泵
一
次泵
一次泵
五台二次泵
供水总管
源控冷热源系统智能控制原理说明: (一)YC监控系统定义和说明
✧控制模式：
该系统分为三种控制模式，分
别是手动模式，单机模式（一
键启停），群控模式（一键启
停）。
(1)手动模式：根据控制要求，
BA在控制界面做了控制模式
的选择，可以选择群控模式或
者单组模式，当在单组模式情
况下，点击每一个制冷组切换
到单组手动，就能分别对冷冻
水蝶阀，冷却水蝶阀，旁通蝶
阀，二次泵、冷却塔等进行单
点启停控制。
(2) 单机模式：该控制按键分
别在每个冷水机组里面可以
进行选择模式，在单机模式情
况下，您可以通过一键启停键
为该机组一套的设备进行联
动控制（对应该冷水机组的蝶
阀，水泵，冷却塔等）
(3) 群控模式：控制逻辑是利
用每台机组的负荷和冷冻水
供水温度来控制加减机的。
✧制冷组启动顺序：所有制冷组
均以制冷模式启动运行，制冷
组控制器将发送顺序启动命
令，启动依次：开启冷却水电
动阀、冷冻水电动阀——冷却
塔——冷却水一次泵——冷
冻水一次泵——开启冷水机
组。
✧制冷组关机顺序：与启动顺序
刚好相反。
✧一旦主管理器（冷冻站内设
置）失效，操作员应能够通过
就地安装在制冷组控制器上
第5章 冷热源系统的控制讲解
5.1.2 冷水机组的工作原理
5.1 冷冻站工艺流程的认知 5.1.1 中央空调系统冷源概述
冷热源设备是HVAC的核心设备
工艺复杂、节能技术手段丰富 对这些设备的监控质量优劣直接影响运行经济效益 冷热源设备与水系统的节能控制是衡量 BAS成功与否的关键因 素之一。
冷源的作用
为中央空调在供冷时提供冷量的来源
• =>系统的COP能提高1.5％～2.5％左右
但是，冷凝温度和蒸发温度是有限值的
• 制冷机的运行对冷凝温度有最低要求 • 最高蒸发温度受系统的要求及空调末端运行条件的限制
（2）COP还与制冷量有关
制冷量变化会
• =>压缩机工作负荷的变化 • =>压缩机效率随之变化
吸收式制冷机(absorption chillers)
• 吸收式制冷以消耗热能作为补偿 • 以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂 • 可以利用低位热能和高温冷却水
蓄冰制冷机组
5.1.1 中央空调系统冷源概述 冷水机组通常有：
第6章 冷热源系统的控制调节
注 意 设置压差传感器时，其两端接管应尽可能靠近旁 通阀两端，并设于水系统中压力较稳定的地点，以减 少水流量的波动，提高控制的精确度 。
冷、热源系统监控
制冷系统监控
(1) 基本参数的测量，设备的正常启停与保护；
(2) 基本的能量调节；
(3) 冷热源及水系统的全面调节与控制。
冷热源基本监测与控制
T2 T1 T2
（5）水流监测
有必要弄清楚的问题： 水泵正常运行不代表水路正常。
工作点偏离
原因
管路出现故障、堵塞
控制方法 冷冻水泵、冷却水泵启动后，通过水流开关 FS （1 路 DI信号）监测水流状态，流量太小甚至断流， 则自动报警并自动停止相应制冷机运行。
6.3 二次泵冷冻水系统
6.3.1 冷水机组台数控制
压差旁通控制原理
由压差传感器 PdT检测冷冻水供水管网中分水器 与回水管网中集水器之间的压差，由 1 路AI信号送 入 DDC 与设定值比较后，DDC 送出 1 路 AO 控制 信号，调节位于供水管网中分水器与回水管网中集水 器之间的旁通管上电动调节阀（压差调节阀）的开度， 实现供水与回水之间的旁通，以保持供、回水压差恒 定，并且基本保持冷冻水泵及冷水机组的水量不变， 从而保证了冷水机组的正常工作。
控制思想 在电力负荷不足的时段，对制冷机组的供冷量 加以限制，超过制冷机供冷能力的负荷由蓄冷设备 释冷提供。 适用条件 电力负荷受限制时才采用。
冷热源系统
冷热源系统
冷源系统由冷水机组、冷却水系统、冷冻水系统组成。
xx系统的监控
冷却水系统的作用是为冷水机组的冷凝器提供冷却水，吸收制冷剂的冷凝热量，并将冷凝热量转移到大气中去。
冷却水系统由冷却水循环泵、管道及冷却塔组成。
冷冻水系统的监控
冷冻水系统的作用是为冷水机组的蒸发器提供的冷量通过冷冻水输送到各类冷水用户（如空调和风机盘管）
冷冻水系统由冷冻水循环泵、集水器、分水器、管道系统等组成。
压缩式制冷系统的监控
1、启停控制和运行状态显示
2、冷冻水进出口温度、压力测量
3、xx进出口温度、压力测量
4、过载报警
5、水流量测量及冷量记录
6、运行时间和启动次数记录
7、冷冻水xx阀压差控制
8、冷冻水温度再设定
9、台数控制
在冷水机组开启时，必须首先开启冷却水和冷冻水系统的阀门和水泵、风机。
保证冷凝器和蒸发器中有一定的水量流过，冷水机组才能启动。
冷水机组都随机携带有水流开关，水流开关的电气接线要串联在制冷剂的启动回路上。
当水流达到一定流速值，水流开关吸合，制冷机组才能被启动。
制冷机停机后，应延时一段时间（约3-5分钟），再停止冷却水和冷冻水系统的运行。
冷负荷计算
Q=cM(T供-T回)
c为比热容水4.1868KJ/kg，M为总管流量
制冷机组台数控制规则
若Q<=qmax（N-1）,则关闭一台冷冻机及相应循环水泵。
若Q>=0.95qmaxN,且冷冻机出水温度在△t时间内高于设定值，则开启一台主机及相应循环水泵。若qmax（N-1）<Q<0.95qmaxN则保持现有状态。
锅炉系统设备包括热源、热交换器及热水循环三部分。
如何做建筑冷热源方案设计
建筑冷热源方案设计
一、引言
随着现代社会的发展，建筑行业在不断发展壮大的同时也对节能减排提出了更高的要求。建筑的冷热源是指为建筑提供供暖、供冷、热水等能源的设备或系统。设计合理的冷热源系统能够有效降低建筑的能耗，减少对环境的影响。因此，本文将探讨建筑冷热源方案的设计。
二、冷热源方案设计原则
1. 节能：冷热源系统应当采用高效节能的设备，如地源热泵、风能、太阳能等，尽量减少对能源的浪费。
2. 环保：冷热源系统应当选择环保型设备和材料，尽量减少对环境的污染和破坏。
3. 可靠：冷热源系统应当具有良好的稳定性和可靠性，确保建筑在各种气候条件下的舒适度和安全性。
4. 经济：冷热源系统应当在保证性能的前提下尽量降低投资和运行成本，提高系统的经济性。
5. 适用性：冷热源系统应当根据建筑的类型、规模、使用性质等因素，合理选择适用的技术和设备。
三、冷热源方案设计内容
1. 冷热源系统选型：根据建筑的实际需要，选择适合的冷热源系统，比如地源热泵、太阳能热水器、空气源热泵等。
2. 设计方案优化：通过对建筑的热负荷进行计算和分析，优化冷热源系统的设计方案，确保系统的高效稳定运行。
3. 管道布局设计：合理规划冷热源系统的管道布局，减少管道阻力和热损失，提高系统的传热效率。
4. 设备选型：选择性能优良、能效高的冷热源设备，如高效热泵、节能换热器等，确保系统的运行效果。
5. 控制系统设计：设计合理的冷热源系统控制系统，实现对系统的精准控制和监测，提高系统的自动化程度和节能效果。
6. 安全考虑：在设计冷热源系统时，必须考虑到系统的安全性，如设置安全阀、自动排气装置等，以确保系统的安全运行。
9-空调冷热源系统控制原理图
冷热源监控系统
冷源设备群控系统控制方案
一、制冷系统
制冷系统的机房群控系统包括以下主要内容：一是实现制冷系统的能量控制管理,主要包括根据冷量负荷计算对制冷机组进行台数控制、根据系统压差实现一次泵变流量控制、根据冷却水供水温度实现对冷却水泵的控制管理;二是根据大厦的日程安排开关制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵等，并实现各设备之间开关机顺序及连锁保护功能；三是累计每台制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵运行时间，自动选择运行时间最短的设备启动，使每台设备运行时间基本相等，延长机组的寿命；四是动态显示机组、水泵及相关设备的运行状态和报警信息，自动记录系统数据，如遇故障则自动停泵，备用泵自动投入使用。
将系统管理主机安装在地下三层制冷机房值班室内，方便值班人员随时查看监控参数及设备运行情况.
1、制冷系统控制方案
1)监控设备
制冷系统监控原理图
DI点：制冷机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔、热泵机组的运行状态、故障报警、自动/手动状态，稳压泵、水流开关状态、水箱水位状态。
DO点：制冷机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔、蝶阀。
AO点：供回水总管旁通阀。
AI点：冷冻水总管供回水温度、水流量和压力，冷却水供回水温度。
另外，通过网关，可以采集到制冷机组的电流、电压、功率、功率因数、供水温度等。
2)监控内容及控制方法
监控点位
➢制冷机组：运行状态、故障状态;
➢冷却塔风机：运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制;
➢冷却泵：运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制、变频控制、变频反馈；
➢冷却水供回水温度、冷却水蝶阀开启、状态反馈、水流状态；
➢冷冻泵：运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制、变频控制、变频反馈；
冷源的自动控制原理及应用
冷源的自动控制原理及应用
1. 引言
冷源作为现代空调系统中的重要组成部分，起着提供冷却效果的关键作用。为了实现对冷源的自动控制，可以确保空调系统的正常运行，提高能源利用效率。本文将介绍冷源的自动控制原理及其在实际应用中的具体情况。
2. 冷源的自动控制原理
冷源的自动控制基于以下原理实现：
2.1 温度传感器
通过安装在冷源附近的温度传感器，可以实时监测冷源周围的温度变化。温度传感器将收集到的数据传输给控制系统。
2.2 控制系统
控制系统是冷源自动控制的关键组成部分。它可以根据接收到的温度传感器数据，判断冷源的工作状态，并进行相应的控制调节。
2.3 控制策略
根据不同的需求和运行情况，可以采用不同的控制策略对冷源进行自动控制。常见的控制策略包括：恒温控制、变送控制和优化控制等。
3. 冷源自动控制的应用
3.1 工业领域
在工业领域中，冷源的自动控制可以应用于制冷设备，如制冷压缩机、冷凝器和蒸发器等。通过自动控制，可以实现对制冷设备的运行状态的监测和调节，达到稳定的制冷效果和节能的目的。
3.2 商业建筑
在商业建筑中，冷源的自动控制用于中央空调系统。通过自动控制，可以实现对冷却塔、冷冻机组和水泵等设备的自动运行和调节。这样可以优化整个空调系统的性能，提高能源利用效率。
3.3 能源管理系统
在大型建筑物或工业厂房中，冷源的自动控制可以与能源管理系统相连接，实现对冷源的远程监控和操作。这样可以通过网络集中管理和调节冷源，提高整个系统的运行效率和节能性能。
4. 冷源自动控制的优势
4.1 节约能源
冷源的自动控制可以根据实际需求实时进行控制调节，避免了冷源长时间运行而浪费能源的情况。通过优化运行策略，可以节约大量的能源开支。
冷热源系统设计原则
冷热源系统设计原则
一、引言
冷热源系统是现代建筑中常用的节能技术之一，通过利用地下水、空气等自然资源进行换热，实现建筑物的制冷和供暖。但是，在设计冷热源系统时，需要考虑多方面因素，包括环境条件、建筑物性质、设备选型等等。因此，本文将介绍冷热源系统设计的原则。
二、环境条件
1.气候条件
在设计冷热源系统时，需要充分考虑所处地区的气候条件。例如，在寒冷地区应当选择适合低温环境下运行的设备，并且要保证设备有足够的保温措施；而在炎热地区，则需要选择适合高温环境下运行的设备，并且要保证设备有足够的散热措施。
2.地质条件
在选择冷热源系统时，需要考虑所处地区的地质条件。例如，在岩层较硬的地区，则需要采用钻井方式进行取水或排水；而在土层较松软
的地区，则可以采用挖掘方式进行取水或排水。
三、建筑物性质
1.建筑物类型
不同类型的建筑物对冷热源系统的需求也不同。例如，住宅需要保证室内温度舒适，而商业建筑则需要考虑经济效益和环保要求。因此，在设计冷热源系统时，需要根据建筑物类型进行合理选型。
2.建筑物结构
建筑物的结构对冷热源系统的影响也很大。例如，在高层建筑中，由于管道长度较长，会导致水泵功率过大；而在地下室中，则需要考虑排水问题。因此，在设计冷热源系统时，需要充分考虑建筑物结构。
四、设备选型
1.换热器
在选择换热器时，需要考虑其传热效率、耐腐蚀性、耐压性等因素。同时还要根据实际情况选择不同类型的换热器，例如板式换热器、壳管式换热器等。
2.水泵
在选择水泵时，需要考虑其流量、扬程等参数，并且要根据具体情况进行合理选型。同时还要注意水泵的安装位置和管道布局等问题。
冷热源装置自动控制及冷热源设备运行管理和维护
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长期停车(尤其是冬季)应将冷凝系统、冷水系 统及压缩机油冷却器、压缩机水套中的积水排空， 避免结冰冻坏设备。
在停车时．蒸发器供水泵（冷水泵）与压缩机 停车的间隔时间，应能保证在活塞式压缩制冷系统 中，蒸发器内的液态制冷剂全部气化且成为过热气 体，以保证设备的安全。冷却泵与压缩机的停车间 隔时间应能保证进入冷凝器内的高温高压气体制冷 剂全部冷凝成为液体，且最好进入贮液器内。
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二、监测与控制
1．制冷压缩机的安全保护与控制 （1）压力保护控制
压力保护控制包括： 高压保护 低压保护 油压保护
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高压保护
高压保护的目的是为了防止排气压力过高而产 生安全事故。
产生排气压力过高的原因包括： 冷凝器断水或水量不足，排气管阀门堵塞，系 统中不凝性气体过多等都会引起排气压力过高。
(3) 确保设备的安全、高效运行，防止设备事故， 降低设备的维修费用。
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3
二、运行管理的内容
1. 起动过程 2. 调试过程
3. 正式运行过程
（1）冷热源设备运行状态监视及控制； （2）冷热源设备故障及停电报警； （3）冷热源设备节能管理
中央空调冷热源群控系统PLC逻辑控制说明
一、冷机启停逻辑（DDC内控制程序）
1、冷机启动
→平台选择了冷机模式，并且发送了启动命令（开始计时）
→水泵、冷却塔、冷机没有故障，且没有切为本地，否则报故障，机组停机，切机
→冷机模式对应的1个阀门开到位，否则报故障，机组停机，切机
→冷却塔进水阀开度>80%，否则报故障，切机
→开启冷却水循环泵，冷却水循环泵频率>（设定启动频率-5）
→开启冷却塔，冷却塔频率>25HZ
→开启冷冻水泵，冷冻水泵频率>（设定启动频率-5）
→开启冷机，系统运行状态返回（计时清零，正常启动完成，如果超过3分钟没有状态返回，启动故障处理程序）
→冷机启动完成
2、冷机关闭
→平台选择了冷机模式，并且发送了关机命令（开始计时）
→给冷机发送关机指令，冷机停机，冷机运行状态为OFF，开始计时
→计时时间=300S（5分钟），关闭冷冻水循环泵
→计时时间=360S（6分钟），冷冻水泵运行状态为OFF，关闭冷却水循环泵
→冷冻水流量<20且冷却水流量<20，关闭冷却塔
→冷机关闭完成
3、板换启动
→平台选择了板换模式，并且发送了启动命令（开始计时）
→水泵、冷却塔、冷机没有故障，且没有切为本地，否则报故障，机组停机，切机
→板换模式对应的4个阀门开到位，否则报故障，机组停机，切机
→冷却塔进水阀开度>80%，否则报故障，切机
→开启冷却水循环泵，冷却水循环泵频率>（设定启动频率-5）
→开启冷却塔，冷却塔频率>25HZ
→开启冷冻水泵
→板换启动完成
4、板换关闭
→平台选择了板换模式，并且发送了关机命令（开始计时）
冷热源系统的监测控制与运行
2021/4/13
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13.2 冷源系统的监测与控制
13.2.1 蒸气压缩式制冷机的保护与控制
2．制冷压缩机的能量控制 蒸发器侧压力控制
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13.2 冷源系统的监测与控制
13.2.1 蒸气压缩式制冷机的保护与控制
2．制冷压缩机的能量控制
温度传感器TE1、
（5）发生器的压力等 参数进行监测。
冷却水
9
FE
TE
PE
DI DI DO
AI× 3
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13.2 冷源系统的监测与控制
13.2.2 吸收式制冷机的监测与控制
2．双效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制
双效吸收式制冷机的能量调节仍然是通过利用冷冻水出 水温度来控制加热蒸汽流量来实现的。通过调节蒸汽管道上 的调节阀的开度，维持恒定的供水温度，以满足负荷要求。
V1、V2—电磁滑阀； PT—压力传感器；
TR—温度继电器；
SC—步进控制器；
PR—高低压继电器； OPO—油压继电器；点 划线为信号线
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在这种控制中，电磁滑 阀通电的动作一般由蒸 发压力（或者蒸发温度） 来控制，使制冷机所输 出的冷量与实际需要的 冷量基本相当
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