第5章 冷热源系统的控制讲解
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• 在中央空调中的应用也越来越多 • 基本思想： – 让制冷设备在电网低负荷时（夜间）工作制冰 – 利用冰的融解热(335kJ/kg)进行蓄冷 – 将冷量储存在蓄冷器中 – 在用电负荷的高峰期（白天）向空调系统供冷 • 蓄冰制冷的作用 – 可以调节电网负荷 – 起到削峰填谷、缓和供电紧张的作用
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：
蒸气压缩式制冷机 吸收式制冷机(absorption chillers) 蓄冰制冷机组
制冷系统
是指通过外能量的加入，实现热量从温度较低的物体(或空间) 转移到温度较高的物体(或空间)的能量转换系统。
冷水机组
把制冷系统中的压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀等设备以及 电气控制设备组装在一起，专门提供冷水的设备 实际上就是一个制冷系统
1. 蒸气压缩式制冷系统工作原理
蒸气压缩式制冷系统的组成
冷源有两类：
天然冷源
• 一般是指深井水、山涧水等温度较低的水 • 可直接用水泵抽取供空调系统的喷水室、表冷器等空气处理设备 – 然后排放掉 • 获得较难
人工冷源
• 使用制冷设备以人工方法制取的冷量 • 如，实际工程中的空调系统 – 制冷机是空调系统中消耗能量最大的设备
5.1.1 中央空调系统冷源概述
冷却水
• 压缩机、冷凝器、节流机构(如膨胀阀、毛细管等)、蒸发器
制冷工质，即制冷剂
膨胀阀
高压侧 低压侧
压缩机 电动机
冷冻水
5.1.2 冷水机组的工作原理 2. 吸收式制冷系统工作原理
吸收式制冷与压缩式制冷的比较
• 相同点： – 都是利用低压制冷剂的蒸发产生的汽化潜热进行制冷 • 区别： – 压缩式制冷以电为能源 – 而吸收式制冷以热为能源 – 溴化锂制冷的适用范围不如压缩式制冷
把制冷机作为一个系统
• 输入该系统的能量包括压缩功w和蒸发吸热量q0，输出的能量为qk
在制冷循环中，把单位质量制冷量q0与单位质量绝热压缩 功w之比称为制冷机的性能系数（Coefficient of Performance，COP）
COP是针对空调设备节能的评价指标
• COP越大=>产生同等冷量的功耗越少
中央空调系统中的冷源
常称为冷冻站 所在的房间称为冷冻机房
Biblioteka Baidu
冷冻站一般包括如下三个部分：
冷水机组
• Chiller
冷冻水分配系统
• Chilled Water Distribution System • 把冷冻水传输和分配到各末端用户 • 冷冻水将从各末端用户吸收的热量在蒸发器中传递给制冷剂
智能建筑环境设备自动化
第5章 冷热源系统的控制
授课：余志强
内容提要
5.1 冷冻站工艺流程的认知
5.2 冷冻站的控制
5.3 BAS对水泵、风机等设备的监控
5.4 冷水机组的群控
5.5 空调冷冻水循环系统的控制 5.6 空调冷却水系统的控制 5.7 热源设备的控制
引例
下面是选自筑龙BBS论坛的关于“机房群控、ba控制哪 个更合适？”这一话题的讨论。读者可据此做初步了解。
制冷机的COP一般都大于1
• 通常介于2.5~7.0之间
5.1.2 冷水机组的工作原理
如何提高制冷机的COP？
（1）COP与冷凝温度、蒸发温度有关
冷凝温度应越低越好，而蒸发温度应越高越好
• =>可降低制冷剂在冷凝器和蒸发器中的压差 • =>降低压缩机功耗
在正常空调工况下，冷凝温度每降低1℃或蒸发温度每升高1℃
吸收式制冷的制冷工质通常是溴化锂水溶液
• 水为制冷剂，溴化锂为吸收剂
蒸发温度不低于0℃
• 民用建筑的空调系统中，空调冷水的温度通常为6～7℃， 因此还是比较容易满足的。
5.1.2 冷水机组的工作原理 吸收式制冷系统的工艺流程
5.1.2 冷水机组的工作原理 3. 制冷机的性能系数COP
冷却水循环系统
• Heat Rejection System • 制冷剂吸收的热量在冷凝器中传递给冷却水 • 冷却水系统将热量排放到大气环境中
5.1.1 中央空调系统冷源概述 冷水机组通常有：
蒸气压缩式制冷机
• 在空调系统中是应用最广泛的制冷设备 • 以消耗电能作为补偿，通常以氟利昂或氨为制冷剂 • 常用的有三类： – 往复式制冷机(reciprocating chillers) – 旋转-螺杆式制冷机(rotary-screw chillers) – 离心式制冷机(centrifugal chillers)
http://bbs.zhulong.com/detail6039422_1.html
案例小结
上述BBS论坛的讨论主要就冷热源设备控制的实施方式做了讨 论。 有主张设备本身自带的控制系统（即网友helloly所说的“机房 群控”方式）来完成控制的。自带的控制系统有其专业性的优 势，比如“对制冷机的性能比较了解”，“对数据的采集能更 专业一些”。 有主张由BAS系统来实施机组控制的。BAS系统可以更好的实 现集成，但前提是厂家“通讯协议要敞开”。 也有认为“在主机房建议使用监测点，不要采用自动控制点”。 这些观点，后文将详细介绍。
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：
蒸气压缩式制冷机 吸收式制冷机(absorption chillers) 蓄冰制冷机组
制冷系统
是指通过外能量的加入，实现热量从温度较低的物体(或空间) 转移到温度较高的物体(或空间)的能量转换系统。
冷水机组
把制冷系统中的压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀等设备以及 电气控制设备组装在一起，专门提供冷水的设备 实际上就是一个制冷系统
1. 蒸气压缩式制冷系统工作原理
蒸气压缩式制冷系统的组成
冷源有两类：
天然冷源
• 一般是指深井水、山涧水等温度较低的水 • 可直接用水泵抽取供空调系统的喷水室、表冷器等空气处理设备 – 然后排放掉 • 获得较难
人工冷源
• 使用制冷设备以人工方法制取的冷量 • 如，实际工程中的空调系统 – 制冷机是空调系统中消耗能量最大的设备
5.1.1 中央空调系统冷源概述
冷却水
• 压缩机、冷凝器、节流机构(如膨胀阀、毛细管等)、蒸发器
制冷工质，即制冷剂
膨胀阀
高压侧 低压侧
压缩机 电动机
冷冻水
5.1.2 冷水机组的工作原理 2. 吸收式制冷系统工作原理
吸收式制冷与压缩式制冷的比较
• 相同点： – 都是利用低压制冷剂的蒸发产生的汽化潜热进行制冷 • 区别： – 压缩式制冷以电为能源 – 而吸收式制冷以热为能源 – 溴化锂制冷的适用范围不如压缩式制冷
把制冷机作为一个系统
• 输入该系统的能量包括压缩功w和蒸发吸热量q0，输出的能量为qk
在制冷循环中，把单位质量制冷量q0与单位质量绝热压缩 功w之比称为制冷机的性能系数（Coefficient of Performance，COP）
COP是针对空调设备节能的评价指标
• COP越大=>产生同等冷量的功耗越少
中央空调系统中的冷源
常称为冷冻站 所在的房间称为冷冻机房
Biblioteka Baidu
冷冻站一般包括如下三个部分：
冷水机组
• Chiller
冷冻水分配系统
• Chilled Water Distribution System • 把冷冻水传输和分配到各末端用户 • 冷冻水将从各末端用户吸收的热量在蒸发器中传递给制冷剂
智能建筑环境设备自动化
第5章 冷热源系统的控制
授课：余志强
内容提要
5.1 冷冻站工艺流程的认知
5.2 冷冻站的控制
5.3 BAS对水泵、风机等设备的监控
5.4 冷水机组的群控
5.5 空调冷冻水循环系统的控制 5.6 空调冷却水系统的控制 5.7 热源设备的控制
引例
下面是选自筑龙BBS论坛的关于“机房群控、ba控制哪 个更合适？”这一话题的讨论。读者可据此做初步了解。
制冷机的COP一般都大于1
• 通常介于2.5~7.0之间
5.1.2 冷水机组的工作原理
如何提高制冷机的COP？
（1）COP与冷凝温度、蒸发温度有关
冷凝温度应越低越好，而蒸发温度应越高越好
• =>可降低制冷剂在冷凝器和蒸发器中的压差 • =>降低压缩机功耗
在正常空调工况下，冷凝温度每降低1℃或蒸发温度每升高1℃
吸收式制冷的制冷工质通常是溴化锂水溶液
• 水为制冷剂，溴化锂为吸收剂
蒸发温度不低于0℃
• 民用建筑的空调系统中，空调冷水的温度通常为6～7℃， 因此还是比较容易满足的。
5.1.2 冷水机组的工作原理 吸收式制冷系统的工艺流程
5.1.2 冷水机组的工作原理 3. 制冷机的性能系数COP
冷却水循环系统
• Heat Rejection System • 制冷剂吸收的热量在冷凝器中传递给冷却水 • 冷却水系统将热量排放到大气环境中
5.1.1 中央空调系统冷源概述 冷水机组通常有：
蒸气压缩式制冷机
• 在空调系统中是应用最广泛的制冷设备 • 以消耗电能作为补偿，通常以氟利昂或氨为制冷剂 • 常用的有三类： – 往复式制冷机(reciprocating chillers) – 旋转-螺杆式制冷机(rotary-screw chillers) – 离心式制冷机(centrifugal chillers)
http://bbs.zhulong.com/detail6039422_1.html
案例小结
上述BBS论坛的讨论主要就冷热源设备控制的实施方式做了讨 论。 有主张设备本身自带的控制系统（即网友helloly所说的“机房 群控”方式）来完成控制的。自带的控制系统有其专业性的优 势，比如“对制冷机的性能比较了解”，“对数据的采集能更 专业一些”。 有主张由BAS系统来实施机组控制的。BAS系统可以更好的实 现集成，但前提是厂家“通讯协议要敞开”。 也有认为“在主机房建议使用监测点，不要采用自动控制点”。 这些观点，后文将详细介绍。