暖通控制逻辑

冷站控制逻辑
1. 冷却水和冷冻水系统操作序列
Cooling water（CW）and chilled water（CHW）system Operation sequence.
根据招标文件的要求，运行模式分为低负荷运行及基本满负荷2中模式下运行，运行模式手动切换。

在低负荷模式下，将水温控制在7-12度，当蓄冷罐出水温度高于12度时，系统进入充冷模式，在充冷状态下，应保证供回水压差满足正常的压力范围，即保证末端空调的制冷需求。

当蓄冷罐出水温度低至7度时，关闭冷机，模式转换为蓄冷罐放冷模式。

充冷、放冷模式交替进行。

低负荷下冷机与板换不同时运行，即暂停预冷模式运行。

依据环境湿球温度控制两种制冷方式的转换。

环境湿球温度低于2度时，冷却塔风扇全速运行，将冷却水温度降低，当冷却水温度低于冷冻水温度后，关闭冷机，将系统切换至板换运行模式，当环境湿球温度高于3度时，退出板换模式，转为冷机制冷模式。

在板换模式下不进行蓄冷罐的冲放冷运行。

基本满负荷下，A、B两个冷冻站同时运行，不互锁。

1.1基本情况简介：
本工程关键水冷系统根据天气情况采用三种状态的冷却模式(Cooling mode)，分别是：1、夏季电制冷模式；2、过渡季预冷模式；3、冬季自然冷却模式（Free Cooling，也可称为节约模式）。

冷冻水设计供回水温度为12-18℃，夏季冷却水设计温度为30-35℃，冬季冷却水设计运行温度为10-15℃。

设备配置：本项目完全按照Tier IV模式建设，关键冷却系统分为完全独立的两套（A路，B路），分别对应AB两个冷冻站。

每个冷冻站配置三套独立的制冷主机（Chiller）及对应的水泵（Pump），
冷却塔（Cooling Tower）和板换（Heat Exchange）及联接管路。

水系统采用一次泵变频系统。

每套冷冻单元含：1台离心式水冷冷水机组、1台板式换热器(温差2℃)、1台冷却水泵、1台冷冻水循环泵及1台冷却塔。

冷却水管道布置采用母管制。

冷冻水系统采用一次泵变流量系统。

数据中心冷负荷为常年冷负荷，为保证供冷可靠性，防止突然停电或机器故障引起制冷中断事故，系统供水环路上设置闭式蓄冷水罐，冷冻水泵配带UPS电源，以实现突然停电冷水机组再启动时对机房的连续供冷。

供冷系统可以提供数据机房空调系统15分钟的冷水供应。

冷冻水供应系统补水为生产给水。

冷冻水系统定压采用自动定压排气补水装置。

冷却水系统设置微晶旁流水处理器及全自动加药装置，保证冷却水的水质。

1.2热工检测内容：（以A路为例说明）
(1)检测冷冻水系统供回水主管路的温度、压力、流量值，并接入相应的控制器。

TCHS1、TCHS5 = 12℃ ≥ 12.5℃ （可调）报警
TCHR1 = 18℃
FM CHR1 回水干管的流量监测
PCHS1、PCHR1 供回水主管路的压力值监测
(2)检测冷冻单元冷冻侧供回水管路上的温度、压力值，并接入相应的控制
器.
TCHS2、TCHS3、TCHS4 = 12℃（设定/可调）≥12.5℃（可调）报警TCHR2、TCHR3、TCHR4 = 18℃
FM CHR2、FM CHR3、FM CHR4 每个冷冻单元的回水管路流量监测，用于计算每个冷冻单元的产冷量。

（PCHS2、PCHR2）、（PCHS3、PCHR3）、（PCHS4、PCHR4）每个冷冻单元的供回水管路的压力值监测。

(3)检测冷却水系统供回水主管路的温度、压力、流量值，并接入相应的控制器。

TCTR1=16°C~30°C(制冷模式); 10°C~16°C(预冷模式); ≤10°C(自然冷却模式)
TCTS1=15°C~35°C
TCTR2=10°C（可调）(自然冷却模式)
FM CTR1 冷却水回水干管的流量监测
PCTS1、PCHR1 冷却水供回水主管路的压力值监测
(4)检测冷冻单元冷却侧供回水管路上的温度、压力，并接至相应的控制器.
TCTR3、TCTR4、TCTR5=16°C~30°C(制冷模式); 10°C~16°C(预冷模式); ≤10°C(自然冷却模式)
TCTR6、TCTR7、TCTR8=10°C~16°C(预冷模式); 10°C(自然冷却模式)
TCTS1、TCTS3、TCTS5=16°C~30°C
TCTS2、TCTS4、TCTS6=15°C~35°C
PCTS2、PCTS3、PCTS4 每个冷冻单元的冷却水供回水管路的压力值监测.
(5)检测每个闭式蓄冷罐的出水温度，并接至相应的控制器.
TCHS=12°C(设定/可调)；≥12.5℃报警；
(6)检测闭式蓄冷罐的出水干管温度，并接至相应的控制器.
TCHS5=12°C(设定/可调)；≥12.5℃报警；
(7)室外湿球温度的检测
t=45℃~-25℃湿球温度，湿球温度测点位于室外由自控专业设置，测点不少于2个。

1.3水冷制冷系统的运行模式及模式间的切换条件：（以A路为例说明）
1.制冷系统的运行模式分三种：制冷模式，部分自然冷却模式，完全自然冷却模式。

(1)当室外湿球温度t＞10℃(可调)时，冷却塔出水温度TCTR1＞16℃，冷机工作，板式换热器不工作，系统运行模式为冷机制冷模式。

(2)当室外湿球温度2℃＜t≤10℃(可调)时，冷却塔出水温度10℃＜TCTR1≤16℃时，冷机工作、板式换热器工作，系统进入部分自然冷却模式。

(3)当室外湿球温度t≤2℃(可调)时，冷却塔出水温度TCTR1≤10℃，冷机停止工作，板式换热器工作，系统进入自然冷却模式。

2. 三种模式间的控制及切换条件
(1)当室外湿球温度t＞10℃(可调)时，冷却塔出水温度TCTR1＞16℃，冷机工作，板式换热器不工作，系统运行模式为冷机制冷模式。

每套冷冻单元N(N=1,2,3)在制冷模式下，冷却侧：电动阀门V1-(N)开启，V2-(N)关闭。

冷冻侧：电动阀门V1-(N)开启，V2-(N)关闭。

将冷却塔出水管路上的TCTR1 设定在16℃(可调)，优先通过冷却塔风机的变频控制。

当冷却塔风机降低至最小频率30Hz(可调)，且TCTR2 低于设定值时，通过旁通阀V4控制此温度。

制冷模式下，冷机调节自身负载保证TCHS2、TCHS3、TCHS4 =12℃；冷却水泵调节变频器保证PCTS2、PCTS3、PCTS4压力设定值。

当室外湿球温度Tsh≤9℃（可调）时声光报警，将冷塔出水温度设定点降低：设定值为环境湿球温度+冷却塔趋近温度。

当冷却塔出水温度低于冷冻水温度2度后，系统可进入部分自然冷却模式。

(2) 每套冷冻单元N(N=1,2,3)在部分自然冷却模式下，冷却侧：电动阀门V2-(N)开启，由于要保证冷冻水进入冷冻机组的水温，应依据冷冻机组对冷却水的要求调节V2电动阀，预计当冷冻机组设定出水温度12度时，冷冻水侧冷机进水温度应控制不低于13.5度。

V1-(N)关闭。

冷冻侧：电动开关阀V2-(N)开启，V1-(N)关闭。

根据冷机的最小冷凝器压力控制电动调节阀V3-(N)的开度，调节进入冷
凝器的冷却水量，维持冷凝器内冷凝压力，保证冷冻机的正常运行。

需要计算。

部分自然冷却模式下，冷机调节自身负载保证TCHS2、TCHS3、TCHS4 =12℃；冷却水泵调节变频器保证PCTS2、PCTS3、PCTS4压力设定值。

当室外湿球温度Tsh≤1℃（可调）声光报警，将冷却塔的出水温度固定在10.5度。

系统可进入经济模式，关闭冷机。

(3)每套冷冻单元N=1,2,3在完全自然冷却模式下，冷却侧：电动阀门V2-(N)开启，V1-(N)关闭。

冷冻侧：电动开关阀V2-(N)开启，V1-(N)关闭。

将板换的冷冻水出水温度TCHS2、TCHS3、TCHS4 设定为12℃，优先通过冷却塔风机变频控制。

当风机变频到最小值30Hz时，冷冻水出水温度仍低于12℃(可调)，冷却塔的出水温度利用温度带控制，即出水温度8度关闭冷却塔风扇，10.5度后开启，由于此时处于较低的负荷，冷却塔的进出温差小。

(4)当室外湿球温度＞2℃，声光报警，取消完全自然冷却模式，系统进入部分自然冷却模式，并调整相应的阀门以及开启冷机。

(5)当室外湿球温度≥10.5℃，声光报警，取消部分自然冷却模式，系统进入制冷模式，关闭板换，并开启相应的阀门。

将冷却塔出水温度设定值调整为30度（冷机制冷模式下的温度）。

1.4.蓄冷罐的控制
正常运行模式下，蓄冷罐作为旁通，并设定最小旁通量。

保证蓄冷罐的温度
始终在低温的状态。

放冷模式：关闭相应的电动阀，旁通阀始终在关闭的状态，此时由于没有冷机参与制冷，水泵的频率可适当放宽。

水泵的频率依然是依照末端压差控制。

充冷模式：调整相应的电动阀，使蓄冷罐与末端空调并联，将冷冻水泵的频率满频，并保证末端水的压差值。

当蓄冷罐的出水温度为12度时，调整水泵频率与旁通阀的开度，保证水泵保持在较低频率下运行。

水泵与旁通阀的控制原则：检查旁通阀的开度是否在最小开度上，然后检查水泵是否在设定的最小频率上，末端压差降低后优先关闭旁通阀，然后再对水泵升频。

末端压差升高后优先降频，然后再调整旁通阀。

水泵的计算依据：水泵铭牌上的流量及扬程作为正常的参考点。

变频后的关系如下：频率与转速（流量）成正比、频率与扬程为平方的关系。

例：30米扬程的水泵，频率降为40hz后，流量降为原来的80%，扬程降为原来的64%即19.2米。

冷冻侧的末端压差为定值，即1-1.5bar，因此水泵频率不宜过低。

每个蓄冷罐沿垂直方向每隔0.5m安装一个温度传感器。

用来监视温跃层以及计算蓄冷罐内冷冻水的可用体积量，并根据末端负荷计算蓄冷罐的可用时间。

1.5、冷冻水泵的控制
根据末端最不利环路压差控制水泵变频及压差旁通阀V7的开度，保证供回水压差不大于0.10MPa(可调)。

冷冻水侧的最不利末端环路供回水管上安装2套压力传感器(计算压差)，1用1备。

任何一个压力传感器所测数值超出校验
量程，则视为故障状态，并前端报警。

当计算出的两个末端压差值的读数相差10%时，则应在前端报警，选择读数低的来控制。

1.7、冷却塔的控制
冷却塔进出水管上的电动开关阀与冷却塔的启停连锁：冷却塔开，其对应的电动阀门开；冷却塔关，其对应的电动阀门关。

室外管道做电伴热(由专业厂家完成)，保证管道内部水温不低于5℃，电伴热控制柜内的状态信号接至控制室。

1.8、空调制冷系统初期低负载运行控制
根据冷冻水供回水温差（TCHS1、TCHR1）、流量（FM CHR1），计算出空调末端需冷量，同时监测冷冻单元（TCHS2、TCHR2）、流量（FM CHR2），的流量和供回水温差（计算产冷量），当计算负荷低于运行的制冷机组额定容量的30%持续时间20分钟(可调)。

此时，将蓄冷罐作为一级负载，开启电动开关阀V6；关闭V5，通过调节阀门V7开度达到100%，冷冻水循环泵按照设计额定流量运转，保证蓄冷罐快速充冷。

当所有的闭式蓄冷罐的出水温度=12℃时，关闭阀门V6，开启V5，V7开度由末端最不利环路压差控制，关闭冷机。

当计算蓄冷罐内冷冻水的可用体积量，并根据末端负荷计算蓄冷罐的可用
时间剩余15分钟（可调），重新启动冷机。

当蓄冷罐供水温度＞12℃(可调)、TCHS5＞12℃(可调)，且TCHS6的温度=12℃(可调)的时间长达2min(可调)，开启电动开关阀V6；关闭V5，通过调节阀门V7开度，保证部分流量通过蓄冷罐。

1.9、不同模式下的切换说明（Cooling Mode Switch）：
三种制冷模式的切换是根据气候变化进行调整的，现场具备自动切换的能力，为了保证平稳运行，当系统有不稳定的情况都统一自动退回电制冷模式，每次进入模式切换的阶段需要人工进行密切监视，根据实际天气条件和天气预报情况对操作进行预判和预案准备。

状态切换时，A路进入切换状态时，B路保持原有工作状态，完成切换进入稳定工作状态时B路才允许进入切换操作。

同理，B路进入切换状态时，A路保持原有工作状态，当完全进入稳定工作状态时，才允许进行切换操作。

冷却水泵及相关管路与冷机一一对应，冷却水泵为变频水泵，频率变化和运行模式相关，只有工作模式发生变化是才进行调整；冷却水泵在三种运行模式中设定对应的运转频率，预设频率在每种模式下保持不变，以此来适应由于3种运行模式导致冷却水管路不同的压力损失引起的流量变化。

2.暖通系统故障说明
2.1故障层级
本项目根据故障严重性将故障等级分为三个大的等级：
一级故障F1：最严重的故障，系统性故障，包括管道爆管，自控系统整体故障或宕机，设备房间火灾或其他会引起严重后果的事故。

需要运维人员立即处理。

二级故障F2：一般严重故障，包括单机设备故障，电动阀门故障，自控系统或传感器异常，设备连接漏水或发热异常等。

一般性人为误操作故障。

需要运维人员及时响应。

三级故障F3：不影响系统正常运行的小故障，包括风管水管跑冒滴漏等。

不需要立即处理，可以事后处理的问题。

2.2 F1一级故障的处理序列（以A路故障为例）
1. A侧主要管路或阀门爆管，大量冷冻水流失，系统中有三个或以上报警，包括压力传感器异常告警（包括系统管路和设备的压力传感器）或漏水检测绳告警，则启动一级故障处理程序（故障代码：F1A-hvac-sys-1）。

1）一级故障F1A-hvac-sys-1-01
故障描述：A区冷冻站内管路发生爆管
处理程序：
2）一级故障F1A-hvac-sys-1-02
故障描述：A 路走廊冷冻水干管发生爆管
处理程序：
3）一级故障F1A-hvac-sys-2
故障描述：A侧制冷系统自控系统全面失灵，无法进行控制
处理程序：A侧制冷系统自控系统故障将发出报警信号
A侧制冷系统自控系统全面失灵，无法进行控制，A区空调系统维持故障前运行状态，所有电动阀失去自动控制功能；若故障导致A区供冷负荷降低，将由B 路空调系统自动提高供冷量负担相应负荷。

（故障代码：F1A-hvac-sys-2）4）一级故障F1A-hvac-sys-3
A侧制冷站房发生火灾，由消防中控室或分控室发出火灾报警信号，切断A区冷冻站及走廊所有非一级负荷的供电电源，机房所有负荷由B区冷冻站全部负担。

（故障代码：F1A-hvac-sys-3）
2.2 F2二级故障的处理序列（以A路故障为例）
2.2.1设备故障
系统设备均有故障状态反馈，可根据故障反馈自动控制。

故障处理可参照标准流程。

《A区空调系统自动控制标准流程》：
2.3 F3级故障操作序列
根据F3级故障的定义，不立即处理并不影响系统正常运行，因此无需设置自动控制程序。