空调系统采用中央集中监控与现场分散控制相结合的方式。大部分设备的运行由中央监控系统进行集中监视与控制。
1.宾馆空调系统的监控特性
五星级宾馆客人的体感舒适度要求是相当严格的。比如,客人稍微感觉干燥不适,说明空气中的湿度不够;客人在游泳池感觉到冷,而在餐厅里感觉到热,说明宾馆内各部位的温度没有达到期望值,也不符合五星级的标准要求,等等。因此,五星级宾馆的舒适度要求比商务办公大楼高得多。空调系统的机电设备监控是否有效和能否节能是衡量宾馆智能化系统的一项重要指标。
2.宾馆空调系统监控设计
(1)冷冻机-冷却水系统监控。宾馆的冷源系统由冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵、膨胀水箱、压差旁通等组成。中央监控系统监视各设备的工作状态,由冷冻机房内的DDC现场控制器实现以下控制:
1)按内部预先编写的时间程序或通过管理中心操作员起动冷冻机组及对各相关设备(冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、电动蝶阀)进行联锁控制。
2)根据供/回水温差与回水流量的乘积决定起动冷冻机组的台数。
3)通过装于冷冻机房内的现场DDC控制器及现场检测传感器,检测冷冻水系统供/回水总管的压差,控制相对应的旁通阀的开度,以维持合适的压差,保证空调系统的正常工作。
4)根据冷却水供/回水温差,调节冷却水旁通阀,以改变冷却水供水温度,保证冷冻机起动。
5)冬季时,采用板式热交换器来节省能源。开启板式热交换器隔离阀,并根据板式热交换器的供水温度调节进水阀门的开度,达到控制要求。
(2)热水系统监控。宾馆的热水系统一般由燃油锅炉、锅炉给水泵、汽-水热交换器、热水泵等组成,由中央监控系统监视各设备的工作状态,并由DDC现场控制器实现以下控制:
1)根据供/回水温差和回水流量的乘积决定热交换器使用的台数。
2)根据热交换器的供水温度,调节蒸汽阀的开度。
(3)新风机系统监控。宾馆使用四管制冷/热水盘管系统,新风机组由中央监控系统监视各设备的工作状态,通过装于新风机房内的现场DDC控制器及现场检测传感器,实现以下控制:
1)按内部预先编写的时间程序或通过管理中心操作员起动风机后,控制程序投入工作。
2)风机起动时,同时开启新风风闸;如果收到防冻报警信号,需同时关闭新风风闸。
3)根据送风温度与设定值的偏差,用比例积分控制来调节冷水和热水回水电动二通阀的开度。
4)根据新风温度及新风湿度,计算室外空气的焓量来控制新风、回风、排风阀的开度,并通过定风量控制使新风量恒定注意:焓代表物质的热容量(Heat capacity),单位为kJ/kg。
(4)送、排风机系统监控。送、排风机监控分为两类,一类属于消防用风机,该类风机的启停控制由消防报警控制系统来完成。另一类属于普通风机,该类风机的启停控制可由管理人员手动控制,或由区域控制器(DDC)按预先设定的时间程序自动控制。这两类风机的工作状态均反馈给中央监控系统。
(5)风机盘管监控。根据室温双位调节阀(冬/夏季节转换),通过现场手动或在中央控制室的三速开关调节风量、设定室温,以控制风机盘管内电动机的启停及控制冷水与热水回水电动二通阀的开度。
3.冷冻站集控方案
本方案采用3台离心式冷水机组进行制冷。冷冻站系统除3台离心式冷水机组外,还包括冷却塔3台,冷热水集水、分水器各1台,冷冻水循环泵5台,冷却水循环泵3台,补水泵2台。图5-7是冷冻站系统的集控方案。
图5-7 冷冻站系统的集控方案
(1)冷冻站系统的控制功能。根据事先排定的工作程序表,定时启/停冷冻水泵、冷却水塔等。然后根据冷冻水供、回水温度和供水流量的测量值,自动计算所需冷负荷量,调节冷水机组运行台数。
1)负荷计算。系统根据测量的冷冻水的供回水温度和冷冻水的供水流量,通过服务区域负荷量的计算结果,并以此判断需增加或减少冷水机组的运行台数。
2)顺序启停。系统依据总运行时间来判断增加或减少冷水机组的运行台数。
3)压差旁通。为避免水系统压力过大,采用压差旁通补偿,对集、分水器间的旁通阀进行PID(比例积分)调节,从而保证系统的安全与稳定。
4)故障判断。为保证系统高效和安全运行,当系统检测到任何正在运行的设备发生故障时,系统会自动将与其串联的其他设备停止,并按运行次序起动后备设备。
5)意外掉电。当控制系统发生意外掉电时,系统将还原,并按次序自动重新起动。
(2)控制方法。冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却塔、自动补水泵、电动蝶阀等设备的控制方法如下。
1)根据事先排定的工作及节假日时间表,定时启停冷水机组及相关设备。完成冷却水循环泵、冷却水塔风机、冷冻水循环泵、电动蝶阀、冷水机组的联锁起动顺序及冷水机组、电动蝶阀、冷水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔风机的联锁停机顺序。
起动顺序:开启对应冷却水、冷冻水管路阀门;延迟2~3min后起动冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵;延迟3~4min后起动制冷主机。
停止顺序:切断主机电源;延迟2~3min后关闭冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵;关闭对应的冷却水、冷冻水管路阀门。(www.daowen.com)
2)测量冷却水的供、回水温度,以冷却水供水温度及冷水机的开启台数来控制冷却塔风机启停的数量。维持冷却水供水温度,使冷冻机能在高效率下运行。
3)监测冷水总供回水温度及回水流量,由冷水总供水流量和供回水温差,计算实际负荷,自动启停冷水机、冷冻水循环泵、冷却水循环泵及相对应的电动蝶阀。
4)根据膨胀水箱的液位,自动启停自动补水泵。
5)监测冷水总供、回水压力差,调节旁通阀门开度,保证末端水流控制能在压差稳定的情况下正常运行。在冷水机系统停止时,旁通阀自动全关。
6)监测各水泵、冷水机、冷却塔风机的运行状态、手/自动状态、故障报警,并记录运行时间。
7)水泵保护控制:在每台水泵的出水端管道上安装水流开关,水泵起动后,检测水流状态,如果发生故障则自动停机;水泵运行时如果发生故障,备用泵自动投入运行。
8)中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警,记录累计运行时间及其他的历史数据等。图5-8是空调机组DDC控制的动态图形显示。
图5-8 空调机组DDC控制的动态图形显示
9)冷水机组联锁控制。
①起动顺序:开冷却塔蝶阀、风机,开冷冻水泵,开冷水机组。
②停止顺序:停冷水机组,关冷冻水泵,关冷冻水蝶阀,关冷却水泵。
③冬季时根据供水管的流量及集水器、分水器的温差,计算热负荷,对热水组进行群控。
④冷冻水差压控制:根据冷冻水供、回水压差,自动调节旁通阀,维持供、回水压差恒定。
⑤冷却水温控制:根据冷却水温度,自动控制冷却塔风机的起动台数。
⑥水泵保护控制:水泵起动后,压差感应开关检测水压状态,如果发生故障则自动停机。
冷冻泵起动后,水流开关监测水流状态,若无水流则不能起动冷机。
(3)冷冻站的管理功能。
1)图形显示。监视内容采用动态彩色图形显示和易于管理的数据显示,用户能通过高分辨率的彩色图像界面,观看系统状态和设备信息。
2)事件管理。系统为用户提供许多系统报警信息,包括温度高低限报警、水压差低限报警、机组状态监控报警等,并根据报警的级别和类别设置将这些事件和消息发送到打印机或其他应用管理服务器中。
3)趋势分析。
①用户可以利用趋势分析工具,进行系统运行性能的详细分析。
②冷冻水和冷却水总管的供、回水温度。
③冷冻水流量。
④建筑物负荷及供、回水压差。
⑤供、回水压差设定值。
⑥旁通阀开度。
⑧每台冷冻机的冷冻水出水/回水温度。
⑨冷冻水的出水温度设定。
4)汇总报告。任何模拟量或者脉冲信号都可以被中央控制盘进行累计,作为能源消耗的汇总报告。包括特殊事件的发生次数和设备累计运行时间,并将这些数据提供给维护及服务程序,使用户更容易预测系统可能存在的问题。
5)时间计划。允许用户定义设备的运行日期和时间(除节假日等特定日期外),可以按照星期进行周期性设置。
6)安全设置。通过要求输入用户名和密码来鉴别有效的授权用户。可以按分类级别来制定用户授权的监控范围。用户操作设定可分为仅浏览、可操作、可修改等超过10种级别;时间表则划定了该用户的有效访问时段。
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