沈阳享立得暖通自控系统解决方案：冷热源设备监控系统原理解析

暖通自控系统控制 (heating, ventilation, Air condition)属于智能建筑中的楼控系统一个重要部分，暖通自控的目的是通过控制锅炉、冷冻机、水泵、风机、空调机组等等来维护环境的舒适。其中，冷热源制冷监控系统是整个空调系统的核心。

冷热源制冷监控系统包括了冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔、补水泵、膨胀水箱等及相关温度、压力、流量参数。今天我们就主要了解冷热源设备监控系统原理。

冷热源设备监控系统的原理解析

（一）、冷源系统监控原理

1.冷水机组：水冷式热泵机组在制冷工况下的工作原理与冷水机组完全相同，而风冷式热泵机组的控制更加简单（没有冷却水循环系统，由风冷式热泵机组的室外机承担水冷式热泵机组冷却水循环的功能，且室外机由热泵机组自带控制器自行控制）。

2.冷冻水循环：建筑物空调冷源系统的冷冻水循环见图左半部分，它将从各楼层空气处理设备循环回来的高温冷冻水送至冷水机组制冷，然后再供给各空气处理设备。

3.冷却水循环：建筑物空调冷源系统的冷却水循环见图右半部分，它的主要任务是将冷水机组从冷冻水循环中吸取的热量释放到室外。

4.设备间联动及冷水机组的群控：冷水机组是整个建筑物空调冷源系统的核心设备，冷冻水循环、冷却水循环都是根据冷水机组的运行状态进行相应控制的。

5.冷冻水回路二次水泵变频的控制方案：如前所述，在冷冻水回路采用定流量水泵的情况下，为平衡负荷侧变流和冷水机组侧定流之间的矛盾，防止低负荷情况下（负荷侧盘管水阀同时关小）水泵对管路及泵本身的冲击，应在冷冻水供回水总管上加装旁通回路，通过旁通阀的开度控制平衡水管压力。

6.冰蓄冷系统：冰蓄冷的基本思想是利用夜间低谷电价时段制冰蓄冷，而白天高峰期融冰供冷。

冷水机组控制：

1）冷水机组起/停控制及状态监视。

2）冷水机组故障报警监视。

3）冷水机组的手/自动控制状态监视。

4）冷冻水出水/回水温度监视等。

冷却塔控制：

1）冷却塔风机起/停控制及状态监视。

2）冷却塔风机故障报警监视。

3）冷却塔风机的手/自动控制状态监视等。

1）冷却水泵的起/停及状态监视。

2）冷却水泵故障报警监视。

3）冷却水泵的手/自动控制状态监视等。

冷水机组系统控制：

1）首先，当需要增加起动一台冷水机组时，需要确定起动哪台冷水机组，同样，需要停止一台冷水机组时也是一样。

2）其次，当需要起动或停止某台冷水机组时首先要确定应增开或停止几台及哪几台冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔。

（1）制冷机组优先控制策略：在空调负荷小于制冷机组容量时仅运行制冷机组，只有当空调负荷大于制冷机组容量时才由蓄冷装置补充不足部分。

（2）蓄冰优先供冷控制策略：在空调负荷低于蓄冰设备最大融冰释冷量时，先由融冰承担负荷，当空调负荷大于最大融冰释冷量时，再投运制冷机组补充。

（3）固定比例供冷控制策略：这种控制策略是指蓄冰装置与制冷机组按照固定的比例输出冷负荷，满足建筑物空调负荷的需求。

（4）优化控制策略：这种控制策略是根据动态预测负荷，在约束条件（包括制冷机组输出冷负荷最大值约束、蓄冰设备最大蓄冷量约束、最大融冰速率约束等）的限制下，对多个控制目标（包括日运行费用、空调负荷、一个循环的剩余冰量、制冷机组的起停次数等）进行优化。

（二）、热源系统监控原理

1.热泵系统制热工况监控原理：热泵机组对应的热源系统工作原理及监控内容与其在制冷状态下的工作原理和监控内容类似，只是热泵机组内部冷凝器和蒸发器的位置可以通过四通阀进行互换。

2.锅炉系统监控原理：锅炉系统设备包括锅炉机组、热交换器及热水循环3部分。

1）监视锅炉的运行状态、故障报警。

2）监视锅炉的烟道温度、锅炉压力。

3）监视补水箱的高低液位的报警信号。

4）锅炉的油耗或气耗的实时检测。

5）监视锅炉一次侧水泵运行状态、压差及旁通阀的开度。

6）锅炉一次水的供回水温度。

①监测各热交换器二次水出水温度和回水温度，依据出水温度调节一次热水（或蒸汽）调节阀，保证出水温度稳定在设定值范围内，温度超限时报警；有条件的检测二次侧水流量，以估算冬天空调负荷。

②监测热水循环泵的运行状态和故障信号，故障时报警，并累计运行时间。

冷水机组：

利用压缩机、冷凝器、蒸发器等设备，人为控制制冷剂气液状态转换，并循环反复，制冷剂就将不断地冷却冷冻水，同时，将吸收的热量释放到冷却水循环中。

冷水机组监控内容：

冷水机组启/停控制及状态监视。

冷水机组故障报警监视。

冷水机组的手/自动控制状态监视。

冷冻水出水/回水温度监视等。

冷冻水系统：

建筑物空调冷源系统的冷冻水循环，它将从各楼层空气处理设备循环回来的高温冷冻水送至冷水机组制冷，然后再供给各空气处理设备。此回路的监控内容主要包括冷冻水泵的监控、冷冻水供/回水各项参数的监测及旁通水阀的控制。

空调机、新风机、盘管冷媒为冷冻水。

冷冻水系统监控内容：

冷冻水泵的启/停及状态监视。

冷冻水泵故障报警监视。

冷冻水泵的手/自动控制状态监视等。

冷冻水供/回水温度监测。

冷冻水供/回水总管压力监测。

冷冻水循环流量监测等。

冷却水循环：

建筑物空调冷源系统的冷却水循环，它的主要任务是将冷水机组从冷冻水循环中吸取的热量释放到室外。此回路的监控内容主要包括冷却塔的监控、冷却水泵的监控及冷却水进、回水各项参数的监测。

冷却水监控内容：

冷却塔风机启/停控制及状态监视。

冷却塔风机故障报警监视。

冷却塔风机的手/自动控制状态监视等。

冷却水泵的启/停及状态监视。

冷却水泵故障报警监视。

冷却水泵的手/自动控制状态监视等。

设备间联动及冷水机组的群控

冷水机组是整个建筑物空调冷源系统的核心设备，冷冻水循环、冷却水循环都是根据冷水机组的运行状态进行相应控制的。

启动冷水机时，启动冷却塔、冷却水循环系统、冷冻水循环系统的启动，当确定冷冻水、冷却水循环系统均已启动后方可启动冷水机组。

停止冷水机组时，停止的顺序与启动顺序正好相反，停止冷水机组、停止冷冻水循环系统、停止冷却水循环系统，最后是冷却塔。

建筑物空调系统的主要热源设备包括热泵机组和锅炉系统两种。

水冷式热泵机组在制冷工况下的工作原理与冷水机组完全相同。

风冷式热泵机组的控制更加简单，没有冷却水循环系统，由风冷式热泵机组的室外机承担水冷式热泵机组冷却水循环的功能。