孫澤華

摘要：各車(chē)站空調(diào)系統(tǒng)均單獨(dú)配置冷水機(jī)組群控系統(tǒng)，使多臺(tái)機(jī)房設(shè)備可以按先后有序運(yùn)行，并通過(guò)執(zhí)行優(yōu)化程序和預(yù)定時(shí)間程序，更有效節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所消耗的能源，減少人工操作可能帶來(lái)的誤差，更安全、更有效維護(hù)管理空調(diào)冷源系統(tǒng)，達(dá)到最大限度的節(jié)能。

關(guān)鍵詞：冷水機(jī)組、群控、方案

上海軌道交通9號(hào)線(xiàn)一期工程包括松江新城站至宜山路站13個(gè)車(chē)站（9個(gè)地下站、4個(gè)高架站）、1個(gè)控制中心、1個(gè)車(chē)輛段、2座主變電所、2座區(qū)間箱式牽引變電所（SSl;SS2），線(xiàn)路總長(zhǎng)約31km。

每座地下車(chē)站均設(shè)一個(gè)冷凍機(jī)房，冷凍機(jī)房一般布置在站廳層的一端。冷凍機(jī)房系統(tǒng)設(shè)有螺桿式冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔以及附屬閥門(mén)設(shè)備，為整個(gè)車(chē)站提供冷源。每個(gè)冷凍機(jī)房設(shè)有一整套冷水機(jī)組群控系統(tǒng)來(lái)協(xié)調(diào)整個(gè)冷凍系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。

群控系統(tǒng)要求系統(tǒng)制冷量需隨空調(diào)負(fù)荷的變化而變化，當(dāng)冷量在50%--100%之間變化時(shí)，冷水機(jī)組可自身調(diào)節(jié)制冷量來(lái)適應(yīng)這種變化，當(dāng)冷量降到50%以下時(shí)，系統(tǒng)中的一臺(tái)冷水機(jī)組停止工作。

一、群控系統(tǒng)概述

1.水機(jī)組群控系統(tǒng)聯(lián)鎖控制設(shè)備：冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、電動(dòng)水閥、冷卻塔自動(dòng)補(bǔ)水閥及相關(guān)傳感器、執(zhí)行器等。

系統(tǒng)啟動(dòng)順序：冷卻塔及冷水機(jī)組電動(dòng)水閥一冷卻水泵一冷凍水泵一冷卻塔風(fēng)機(jī)一冷水機(jī)組;

系統(tǒng)停機(jī)順序：與系統(tǒng)啟動(dòng)順序相反，冷水機(jī)組一冷卻塔風(fēng)機(jī)一冷凍水泵一冷卻水泵一冷卻塔及冷水機(jī)組電動(dòng)水閥

相關(guān)設(shè)備的開(kāi)/關(guān)需經(jīng)確認(rèn)后才能開(kāi)/關(guān)下一設(shè)備。

設(shè)備聯(lián)鎖控制由環(huán)控系統(tǒng)控制柜完成。

2.系統(tǒng)控制要求

2.1系統(tǒng)啟動(dòng)：

按BAS時(shí)間表（可在機(jī)組群控系統(tǒng)中分別設(shè)定）全線(xiàn)時(shí)鐘同步或根據(jù)BAS系統(tǒng)單獨(dú)指令啟動(dòng)各車(chē)站的群控系統(tǒng)。

2.2冷量控制：‘

根據(jù)所系統(tǒng)所測(cè)量的冷凍水供、回水溫度及流量，計(jì)算實(shí)際耗冷量。

當(dāng)一臺(tái)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)而實(shí)際耗冷量超過(guò)兩臺(tái)冷水機(jī)組總冷量50%，并維持若干分鐘（可由機(jī)組群控系統(tǒng)再設(shè)定），第二臺(tái)冷水機(jī)組便需啟動(dòng)。

當(dāng)二臺(tái)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)而實(shí)際耗冷量低于一臺(tái)冷水機(jī)組冷量之95%，并維持若干分鐘（可由機(jī)組群控系統(tǒng)再設(shè)定），需關(guān)閉其中一臺(tái)冷水機(jī)組。

設(shè)置時(shí)間延遲或冷量控制的上、下限范圍（由機(jī)組群控系統(tǒng)設(shè)定），防止機(jī)組的頻繁啟動(dòng)。

根據(jù)冷卻塔出水溫度，決定冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停。

系統(tǒng)停止：按BAS時(shí)間表（可在機(jī)組群控系統(tǒng)中分別設(shè)定）全線(xiàn)時(shí)鐘同步或根據(jù)BAS系統(tǒng)單獨(dú)指令停止系統(tǒng)運(yùn)行。

2.3壓差控制：

按設(shè)計(jì)及調(diào)試要求設(shè)定冷凍水供、回水壓差，并采用自力式差壓平衡（旁通）閥維持冷凍水供、回水壓差恒定。

2.4冷卻塔出水溫度通過(guò)機(jī)組群控系統(tǒng)設(shè)定。

2.5機(jī)組優(yōu)先啟動(dòng)原則

機(jī)組群控系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)記錄各機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，優(yōu)先啟動(dòng)運(yùn)行小時(shí)數(shù)少的機(jī)組及相關(guān)設(shè)備。

二、系統(tǒng)控制對(duì)象（以一個(gè)車(chē)站為例）

2臺(tái)的螺桿式冷水機(jī)組;

2臺(tái)冷凍水泵;

2臺(tái)冷卻水泵;

2臺(tái)的冷卻塔;

1套壓差旁通裝置;

若干電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、開(kāi)關(guān)閥;

三、系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格

1.環(huán)境條件

冷水機(jī)組均群控系統(tǒng)設(shè)于室內(nèi)地下一層或地下二層空間的冷凍機(jī)房?jī)?nèi)，機(jī)房設(shè)置機(jī)械送、排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)，換氣次數(shù)6次/h，環(huán)境溫度≤45℃、相對(duì)濕度≤95%（倉(cāng)儲(chǔ)條件）

2.設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

2.1民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JCJ/T16-92）

2.2智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ-08-47-95）

2.3采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ19-87）

2.4電氣裝置工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ232-82）

2.5上海軌道交通9號(hào)線(xiàn)車(chē)站空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)文件

四、系統(tǒng)控制流程

1.控制基本流程

1.1根據(jù)程序自動(dòng)安排開(kāi)關(guān)冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷凍水泵、電動(dòng)蝶閥和冷卻塔風(fēng)機(jī);

1.2根據(jù)要求自動(dòng)切換機(jī)組的運(yùn)行次序，累計(jì)每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)選擇運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組，使每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間基本相等，以延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命;

1.3自動(dòng)監(jiān)測(cè)冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警，并按照特定程序及實(shí)際情況自動(dòng)啟動(dòng)備用設(shè)備。

1.4冷機(jī)自動(dòng)控制中最主要的控制策略是冷機(jī)臺(tái)數(shù)控制，即機(jī)組加載/卸載控制。開(kāi)利的CCN系統(tǒng)其自動(dòng)控制的先進(jìn)性、可靠性就體現(xiàn)在此。CCN控制系統(tǒng)采用冷凍水出水溫度控制機(jī)組的臺(tái)數(shù)，具體的方法見(jiàn)機(jī)組加載和減載的控制流程。

1.5根據(jù)冷卻水溫度自動(dòng)控制冷卻塔風(fēng)機(jī)啟/停臺(tái)數(shù)和風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，使冷卻水溫度控制在32℃-37℃范圍內(nèi)

2.控制流程說(shuō)明

CCN控制系統(tǒng)在冷水機(jī)房群控方面有其獨(dú)特之處。制冷機(jī)臺(tái)數(shù)的控制，一般BAS的控制是通過(guò)計(jì)算冷量，即總水量×供回水溫差，得出末端的冷量多少。但是其缺點(diǎn)是誤差很大：

2.1因?yàn)楸O(jiān)測(cè)流量有±15%的誤差（如果安裝的不恰當(dāng)，誤差更大――流量傳感器有很?chē)?yán)格的安裝要求與精度要求），因此經(jīng)常計(jì)算出來(lái)的冷量的誤差會(huì)超過(guò)15%。CCN系統(tǒng)擁有專(zhuān)為開(kāi)利機(jī)組研制的CSM冷水機(jī)組系統(tǒng)管理模塊，勿需流量監(jiān)測(cè)，即可對(duì)每臺(tái)冷機(jī)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)與管理，CSM內(nèi)部?jī)?yōu)化程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，決定開(kāi)啟制冷機(jī)臺(tái)數(shù);除了保證供水溫度外，制冷機(jī)的制冷量也參與增加或減少臺(tái)數(shù)的策略，因此在制冷的控制效果比其他控制系統(tǒng)更優(yōu)良、更節(jié)能、更專(zhuān)業(yè)。

2.2一般BAS加機(jī)的策略是當(dāng)計(jì)算出的負(fù)荷端冷量與冷機(jī)所提供的冷量足以接近時(shí)便需要加機(jī)，運(yùn)行機(jī)組保持原運(yùn)行狀態(tài)，加載機(jī)組的負(fù)載逐步上升，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。這樣常常需要長(zhǎng)時(shí)間的溫度波動(dòng)與溫度接近。CCN管理系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是加卸載管理，當(dāng)系統(tǒng)需要增多一臺(tái)機(jī)組制冷，它不止光啟動(dòng)后備狀態(tài)機(jī)組，而是同時(shí)發(fā)出指令給正在運(yùn)行的機(jī)組，將其制冷負(fù)荷至平均負(fù)載，然后兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)上載，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這樣可以最快程度的達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定，使供水溫度達(dá)到波動(dòng)最小，同時(shí)也平衡機(jī)組使用壽命，減低電網(wǎng)突增的負(fù)荷，最大限度達(dá)到節(jié)能作用。

3.冷水機(jī)組加載和卸載的流程說(shuō)明

3.1增加制冷需求 Additional Cooling Required – ACR 加載的流程

3.1.1當(dāng)前運(yùn)行的機(jī)組有足夠的時(shí)間由 0%負(fù)載至接近100%負(fù)載

3.1.2當(dāng)ACR溫度傳感器所測(cè)的冷凍水供水溫度，高于當(dāng)前的冷凍水供水溫度設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)可調(diào)整的溫度偏差值相加后的所得值

3.1.3運(yùn)行機(jī)組的負(fù)載大于某個(gè)設(shè)定值（一般為90%～95%）

3.1.4運(yùn)行冷水機(jī)組的溫度降低速率小于0.5℉/分鐘

以上各項(xiàng)要求A～D均能滿(mǎn)足，才進(jìn)入以下機(jī)組加載程序

3.2機(jī)組加載程序

3.2.1新冷水機(jī)組啟動(dòng)的延遲時(shí)間已經(jīng)結(jié)束（延遲時(shí)間可以設(shè)定）

3.2.2新冷水機(jī)組禁止運(yùn)行的命令未激活

3.2.3新冷水機(jī)組沒(méi)有處于出錯(cuò)，斜坡加載或處于斷電重起階段

以上各項(xiàng)要求E～G均能滿(mǎn)足，新冷水機(jī)組立即啟動(dòng)。

注：如果運(yùn)行程序或者I/O需要一個(gè)冷水負(fù)載回水算法，CSM根據(jù)計(jì)算供水、回水的混合比和混合溫度的算法來(lái)決定旁通水的百分比。CSM應(yīng)將這個(gè)計(jì)算值與工廠(chǎng)預(yù)設(shè)的旁通值比較，如果旁通值小于預(yù)設(shè)值且所有機(jī)組的有效容量相同，則起動(dòng)一臺(tái)冷水機(jī)組;如果算法決定需要起動(dòng)額外的冷水機(jī)組來(lái)維持設(shè)定點(diǎn)而無(wú)冷水機(jī)組可用，將產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警。

3.3減少制冷需求 Reduce Cooling Required – RCR 卸載的流程：

3.3.1目前運(yùn)行的機(jī)組臺(tái)數(shù)多于一臺(tái)

3.3.2運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)載小于某個(gè)設(shè)定值（一般為65%～69%）

3.3.3當(dāng)RCR溫度傳感器所測(cè)的冷凍水供水溫度，小于當(dāng)前的冷凍水供水溫度設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)可調(diào)整溫度偏差值的0.6倍相加后的所得值。

*以上各項(xiàng)要求A～C均能滿(mǎn)足，才進(jìn)入以下機(jī)組卸載程序

3.4機(jī)組卸載程序：

3.1.4機(jī)組停機(jī)的延遲時(shí)間已經(jīng)結(jié)束（延遲時(shí)間可以設(shè)定）

以上3.4.1要求能滿(mǎn)足，設(shè)定機(jī)組馬上停機(jī)

4.機(jī)組循環(huán)啟停順序

為平衡冷凍機(jī)的使用時(shí)間，使每臺(tái)機(jī)組保持基本一致的運(yùn)行時(shí)間以延長(zhǎng)機(jī)組壽命，系統(tǒng)提供了一個(gè)循環(huán)冷凍機(jī)啟停順序的程序，可在操作平臺(tái)自定義循環(huán)周期，即用戶(hù)可自定義冷凍機(jī)的循環(huán)方式及循環(huán)時(shí)間。同時(shí)自動(dòng)平衡水泵和冷卻塔的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

（作者單位：山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司）