暖通空调系统自动化课件.ppt
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1、路漫漫其悠远路漫漫其悠远暖通空调系统自动化.建环专业人员应向自控工程师提供的条件为:建环专业人员应向自控工程师提供的条件为: A.冷、热水系统流程图,暖通空调平面图。冷、热水系统流程图,暖通空调平面图。 B.空调子系统的自动控制原理图。空调子系统的自动控制原理图。 标明空气处理设备,执行机构,敏感元件等在各标明空气处理设备,执行机构,敏感元件等在各种工况下的动作要求,量程等。种工况下的动作要求,量程等。 C.各个空调房间的温、湿度要求,波动范围,整定各个空调房间的温、湿度要求,波动范围,整定值范围等。值范围等。 D.工况转换的边界条件或相应的控制程序。工况转换的边界条件或相应的控制程序。 E.
2、设备启设备启/停程序,连锁保护要求。停程序,连锁保护要求。 F.各项参数的检测要求,自动保护、自动连锁,自各项参数的检测要求,自动保护、自动连锁,自动报警,以及显示,记录等具体要求。动报警,以及显示,记录等具体要求。3.1 冷、热源系统监控冷、热源系统监控 一、制冷系统监控一、制冷系统监控 空调制冷系统主要有:空调制冷系统主要有: 压缩式制冷压缩式制冷 制冷剂主要为氟立昂、氨制冷剂主要为氟立昂、氨消耗电能消耗电能为补偿为补偿 吸收式制冷吸收式制冷 以水为制冷剂以水为制冷剂 消耗热能为补偿。消耗热能为补偿。 溴化锂为吸收剂溴化锂为吸收剂 冰蓄冷制冷冰蓄冷制冷 制冷设备在电网低负荷时工作,在制冷设
3、备在电网低负荷时工作,在 用电高峰时向空调系统供冷源。用电高峰时向空调系统供冷源。 各种制冷系统各种制冷系统 带有成套的自控装置,本身能够独立带有成套的自控装置,本身能够独立完成机组监控与能量调节的功能。完成机组监控与能量调节的功能。 1. 压缩式制冷系统的监控压缩式制冷系统的监控 1)监控的目的)监控的目的 冷冻机蒸发器正常工作(通过稳定的水量)。冷冻机蒸发器正常工作(通过稳定的水量)。 供给足够的冷冻水量供给足够的冷冻水量 满足使用要求满足使用要求 尽可能提高供水温度尽可能提高供水温度,实现系统的经济运行。实现系统的经济运行。 2)监控功能)监控功能 启停控制,运行状态显示启停控制,运行状
4、态显示 冷冻水进出口温度、压力测量冷冻水进出口温度、压力测量 冷却水进出口温度、压力测量冷却水进出口温度、压力测量 过载报警过载报警 冷冻水旁通阀压差控制冷冻水旁通阀压差控制 台数控制台数控制 水流量、冷量测量水流量、冷量测量 P87、图、图3.1压缩式制冷系统的压缩式制冷系统的DDC控制原理图控制原理图 压缩式制冷机系统控制原理图控制箱KX电动闸阀液位传感器LT电磁阀电动调节阀M1221111323132323111211131312232313132326261323371536 XX现场站DOAODIAI冷冻泵冷却泵S4S5S6KXTT1MTT2FT冷水供水冷水回水分水器Pdp集水器LT
5、膨胀水箱KX冷水机组冷水机组冷水机组KXS6S5S4TT3TT4风机风机风机KX 3)监控功能描述)监控功能描述 制冷系统启停程序及启停顺序控制制冷系统启停程序及启停顺序控制 按照事先编制的时间程序控制按照事先编制的时间程序控制 润滑油系统启动润滑油系统启动冷却水冷却水冷冻水冷冻水压缩机压缩机 启动顺序:冷却塔风机闸阀启动顺序:冷却塔风机闸阀冰却水闸阀冰却水闸阀冷却水冷却水泵泵冷冻水闸阀冷冻水闸阀冷冻水泵冷冻水泵冷水机组。冷水机组。 停止顺序:相反停止顺序:相反 DDC通过通过DO通道控制冷水机的启停。通道控制冷水机的启停。 冷水机组运行时间和启停次数,运行台数控制冷水机组运行时间和启停次数,
6、运行台数控制 要求:要求:各机组设备的运行累计小时数及启动次数各机组设备的运行累计小时数及启动次数 尽可能相同尽可能相同延长机组使用寿命延长机组使用寿命 分水器上温度传感器分水器上温度传感器TT1检测冷冻水供水温度检测冷冻水供水温度 集水器的温度传感器集水器的温度传感器TT2检测冷冻水回水温度检测冷冻水回水温度供水总管上的流量传感器供水总管上的流量传感器FT检测冷冻水流量检测冷冻水流量 送入送入 DDC 实际空调冷负数实际空调冷负数 控制冷水机组控制冷水机组 台数和相应循环水泵台数台数和相应循环水泵台数 压差旁通控制压差旁通控制压差传感器压差传感器 间集水器分水器dTP压差压差AI信号信号 D
7、DC 旁通管上控制信号送出与给定值比较AODDC电动调节阀开度电动调节阀开度 保证供回水压差恒定。保证供回水压差恒定。 ?tt致的冷热冲击避免室内外温差悬殊导节能 冷冻水温度再设定冷冻水温度再设定 室外温度室外温度 冷冻水温度设定值冷冻水温度设定值 水流监测水流监测 水流开关水流开关S(i)监测水流状态监测水流状态停止相应制冷机运行自动报警水流如为如为双级泵双级泵系统系统P89 图图3.2 a.安装在冷冻机蒸发器回路中的安装在冷冻机蒸发器回路中的循环泵循环泵P1、P2 提供克服蒸发器及周围管件的阻力。提供克服蒸发器及周围管件的阻力。 b. 加压泵加压泵P3 、 P4用于克服用户支路及相应管道阻
8、力。用于克服用户支路及相应管道阻力。 c. 用户流量用户流量=蒸发器流量时,旁通管内无流量。蒸发器流量时,旁通管内无流量。 d. 用户流量用户流量冷冻机蒸发器流量,旁通管由冷冻机蒸发器流量,旁通管由ba旁通旁通 一部分流量在用户侧循环。一部分流量在用户侧循环。 e. 冷冻机蒸发器流量冷冻机蒸发器流量用户流量时,用户流量时, 旁通管由旁通管由ab流动。流动。末端用户末端用户末端用户冷水机组冷水机组补水泵控制箱电动闸阀121222111111112222111121112121现场站双级泵系统控制原理图制冷系统的能量调节与控制制冷系统的能量调节与控制 a. 在冷水用户允许的前提下,尽可能提高冷冻机
9、在冷水用户允许的前提下,尽可能提高冷冻机出口水温以提高冷冻机的出口水温以提高冷冻机的COP(能效比)。(能效比)。 b. 根据冷负荷状态根据冷负荷状态冷冻机运行台数。冷冻机运行台数。 c. 在冷冻机运行所允许条件下,尽可能降低冷却在冷冻机运行所允许条件下,尽可能降低冷却水温度,但并不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。水温度,但并不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。 序号监控功能备注1冷冻水供、回水温度监测水管式温度传感器,感温元件应插入水管中心线。保护套管应符合耐压要求2冷冻水供水流量监测可选用电磁流量计3冷却水供、回水温度监测水管式温度传感器,感温元件应插入水管中心线。保护套管应符合耐压要求4膨胀水
10、箱水位监测用于补水控制5冷负荷计量根据冷冻水供、回水温度差和流量自动计算和计量6冷水机组启/停台数控制根据实际负荷自动确定冷水机组运行的台数,并使冷水机组优化运行。7冷冻水供、回水压差自动调节根据集水器和分水器的供、回水压差,自动调节冷冻水旁通调节阀,以维持供回水压力为设定值,并实现优化运行。8冷却水温度监测和控制自动控制冷却塔排风机的运行,使冷却水温度低于设定值,以提高冷水机组的运行效率。9冷水机组保护控制检测冷冻水、冷却水系统的流量开关状态,如果异常,则自动停止冷水机组,并报警和自动进行故障记录。10冷水系统顺序(sequence)控制1. 启动顺序:开启冷却塔蝶阀开启冷却水蝶阀启动冷却水
11、泵启动冷却塔排风机开启冷冻水蝶阀启动冷冻水泵冷却水和冷冻水的水流开关同时检测到水流信号后启动冷水机组。2. 停止顺序:(基本上启动顺序相反)11自动统计与管理自动统计各设备的运行累计时间,按一定的策略使各设备得到优化启/停控制,并对定期修理的设备进行提示。12机组通信用于楼宇自动化系统集成冷水机组监控系统冷水机组监控系统1)热力系统的监控功能)热力系统的监控功能 蒸汽、热水出口蒸汽、热水出口:压力、温度、流量显示压力、温度、流量显示 汽包水位显示及报警汽包水位显示及报警 运行状态运行状态 顺序启停控制顺序启停控制 设备故障信号、显示、安全保护信号显示设备故障信号、显示、安全保护信号显示 运行台
12、数控制运行台数控制 热交换器控制进汽(水)量(按设定出水温度)热交换器控制进汽(水)量(按设定出水温度) 热交换器进汽(水)阀与热水循环泵连锁控制。热交换器进汽(水)阀与热水循环泵连锁控制。 2)供暖热水锅炉的监控)供暖热水锅炉的监控 P90 图图3.3 二、热力系统的监控二、热力系统的监控 锅炉房进行计算机监测与控制的目的:锅炉房进行计算机监测与控制的目的: 安全性安全性,能耗,能耗、人员工作量、人员工作量、管理水平、管理水平 锅炉热水出口压力、温度、流量监测锅炉热水出口压力、温度、流量监测 温度传感温度传感 TT1-TT4 测量锅炉出口水温测量锅炉出口水温 流量计流量计 FT1-FT4 测
13、量锅炉出口热水流量测量锅炉出口热水流量 压力变送器压力变送器PT1-PT4 测量热水出口压力测量热水出口压力 DDC 显示、超限报警显示、超限报警 锅炉补水泵的自控锅炉补水泵的自控 压力变送器压力变送器PT5 AIDDC 回水压力回水压力设定值设定值 补水泵停止。补水泵停止。 锅炉给水泵的顺序启停及状态显示锅炉给水泵的顺序启停及状态显示 启动顺序:循环水泵启动顺序:循环水泵电锅炉电锅炉 停止:相反停止:相反 水流开关(水流开关(FS1FS3) 循环水泵的运行状态循环水泵的运行状态 锅炉主电路接触器辅助触头锅炉主电路接触器辅助触头电锅炉运行状态电锅炉运行状态 AI测量系统回水压力检测补水泵循环水
14、泵31211111KX31211111KX31211111KX111121311131113111311131111131KXKXKXKXKXKXPT5AIDIAODO现场站电锅炉机组的控制原理图LT14#电锅炉LT13#电锅炉LT12#电锅炉1#电锅炉TT1PT1LT1接软化水箱FS5FS4FS3FS2FS1至集水器至分水器T1T2T4TT2PT2TT3PT3TT4PT4 汽包水位自动控制汽包水位自动控制 液位计(液位计(LT1-LT4) 泡包水位泡包水位DDC 水位水位报警报警关小进水阀关小进水阀 水位水位报警报警开大进水阀开大进水阀检测 故障报警故障报警 循环水泵、补水泵发生过载故障循环
15、水泵、补水泵发生过载故障报警报警 电锅炉故障电锅炉故障报警报警 锅炉水位超限锅炉水位超限报警报警锅炉供水系统的节能控制锅炉供水系统的节能控制 分水器分水器.供水温度供水温度 集水器集水器.回水温度回水温度 流量流量 自动启停锅炉及循环水泵的台数自动启停锅炉及循环水泵的台数 计算空调房间所需空调房间所需热负荷热负荷 安全保护安全保护出现汽化锅炉内水温太高或循环水量太小循环水泵停止DOC收到水温收到水温信号信号报警故发生)降低炉内压力(防止事蒸汽)启动排空阀(排出炉内停止锅炉恢复水的循环事故处理程序锅炉房成本核算锅炉房成本核算 电能变送器电能变送器锅炉用电量锅炉用电量3)蒸汽)蒸汽水,水水,水水换
16、热站的监控水换热站的监控 热电厂热电厂换热站换热站小区供热小区供热 P92 图图3.4为蒸汽为蒸汽水换热站的监控原理图水换热站的监控原理图 确定供回水干管的流量,供回水干管的温度FT1TT2TT1供热量供热量 循环水泵,补水泵的控制循环水泵,补水泵的控制 供热量供热量循环水量循环水量循环水泵的开启台数循环水泵的开启台数 回水干管压力回水干管压力PT2补水泵补水泵P5 、 P6、阀、阀V2 蒸汽的计量蒸汽的计量 确定蒸汽流量蒸汽压力蒸汽温度测量FT3PT3TT3蒸汽-水换热站监控原理图12314121112112142412222111现场站DOAODIAI凝水器P7P8P5P62#换热器V1蒸
17、汽MFT3供水PT1FT11#换热器3#换热器P1P4TT4V2MTT2PT2回水TT2TT1PT3TT3 加热量控制加热量控制 根据要求的加热量或出口水温根据要求的加热量或出口水温进入加热器的蒸进入加热器的蒸汽压力的设定值汽压力的设定值调整阀门调整阀门V1使出口蒸汽压力使出口蒸汽压力PT3达到这一设定值。达到这一设定值。 供水温度的设定供水温度的设定 供水温度供水温度TT1的设定可由的设定可由循环水量循环水量G、要求的、要求的热量、实测回水温度热量、实测回水温度TT2。 TT1变化变化TT2变化(缓慢)变化(缓慢)保证供应的热量与要保证供应的热量与要求的热量设定值一致。求的热量设定值一致。
18、P93图图3.5为水为水水换热站监控原理图。水换热站监控原理图。 取消二次供水侧的流量计取消二次供水侧的流量计FT1仅测量高温热水侧的仅测量高温热水侧的流量流量FT3二次供水侧的循环水量。二次供水侧的循环水量。21111531PT4TT5TT2回水PT2TT2MV2TT4P1P41#换热器PT1供水PT3FT3MV12#换热器P5P6AIDIAODO现场站1121221224141121水-水换热站监控原理图TT1TT3 测量高温水侧供回水压力测量高温水侧供回水压力PT3、PT4高温侧高温侧水网压力分布状况水网压力分布状况指导高温侧水网的调节。指导高温侧水网的调节。 调整电动阀门调整电动阀门V
19、1 进入换热器的流量。进入换热器的流量。 高温水侧的主要问题高温水侧的主要问题水力失调。水力失调。 a. 各支路干管彼此相连,一个热力站的调整各支路干管彼此相连,一个热力站的调整邻近邻近 热力站流量。热力站流量。 b. 高温水侧管网总的循环水量很难与各换热站所要高温水侧管网总的循环水量很难与各换热站所要求的流量变化相匹配。求的流量变化相匹配。 解决方法解决方法 采用全网的集中控制。采用全网的集中控制。 由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀定各热力站调节阀V1的阀位。的阀位。 各换热站的各换热站的DDC仅是接收通过通信网络送来的
20、关于仅是接收通过通信网络送来的关于调整阀门调整阀门V1的命令,并按此命令进行相应调整。的命令,并按此命令进行相应调整。 3.2 3.2 水系统监控水系统监控 一、冷冻水系统的监控一、冷冻水系统的监控 1. 冷冻水系统监控功能冷冻水系统监控功能 水流状态显示水流状态显示 水泵过载报警水泵过载报警 水泵启停控制及运行状态显示水泵启停控制及运行状态显示 P87 图图3.1 为其控制原理图为其控制原理图 。 2.冷冻水监控功能描述冷冻水监控功能描述 水流监测水流监测 通过水流开关通过水流开关Si监测水流状态监测水流状态 流量太小甚至断流时流量太小甚至断流时报警、停止相应制冷机报警、停止相应制冷机运行。
21、运行。 冷冻水泵启停冷冻水泵启停 冷冻水泵与制冷系统设备连锁控制启停。冷冻水泵与制冷系统设备连锁控制启停。 水泵电机主电路上交流接触器的辅助触点作为开水泵电机主电路上交流接触器的辅助触点作为开关量输入关量输入DDC监测冷冻水泵的运行状态。监测冷冻水泵的运行状态。 二、冷却水系统的监控二、冷却水系统的监控 通过冷却塔,冷却水泵及管道系统向制冷机提供通过冷却塔,冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷却水的系统。冷却水的系统。 1. 监控的主要作用监控的主要作用 保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行。保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行。 确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过。确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过
22、。 根据冷负荷根据冷负荷调整冷却水运行工况,使冷却水调整冷却水运行工况,使冷却水温度在要求的设定温度范围。温度在要求的设定温度范围。 2. 冷却水系统的监控功能冷却水系统的监控功能 水流状态显示。水流状态显示。 冷却水泵过载报警。冷却水泵过载报警。 冷却水泵启停控制及状态显示。冷却水泵启停控制及状态显示。 冷却塔风机运行状态显示。冷却塔风机运行状态显示。 进出口水温测量及控制。进出口水温测量及控制。 水温再设定。水温再设定。 冷却塔风机启停控制。冷却塔风机启停控制。 冷却塔风机过载报警。冷却塔风机过载报警。 P95 图图3.6 为其监控原理图为其监控原理图风机V1TT1TT2V2风机TT3V3
23、风机TT4V4风机V7TT5P1P2冷凝器TT6TT7冷凝器V6V5TT8AIDIAODO现场站221211212212222221 14112414冷却水系统监控原理图3. 冷却水系统的监控功能描述冷却水系统的监控功能描述 (1)冷却塔风机控制)冷却塔风机控制计算机控制冷却水泵开启台数冷却水温室外温湿度冷冻机开启台数冷却塔风机台数冷却塔风机台数 冷却塔出水管上设温度测点(冷却塔出水管上设温度测点(TT1-TT4),进),进出水管上安装电动水阀(出水管上安装电动水阀(V1V5)。)。 确定冷却塔的工作状况。确定冷却塔的工作状况。 调节电动水阀(调节电动水阀(V1V4)调整进入各冷调整进入各冷却
24、塔水量。却塔水量。 湿式冷却塔的工作性能湿式冷却塔的工作性能取决于室外温、湿度取决于室外温、湿度设室外湿球温度测点设室外湿球温度测点TT8。 在夜间或春秋季室外气温在夜间或春秋季室外气温 ,冷却水温度低于冷,冷却水温度低于冷冻机要求的最低温度时冻机要求的最低温度时启停冷却塔台数、改变冷启停冷却塔台数、改变冷却塔风机转速却塔风机转速调节冷却水温度、节约能源。调节冷却水温度、节约能源。 或:打开混水阀或:打开混水阀V7一部分从冷凝器出来的水与一部分从冷凝器出来的水与从冷却塔出来的水混合从冷却塔出来的水混合调整进入冷凝器的水温。调整进入冷凝器的水温。 4路冷却塔出水管温度信号、路冷却塔出水管温度信号
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