冷热源系统.doc

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冷热源控制系统的设计与调试

一、冷热源控制系统方案设计

（一）、技术上的可行性分析

1.对于honeywellcare软件、力控、CAD软件的掌握，便于绘制文档所需要的各类图纸文件。

2.从课本中学习到关于智能建筑中冷热源控制系统的相关知识，将所学的知识应用于文档的设计中。

3.利用互联网，在网络上搜索关于智能建筑中冷热源控制系统的知识，以便于文档的相关设计。

4.掌握了对于文档设计的技巧，以及掌握了冷热源控制系统的原理，以便灵活的应用于设计中。

（二）、经济上的可行性分析

在现代智能建筑中，暖通空调系统的能耗占据了建筑物总能耗的65%左右，而冷热源设备及水系统的能耗又是暖通空调系统能耗最主要的部分，占其80%~90%。

如果提高了冷热源设备及水系统的效率就解决了楼宇设备自动化系统节能最主要的问题，冷热源设备与水系统的节能控制是衡量楼宇设备自动化系统成功与否的关键因素之一。

同时，冷热源设备又是建筑设备中最核心、最经济价值的设备之一，保证其安全、高效地运行十分重要。

用DDC（直接数字控制系统）可降低能源和人力方面的费用。

所有区域都经中心调度和控制，而且系统可根据自动起动或停止楼宇智能设备，使其在不必要时不运转，以避免浪费。

它还可通过操作终端自动诊断和处理许多问题，而无需人员亲临现场，从而省去许多费用，降低维修成本。

处于不同位置的多个建筑，可由一个中心控制室统一管理监控，而不必单独控制，从而省了人力。

（三）、管理体制上的可行性分析

时间

龚洁洁

施德旺

第一周

通过课本以及上网搜索，对资料进行进一步的分类以及总和。

对小组成员进行分工，对于报告涉及的资料进行搜集

第二周

将绘制的截图截图插入文档对应的位置，并对文档进行修改。

对于文档所涉及的图文进行绘制，包括力控模拟、CARE软件、CAD平面图

第三周

对于资料进行汇总，整理成完整的文档，并进一步修改。

对于文档进行深入的熟悉，准备答辩。

二、冷热源控制系统的初步设计

1、冷热源控制系统的功能和系统组成

（1）、系统的功能

冷冻机组、冷却水系统以及冷冻水系统的监测与控制，以确保冷冻机有足够的冷却水通过，冷却塔风机、水泵安全正常工作，并根据实际冷负荷调整冷却水运行工作，保证足够的冷冻水流量。

图1制冷系统监控原理图

采用直接数字（DDC）控制器进行控制。

冷水机组使用台数应根据系统需要的制冷量和承压要求合理确定，冷冻水泵和冷却水泵为两用一备，冷却塔的台数与冷却水泵相适应。

供热锅炉房的监控对象可分为燃烧系统及水系统两部分，采用直接数字控制器DDC进行监控，并把数据实时地送入中央监控站，根据供热的实际状况控制锅炉及循环泵的开启台数，设定供水温度及循环流量。

（2）、系统的组成

冷水机组由冷凝器、压缩机、蒸发器等装置组成。

供热系统中应用最广泛的传统方法是锅炉供热系统，分热水锅炉和蒸汽锅炉，热交换系统是以热交换器为主要设备，而这种热媒通常是由自备锅炉房或市热力网提供的。

2.监控点数

名称

热交换器

水流传感器

温度传感器

蒸汽蝶阀

热水蝶阀

蒸汽温度传感器

蒸汽水泵控制

蒸汽水泵状态

DI

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1

DO

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AI

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AO

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图2热水系统监控点

名称

冷却塔控制

冷却塔状态

冷却塔阀门控制

冷却塔阀门状态

冷却水温度传感器

冷却水泵控制

冷却水泵状态

冷却水蝶阀控制

冷却水蝶阀状态

水流开关

冷水机组控制

冷水机组状态

冷冻水开关

冷冻水泵控制

冷冻水泵状态

冷冻水蝶阀控制

冷冻水蝶阀状态

冷冻水温度传感器

电动蝶阀

水流传感器

压差传感器

DI

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1

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DO

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1

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1

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1

1

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1

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AI

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1

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1

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AO

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1

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图3冷水系统监控点

3.系统网络结构

（1）通讯方式

LonWorks技术由美国Echelon公司90年代开发推出，实际上是一种测控网技术，更确切一点说是一种工控网技术，也叫现场总线技术。

能够方便地实现现场的传感器、执行器、仪表等联网。

这种网络不同于局域网，而是一种工控网。

因为它传输数据量较小的检测信息、状态信息和控制信息。

（2）协议的选择

Lonworks技术是一套开放式技术，其通讯协议LonTalk协议也是开放的，使实现遵守该协议的各家产品互联成为可能。

LonWorks网络最大的优点是其开放性，所用的通讯协议LonTalk提供ISO/OSI参考模型所定义的全部七层服务；支持多种通讯媒质和任意自由拓扑网络结构；支持的通讯媒质有双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等；组网拓扑结构可以是任意形式，可以是星型、树型、网状型等，实现真正的点对点通讯。

4.系统硬件分析

（一）冷水系统

（1）、冷却塔

冷却塔是一个散热装置，是一种利用水的蒸发吸热原理来散去工业上或制冷空调中产生的废热以保证系统的运行的装置，它能将冷却水的温度降下来。

（2）、冷却水泵

冷却水泵适用于高压运行系统中输送清水或物理化学性质的液体，如高层建筑给水、锅炉给水、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压及设备配置，消防系统等输送或管道增压之用。

（3）、冷冻水泵

冷冻水泵是一个冷水循环系统，一般应用于中央空调等大型制冷设备中。

通常冷冻水泵的容量是按最高温度、满住率，并在此基础上留有10%~20%的余水量设计，水泵系统长期在固定的最大水流量工作。

（4）、冷水机组

冷水机组是多台压缩机并联工作形式了冷水机组织性工作的结构，从而达到高效的制冷量输出。

（5）、蝶阀

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，同时也用于低压管道介质的开关控制。

（6）、传感器

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）,并将探知的信息传递给其他装置或器官。

（7）、水流开关

水流开关是用于电热水器、太阳能热水器、空调器以及其他水系统的水循环控制、水泵开关控制、水加热控制、水泵开关控制、电磁阀控制或出水断电、出水通电控制等过程，当达到一定流量后将水流转换为开关式电信号的传感器件。

（二）热水系统

（1）、热交换器

又称换热器和换热设备。

使两种流体间进行热两交换而实现加热或冷却等目的的设备。

一般是用固体间壁（传热面）将不同温度的流体隔开。

也有的使两种流体在器内直接接触而进行热量交换。

（2）、传感器

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）,并将探知的信息传递给其他装置或器官。

（3）、蝶阀

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，同时也用于低压管道介质的开关控制。

5.软件种类及功能

本设计的主要软件是Honeywellcare、AUTOCAD和力控软件。

（1）Honeywellcare

Care提供了4种主要功能，用于建立便于下载到控制器的程序文件，这4种主要功能是：

Plant原理图、控制策略、开关逻辑和时间程序。

在定义完必要的项目后，可以编制默认值，再将文件编译成适合控制器的格式，然后将文件下载到控制器中。

（2）AUTOCAD

计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。

在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。

（3）力控PCAuto

力控监控组态软件是根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。

对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。

三、冷热源控制系统施工设计

1.设计说明及设备控制原理图

1.系统设计说明

（1）制冷系统的监控

制冷系统中，对冷水机组进行连锁控制，BAS在对某个制冷机组下达启动命令时，其相关设备的启动停止时间顺序为：

启动顺序控制:

冷却塔风机令冷却水泵今冷冻水泵令冷水机组。

A.对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启，并通过阀门位置反馈信号确认或延迟一定时间（2~3min）后进入下一步；

B.冷却塔风机、冷却水水泵、冷冻水水泵的启动延迟（3~4min）后进入下一步；

C.冷水机组启动

在对某个制冷机组下达停止使命时，其相关设备的动作时间顺序为：

停机顺序控制：

冷水机组->冷冻水泵->冷却水泵->冷却塔风机。

A.立即切断主机电源;

B.冷水机组停机

C.延迟一定的时间（3-4min）后停止冷却塔风机、冷却水水泵、冷冻水水泵

D.延迟一段时间（4-6min）后关闭对应冷水机组冷冻、冷却水管路上的阀门。

（2）、热水系统的监控

热交换系统是以热交换器为主要设备，其作用是供给生活、空调及供暖系统用热水，对这一系统进行监控的口的是监测水力工况以保证热水系统的正常循环，控制热交换过程以保证要求的供热水参数。

这系统我们只做了一步，就是热交换器二次热水出口温度，送入DDC与设定值比较得到偏差，运用比例积分（PI控制）规律进行调节，DDC再输出相应信号，去控制热交换上一次热水/蒸汽电动调节阀TVO1、TV02的阀门开度，调节依次热水/蒸汽流量，使二次热水出口温度控制在设定范围内，从而保证空调采暖温度。

2.设计监控原理图

四、设计总结

本次设计在上次设计的基础上，对于文档的撰写有了相对的进步，团队之间的合作以及协调程度也有进一步的提高，利用课上对于给排水控制系统的相关了解，以及在网络上搜集相关的资料，小组成员分配各自的任务并独立自主的完成；也从本次的设计中加强了对于给排水控制系统的认识，对于其的运行以及调试方面有了很大的提高，也对honeywellcare、cad以及力控软件有了进一步的应用。

相信通过本次的合作，可以加强小组成员的合作能力，再下一次的课题任务设计时有很大的提高。