冷热源系统的监测控制与运行课件

2022/11/261第13章冷热源系统的监测、控制与运行2022/11/261第13章冷热源系统的监测、控制与运行2022/11/262

监测：对多种参数和设备的运行状态进行检测。控制：使某些参数自动地保持规定值或按预定规律变化、设备或控制部件按程序动作和自动保护。监测与控制通常称自动控制。13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识2022/11/262监测：对多种参数和设备的运行状态2022/11/263

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识2022/11/26313.1冷热源系统的监测与控制2022/11/264

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：被调参数——表征被调对象的可以测量的物理量。2022/11/26413.1冷热源系统的监测与控制2022/11/265

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：传感器——测量被调参数大小并输出信号。2022/11/26513.1冷热源系统的监测与控制2022/11/266

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：控制器——根据被调参数的给定值与测量值的偏差。按预定控制模式给出调节量。2022/11/26613.1冷热源系统的监测与控制2022/11/267

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：执行器——接受控制器的信号对调节对象实施调节2022/11/26713.1冷热源系统的监测与控制2022/11/26813.2冷源系统的监测与控制1．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制压力保护控制包括高压保护、低压保护和油压保护三种高压保护的目的是为了防止排气压力过高而产生安全事故高压保护的方法是在压缩机的排气管上加装测压装置，当所测压力高于设定值时，控制器自动切断电源，使压缩机停止运转，并发出报警信号，从而起到保护制冷机的作用。2022/11/26813.2冷源系统的监测与控制1．制2022/11/2691．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制低压保护的目的是为了防止吸气压力过低，引起蒸发器压力过低，从而导致冷冻水温度过低，而且会因增加空气向系统内渗漏。低压保护的方法是在压缩机的在吸气管上加装测压装置，当吸气压力低于设定值时，控制器动作，切断压缩机电源。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/2691．制冷压缩机的安全保护与控制13.22022/11/26101．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制油压保护的目的是为了使制冷压缩机在运行时，润滑油具有一定的压力，防止其运动部件缺少润滑油的润滑和冷却，增加压缩机的磨损。油压保护的方法是通过测量油泵出口与曲轴箱之间的压差来实现控制的。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26101．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26111．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）温度保护温度保护包括压缩机排气温度保护和油温保护压缩机排气温度保护采用压力式温度控制器作保护控制，将温包安装在排气管上，安装点尽可能靠近压缩机的排气口，温包内充满饱和液体，受热后产生的压力通过毛细管传到弹性元件——波纹管上，波纹管产生的形变力作用到微动开关，控制压缩机的运转。当排气温度超过设定值时，温度控制器动作，使压缩机停止运转。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26111．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26121．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）温度保护温度保护包括压缩机排气温度保护和油温保护油温保护目的采为防止压缩机润滑油因温度过高而使润滑性能下降，避免压缩机运动部件因润滑不良而烧坏油温保护方法也是采用压力式温度控制器进行控制13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26121．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/2613压力式温度控制器13.2冷源系统的监测与控制2022/11/2613压力式温度控制器13.2冷源系统2022/11/26141．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）冷却水断水保护冷却水断水保护目的：是防止压缩机水套冷却水断流，避免引起压缩机排气温度升高。冷却水断水保护方法：一般采用晶体管水流继电器作断水保护。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26141．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26151．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）冷却水断水保护在压缩机的冷却水套的出水管上安装一对电节点，当有水流过时，电节点由水导通，继电器闭合而使压缩机处于可以启动或正常运行状态；若水流中断，则继电器断开，压缩机不能启动或事故停机。由于水套断水不会立即引起事故，所以，一般加装延时继电器进行延时，一般延时为15-30s。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26151．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26161．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（4）电机保护电机保护目的主要是防止短路或电机长期过载电机保护方法常用过流继电器来起短路保护作用，采用热继电器来进行过载保护。也可采用自动空气短路器来进行电机保护，它既起开关作用，又起自动保护功能。在电路发生短路，严重超载，失压或欠压时，都能自动切断电路，起到有效保护电动机的功能。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26161．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26172．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制根据能量控制调节参数的不同，能量控制的判别方法可分为压力控制法、温度控制法和冷负荷控制法。压力控制法是以制冷机的回气压力作为调节参数，以此来控制制冷压缩机的运行。当蒸发器负荷发生变化或制冷机的产冷量改变时，吸气压力也随之发生改变，压力传感器测量出该压力之后，与设定值相比较，其差值作为控制器的输入，产生控制信号，控制制冷机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26172．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26182．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制压力控制法优点：由于压力传感器直接与压力管道相连，直接感受压力变化，因而反应速度快，滞后时间短，动态偏差小。压力控制法缺点：当蒸发温度较低时，负荷变化引起的压力变化较小，因此控制精度较低。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26182．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26192．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度控制法是以蒸发温度作为控制参数来实现控制的。温度传感器检测出蒸发器温度，该温度与设定值相比较，其差值作为控制器的输入，产生控制信号来控制压缩机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26192．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26202．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度控制法优点：在蒸发温度较低时，负荷变化引起的温度变化较大，因此静态偏差小，控制精度高。温度控制法缺点：由于温度传感器测温不如压力传感器测压那么直接，因此反应较慢，滞后时间较长，动态偏差大。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26202．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26212．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制冷负荷控制法是一种较为先进的控制方法，此方法通过测量冷冻水供、回水温差及冷冻水回水流量，根据测得的温差及流量来计算出实际的冷负荷，然后根据实际负荷的大小来控制制冷机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26212．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/262213.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制制冷机的能量控制手段有：单台制冷机的启停控制（小型）、缸数控制（往复式）、导叶开度控制（离心式）、滑阀控制（螺杆式）、变频控制及多台制冷机的台数控制等。2022/11/262213.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/262313.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）缸数控制这种控制方式适合于带有卸载机构（油压启阀式能量调节机构）的活塞式压缩机，通过调节气缸上载数量达到调节能量的目的，利用电磁阀控制卸载装置的油路，使通往卸载装置的油路被接通或切断，从而控制能量。2022/11/262313.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/2624V1、V2—电磁滑阀；PT—压力传感器；TR—温度继电器；SC—步进控制器；PR—高低压继电器；OPO—油压继电器；点划线为信号线2022/11/2624V1、V2—电磁滑阀；PT—压力传感2022/11/2625在这种控制中，电磁滑阀通电的动作一般由蒸发压力（或者蒸发温度）来控制，使制冷机所输出的冷量与实际需要的冷量基本相当2022/11/2625在这种控制中，电磁滑阀通电的动作一般2022/11/262613.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）导叶开度控制对于离心式压缩机可采用制冷机进口导叶开度来进行能量控制导叶开度控制可以利用冷冻水供水温度、回水温度或实际冷负荷来进行控制2022/11/262613.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/262713.2冷源系统的监测与控制（2）导叶开度控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制2022/11/262713.2冷源系统的监测与控制（22022/11/262813.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）台数控制当冷冻机房安装了多台制冷机时，根据冷负荷的大小适当地确定冷冻机的运行台数，使输出冷量满足冷负荷要求，使系统工作效率高，同时又不使某台冷冻机频繁启停。台数控制参数可采用压力控制或实际负荷控制2022/11/262813.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/262913.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制蒸发器侧压力控制2022/11/262913.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/263013.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度传感器TE1、TE2分别测量供水、回水温度，FE流量传感器测量回水流量，测量的温度与流量信号输送到控制器QC1，由QC1根据实际负荷的大小来控制制冷机的启停台数。2022/11/263013.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/263113.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制（1）溴化锂吸收式制冷机的能量控制，一般是通过测量冷冻水供水温度，由控制器控制发生器加热蒸汽管道上的调节阀，通过调整阀门的开度，来维持相对恒定的冷冻水供水温度。（2）对于水泵、风机等动力设备，一般实行启、停控制。2022/11/263113.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/263213.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制监测装置主要有：（1）水泵、风机的运行状态及故障监测；（2）冷冻水进、出水温、进水压力、出水流量等参数的测量；（3）冷却水出水温度、流量及压力的测量；2022/11/263213.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/263313.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制监测装置主要有（4）蒸发器等系统设备的真空度；（5）发生器的压力等参数进行监测。2022/11/263313.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/263413.2冷源系统的监测与控制2．双效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制

双效吸收式制冷机的能量调节仍然是通过利用冷冻水出水温度来控制加热蒸汽流量来实现的。通过调节蒸汽管道上的调节阀的开度，维持恒定的供水温度，以满足负荷要求。2022/11/263413.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/263513.2冷源系统的监测与控制13.2.3冷冻水系统的监测与控制

冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种用冷水设备（如空调机和风机盘管）而组成。其监测与控制的作用是：（1）保证冷冻机蒸发器通过足够的水量，以使蒸发器正常工作，防止冻裂。（2）向冷冻水用户提供足够的水量，以满足用户的要求。（3）在满足使用要求的前提下，尽可能减少循环水泵电耗。2022/11/263513.2冷源系统的监测与控制132022/11/263613.2冷源系统的监测与控制一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法对于一级泵系统，为了保证蒸发器中通过要求的水量，必须使蒸发器前后压差维持在设定值2022/11/263613.2冷源系统的监测与控制一、2022/11/263713.2冷源系统的监测与控制当部分用户关小或停止用水时，用户侧水流量变小，从而使蒸发器的水流量减少，此时，压差p1-p2也减少一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263713.2冷源系统的监测与控制当部2022/11/263813.2冷源系统的监测与控制为了恢复蒸发器的流量，就应开大图中的电动阀V，增大通过此阀的流量，直到压差p1-p2恢复到原来的设定值，从而使蒸发器的水流量也达到要求值。一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263813.2冷源系统的监测与控制为了2022/11/263913.2冷源系统的监测与控制反之，当用户加大阀门，用户侧水流量增加，压差p1-p2也会由于蒸发器流量的增加而增大。这时，就应关小电动旁通阀V，减小旁通流量，从而维持蒸发器的流量。一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263913.2冷源系统的监测与控制反之2022/11/264013.2冷源系统的监测与控制循环泵1，2根据冷冻机运行台数而相应启停，同时，电动阀1，2也随冷冻机的启停而开关，因此，这两个阀门选择具有通断状况的蝶阀即可，不需要具有调节功能。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264013.2冷源系统的监测与控制循环2022/11/264113.2冷源系统的监测与控制水温测点2~4的温度可以用来判断用户负荷状况。可以看出，用户侧的流量G占通过蒸发器的水量G0的百分比r为：二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264113.2冷源系统的监测与控制水温2022/11/264213.2冷源系统的监测与控制根据比值r与用户回水温度t2，即可判断冷水用户的负荷状况，确定制冷机启停台数。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264213.2冷源系统的监测与控制根据2022/11/264313.2冷源系统的监测与控制例如，当两台制冷机运行，而r≤0.5时，说明管道水量已经降到一半以下，应停掉一台制冷机。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264313.2冷源系统的监测与控制例如2022/11/264413.2冷源系统的监测与控制二级泵水系统安装在制冷机蒸发器回路中的循环泵1，2仅提供克服蒸发器及周围管件的阻力，至旁通管ab间的压差就应几乎为0，三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264413.2冷源系统的监测与控制二级2022/11/264513.2冷源系统的监测与控制这样，即使有旁通管，当用户流量与蒸发器流量相一致时，旁通管内亦无流量。加压泵1，2用于克服用户支路及相应管道阻力。这样，根据冷冻机启停控制循环水泵1，2的启停，根据用户用水量控制加压泵1，2。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264513.2冷源系统的监测与控制这样2022/11/264613.2冷源系统的监测与控制当用户流量大于通过制冷机蒸发器的流量时，旁通管内由b点向a点旁通一部分流量在用户侧循环。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264613.2冷源系统的监测与控制当用2022/11/264713.2冷源系统的监测与控制当冷冻机蒸发器流量大于用户流量时，则旁通管内水由a点向b点流动，将一部分制冷机出口的水旁通回蒸发器的入口。这样，只要旁通管足够大，用户侧调整流量不会影响到通过蒸发器内的水量。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264713.2冷源系统的监测与控制当冷2022/11/264813.2冷源系统的监测与控制为了节约加压泵电耗，可以根据用户侧最不利端进回水压差Δp来调整加压泵的开启台数或通过变频器改变其转速。实际上冷冻水管网若分成许多支路，很难判断哪个是最不利支路。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264813.2冷源系统的监测与控制为了2022/11/264913.2冷源系统的监测与控制尤其是当部分用户停止运行，系统流量在很大范围内变化时，实际最不利端也会从一个支路变至另一个支路。这时，可以将几个有可能是最不利支路均安上压差传感器，实际运行时根据最小者确定加压泵的工作方式。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264913.2冷源系统的监测与控制尤其2022/11/265013.2冷源系统的监测与控制用户侧流量与冷冻机蒸发器流量之间的关系可以通过温度测点1，2，3，4来确定。当t1=t3，t2>t4时，通过蒸发器的流量Ge大于用户侧流量Gu，二者之比为：三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/265013.2冷源系统的监测与控制用户2022/11/265113.2冷源系统的监测与控制当t2=t4，t1>t3时，通过用户侧的流量Gu大于蒸发器流量Ge，二者之比为：三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/265113.2冷源系统的监测与控制当t2022/11/265213.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制冷却水系统是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷系统提供冷却水，其监控系统的作用是：（1）保证冷却塔风机、冷却水泵的安全运行；（2）确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；（3）根据室外气候情况及冷负荷，调整冷却水系统的运行工况，使冷却水温度在设定的温度范围之内。2022/11/265213.2冷源系统的监测与控制132022/11/265313.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制每台冷却塔风机应通过监控系统进行启停控制，启停台数根据冷冻机开启台数、室外温湿度、冷却水温度、冷却水泵开启台数来确定。有的冷却塔风机采用双速电机，通过调整冷却塔风机转速来调整冷却水温度，以适应室外温度及冷负荷的变化。2022/11/265313.2冷源系统的监测与控制132022/11/265413.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制接于各冷却塔进水管上的电动阀1~4用于当冷却塔停止运行时切断水路，以防止冷却水短路，同时可适当调整进入各冷却塔的水量，使其分配均匀，以保证各冷却塔都能达到最大出力。2022/11/265413.2冷源系统的监测与控制132022/11/265513.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制冷却塔出口安装1~4个水温测点可以确定各台冷却塔的工作情况，通过4个测点间温差调节电动阀1~4，以改进各冷却塔间的流量分配。2022/11/265513.2冷源系统的监测与控制132022/11/265613.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制由于湿式冷却塔的工作性能主要取决于室外湿度，因此，设有室外湿球温度测点。2022/11/265613.2冷源系统的监测与控制132022/11/265713.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制当夜间或春秋季室外气温低，冷却水温度低于冷冻机要求的最低温度时，为了防止冷凝压力过低，适当打开混水阀，使一部分从冷凝器出来的水与从冷却塔回来的水相混合，以调整进入冷凝器的水温。2022/11/265713.2冷源系统的监测与控制132022/11/265813.4冷热源系统的运行管理13.4.1

冷热源系统管理的主要内容（1）建立各项简明的规章制度。（2）建立日常运行日志。（3）统计系统的消耗指标。（4）制定维修计划。（5）对主要设备的性能进行定期测试2022/11/265813.4冷热源系统的运行管理132022/11/265913.4冷热源系统的运行管理13.4.2蒸气压缩式制冷的冷水机组故障分析1．冷凝压力（温度）过高的可能原因（1）冷却剂（水或空气）的流量过小或温度过高。（2）冷凝器传热面热阻增大。（3）系统内制冷剂充注过多。（4）系统内有不凝性气体。2022/11/265913.4冷热源系统的运行管理132022/11/266013.4冷热源系统的运行管理13.4.2蒸气压缩式制冷的冷水机组故障分析2．蒸发压力（温度）过低的可能原因（1）蒸发器负荷太小（2）压缩机吸汽量过大。（3）蒸发器传热面热阻增大。（4）系统内润滑油过多。（5）蒸发器供液量不足。（6）制冷剂充注量不足。2022/11/266013.4冷热源系统的运行管理132022/11/266113.4冷热源系统的运行管理13.4.2蒸气压缩式制冷的冷水机组故障分析3．排汽温度过高的可能原因（1）系统内有不凝性气体。（2）冷凝压力太高。（3）吸汽过热度大。（4）压缩机高低压间有泄漏。2022/11/266113.4冷热源系统的运行管理132022/11/266213.4冷热源系统的运行管理13.4.2蒸气压缩式制冷的冷水机组故障分析4．冷冻水温度降不下来的可能原因（1）蒸发器负荷过大。（2）压缩机吸入液体。（3）压缩机高低压之间发生泄漏。（4）多台机的系统，某台机组停机后，冷冻水管路未关闭。2022/11/266213.4冷热源系统的运行管理132022/11/266313.4冷热源系统的运行管理13.4.3

蒸汽型溴化锂吸收式制冷机故障分析1．冷凝压力过高的可能原因（1）冷却水流量小或水温高。（2）发生器负荷过大。（3）系统中有空气。（4）抽气装置有故障。（5）冷凝器传热面热阻增大。2022/11/266313.4冷热源系统的运行管理132022/11/266413.4冷热源系统的运行管理13.4.3

蒸汽型溴化锂吸收式制冷机故障分析2．蒸发温度过低的可能原因（1）冷冻水流量小或回水温度低。（2）蒸发器传热面热阻增大。（3）蒸发器有不凝性气体。（4）冷却水温度低。（5）蒸发器喷淋流量小。2022/11/266413.4冷热源系统的运行管理132022/11/266513.4冷热源系统的运行管理13.4.3

蒸汽型溴化锂吸收式制冷机故障分析3．结晶的可能原因（1）冷却水温度偏低。（2）工作蒸汽压力偏高。（3）机组内有空气。（4）停机时溶液稀释不充分。2022/11/266513.4冷热源系统的运行管理132022/11/266613.4冷热源系统的运行管理13.4.3

蒸汽型溴化锂吸收式制冷机故障分析4．冷冻水温度降不下来的可能原因（1）发生器传热面热阻增大。（2）工作蒸汽压力偏低。（3）发生器泵、吸收器泵或蒸发器泵流量不足。（4）负荷过大。（5）辛醇含量不足。（6）多台机组的系统，某台机组停机后，冷冻水管路未关闭。2022/11/266613.4冷热源系统的运行管理132022/11/266713.4冷热源系统的运行管理13.4.4

水系统故障分析1．冷凝器冷却水流量过小的可能原因（1）水泵流量不足。（2）过滤器堵塞。（3）冷凝器并联设置的系统，并联管路阻力相差大，导致某台冷凝器流量过小；当关闭1台机组及相应冷却塔和水泵时，未关闭该台机组冷却水管的阀门。2022/11/266713.4冷热源系统的运行管理132022/11/266813.4冷热源系统的运行管理13.4.4

水系统故障分析2．冷却水温度过高的可能原因（1）冷却塔有故障。（2）冷却塔并联时，关闭冷却塔风机而未关闭水管阀门。（3）并联冷却塔分水不均。（4）冷却塔进出水管间的旁通阀未关闭。（5）冷却塔选型有误。2022/11/266813.4冷热源系统的运行管理132022/11/266913.4冷热源系统的运行管理13.4.4

水系统故障分析3．冷却水或冷冻水流量过大的可能原因选用的水泵扬程过大。2022/11/266913.4冷热源系统的运行管理132022/11/2670第13章冷热源系统的监测、控制与运行2022/11/261第13章冷热源系统的监测、控制与运行2022/11/2671

监测：对多种参数和设备的运行状态进行检测。控制：使某些参数自动地保持规定值或按预定规律变化、设备或控制部件按程序动作和自动保护。监测与控制通常称自动控制。13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识2022/11/262监测：对多种参数和设备的运行状态2022/11/2672

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识2022/11/26313.1冷热源系统的监测与控制2022/11/2673

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：被调参数——表征被调对象的可以测量的物理量。2022/11/26413.1冷热源系统的监测与控制2022/11/2674

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：传感器——测量被调参数大小并输出信号。2022/11/26513.1冷热源系统的监测与控制2022/11/2675

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：控制器——根据被调参数的给定值与测量值的偏差。按预定控制模式给出调节量。2022/11/26613.1冷热源系统的监测与控制2022/11/2676

13.1冷热源系统的监测与控制的基本知识自动控制系统组成：执行器——接受控制器的信号对调节对象实施调节2022/11/26713.1冷热源系统的监测与控制2022/11/267713.2冷源系统的监测与控制1．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制压力保护控制包括高压保护、低压保护和油压保护三种高压保护的目的是为了防止排气压力过高而产生安全事故高压保护的方法是在压缩机的排气管上加装测压装置，当所测压力高于设定值时，控制器自动切断电源，使压缩机停止运转，并发出报警信号，从而起到保护制冷机的作用。2022/11/26813.2冷源系统的监测与控制1．制2022/11/26781．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制低压保护的目的是为了防止吸气压力过低，引起蒸发器压力过低，从而导致冷冻水温度过低，而且会因增加空气向系统内渗漏。低压保护的方法是在压缩机的在吸气管上加装测压装置，当吸气压力低于设定值时，控制器动作，切断压缩机电源。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/2691．制冷压缩机的安全保护与控制13.22022/11/26791．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）压力保护控制油压保护的目的是为了使制冷压缩机在运行时，润滑油具有一定的压力，防止其运动部件缺少润滑油的润滑和冷却，增加压缩机的磨损。油压保护的方法是通过测量油泵出口与曲轴箱之间的压差来实现控制的。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26101．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26801．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）温度保护温度保护包括压缩机排气温度保护和油温保护压缩机排气温度保护采用压力式温度控制器作保护控制，将温包安装在排气管上，安装点尽可能靠近压缩机的排气口，温包内充满饱和液体，受热后产生的压力通过毛细管传到弹性元件——波纹管上，波纹管产生的形变力作用到微动开关，控制压缩机的运转。当排气温度超过设定值时，温度控制器动作，使压缩机停止运转。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26111．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26811．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）温度保护温度保护包括压缩机排气温度保护和油温保护油温保护目的采为防止压缩机润滑油因温度过高而使润滑性能下降，避免压缩机运动部件因润滑不良而烧坏油温保护方法也是采用压力式温度控制器进行控制13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26121．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/2682压力式温度控制器13.2冷源系统的监测与控制2022/11/2613压力式温度控制器13.2冷源系统2022/11/26831．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）冷却水断水保护冷却水断水保护目的：是防止压缩机水套冷却水断流，避免引起压缩机排气温度升高。冷却水断水保护方法：一般采用晶体管水流继电器作断水保护。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26141．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26841．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）冷却水断水保护在压缩机的冷却水套的出水管上安装一对电节点，当有水流过时，电节点由水导通，继电器闭合而使压缩机处于可以启动或正常运行状态；若水流中断，则继电器断开，压缩机不能启动或事故停机。由于水套断水不会立即引起事故，所以，一般加装延时继电器进行延时，一般延时为15-30s。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26151．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26851．制冷压缩机的安全保护与控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（4）电机保护电机保护目的主要是防止短路或电机长期过载电机保护方法常用过流继电器来起短路保护作用，采用热继电器来进行过载保护。也可采用自动空气短路器来进行电机保护，它既起开关作用，又起自动保护功能。在电路发生短路，严重超载，失压或欠压时，都能自动切断电路，起到有效保护电动机的功能。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26161．制冷压缩机的安全保护与控制13.2022/11/26862．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制根据能量控制调节参数的不同，能量控制的判别方法可分为压力控制法、温度控制法和冷负荷控制法。压力控制法是以制冷机的回气压力作为调节参数，以此来控制制冷压缩机的运行。当蒸发器负荷发生变化或制冷机的产冷量改变时，吸气压力也随之发生改变，压力传感器测量出该压力之后，与设定值相比较，其差值作为控制器的输入，产生控制信号，控制制冷机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26172．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26872．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制压力控制法优点：由于压力传感器直接与压力管道相连，直接感受压力变化，因而反应速度快，滞后时间短，动态偏差小。压力控制法缺点：当蒸发温度较低时，负荷变化引起的压力变化较小，因此控制精度较低。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26182．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26882．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度控制法是以蒸发温度作为控制参数来实现控制的。温度传感器检测出蒸发器温度，该温度与设定值相比较，其差值作为控制器的输入，产生控制信号来控制压缩机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26192．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26892．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度控制法优点：在蒸发温度较低时，负荷变化引起的温度变化较大，因此静态偏差小，控制精度高。温度控制法缺点：由于温度传感器测温不如压力传感器测压那么直接，因此反应较慢，滞后时间较长，动态偏差大。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26202．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/26902．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制冷负荷控制法是一种较为先进的控制方法，此方法通过测量冷冻水供、回水温差及冷冻水回水流量，根据测得的温差及流量来计算出实际的冷负荷，然后根据实际负荷的大小来控制制冷机的运行。13.2冷源系统的监测与控制2022/11/26212．制冷压缩机的能量控制13.2.12022/11/269113.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制制冷机的能量控制手段有：单台制冷机的启停控制（小型）、缸数控制（往复式）、导叶开度控制（离心式）、滑阀控制（螺杆式）、变频控制及多台制冷机的台数控制等。2022/11/262213.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/269213.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（1）缸数控制这种控制方式适合于带有卸载机构（油压启阀式能量调节机构）的活塞式压缩机，通过调节气缸上载数量达到调节能量的目的，利用电磁阀控制卸载装置的油路，使通往卸载装置的油路被接通或切断，从而控制能量。2022/11/262313.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/2693V1、V2—电磁滑阀；PT—压力传感器；TR—温度继电器；SC—步进控制器；PR—高低压继电器；OPO—油压继电器；点划线为信号线2022/11/2624V1、V2—电磁滑阀；PT—压力传感2022/11/2694在这种控制中，电磁滑阀通电的动作一般由蒸发压力（或者蒸发温度）来控制，使制冷机所输出的冷量与实际需要的冷量基本相当2022/11/2625在这种控制中，电磁滑阀通电的动作一般2022/11/269513.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（2）导叶开度控制对于离心式压缩机可采用制冷机进口导叶开度来进行能量控制导叶开度控制可以利用冷冻水供水温度、回水温度或实际冷负荷来进行控制2022/11/262613.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/269613.2冷源系统的监测与控制（2）导叶开度控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制2022/11/262713.2冷源系统的监测与控制（22022/11/269713.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制（3）台数控制当冷冻机房安装了多台制冷机时，根据冷负荷的大小适当地确定冷冻机的运行台数，使输出冷量满足冷负荷要求，使系统工作效率高，同时又不使某台冷冻机频繁启停。台数控制参数可采用压力控制或实际负荷控制2022/11/262813.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/269813.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制蒸发器侧压力控制2022/11/262913.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/269913.2冷源系统的监测与控制2．制冷压缩机的能量控制13.2.1蒸气压缩式制冷机的保护与控制温度传感器TE1、TE2分别测量供水、回水温度，FE流量传感器测量回水流量，测量的温度与流量信号输送到控制器QC1，由QC1根据实际负荷的大小来控制制冷机的启停台数。2022/11/263013.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/2610013.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制（1）溴化锂吸收式制冷机的能量控制，一般是通过测量冷冻水供水温度，由控制器控制发生器加热蒸汽管道上的调节阀，通过调整阀门的开度，来维持相对恒定的冷冻水供水温度。（2）对于水泵、风机等动力设备，一般实行启、停控制。2022/11/263113.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/2610113.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制监测装置主要有：（1）水泵、风机的运行状态及故障监测；（2）冷冻水进、出水温、进水压力、出水流量等参数的测量；（3）冷却水出水温度、流量及压力的测量；2022/11/263213.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/2610213.2冷源系统的监测与控制1．单效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制监测装置主要有（4）蒸发器等系统设备的真空度；（5）发生器的压力等参数进行监测。2022/11/263313.2冷源系统的监测与控制1．2022/11/2610313.2冷源系统的监测与控制2．双效溴化锂吸收式制冷机的监测与控制13.2.2吸收式制冷机的监测与控制

双效吸收式制冷机的能量调节仍然是通过利用冷冻水出水温度来控制加热蒸汽流量来实现的。通过调节蒸汽管道上的调节阀的开度，维持恒定的供水温度，以满足负荷要求。2022/11/263413.2冷源系统的监测与控制2．2022/11/2610413.2冷源系统的监测与控制13.2.3冷冻水系统的监测与控制

冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种用冷水设备（如空调机和风机盘管）而组成。其监测与控制的作用是：（1）保证冷冻机蒸发器通过足够的水量，以使蒸发器正常工作，防止冻裂。（2）向冷冻水用户提供足够的水量，以满足用户的要求。（3）在满足使用要求的前提下，尽可能减少循环水泵电耗。2022/11/263513.2冷源系统的监测与控制132022/11/2610513.2冷源系统的监测与控制一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法对于一级泵系统，为了保证蒸发器中通过要求的水量，必须使蒸发器前后压差维持在设定值2022/11/263613.2冷源系统的监测与控制一、2022/11/2610613.2冷源系统的监测与控制当部分用户关小或停止用水时，用户侧水流量变小，从而使蒸发器的水流量减少，此时，压差p1-p2也减少一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263713.2冷源系统的监测与控制当部2022/11/2610713.2冷源系统的监测与控制为了恢复蒸发器的流量，就应开大图中的电动阀V，增大通过此阀的流量，直到压差p1-p2恢复到原来的设定值，从而使蒸发器的水流量也达到要求值。一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263813.2冷源系统的监测与控制为了2022/11/2610813.2冷源系统的监测与控制反之，当用户加大阀门，用户侧水流量增加，压差p1-p2也会由于蒸发器流量的增加而增大。这时，就应关小电动旁通阀V，减小旁通流量，从而维持蒸发器的流量。一、一级泵冷冻水系统冷水机组保持最小流量的控制方法2022/11/263913.2冷源系统的监测与控制反之2022/11/2610913.2冷源系统的监测与控制循环泵1，2根据冷冻机运行台数而相应启停，同时，电动阀1，2也随冷冻机的启停而开关，因此，这两个阀门选择具有通断状况的蝶阀即可，不需要具有调节功能。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264013.2冷源系统的监测与控制循环2022/11/2611013.2冷源系统的监测与控制水温测点2~4的温度可以用来判断用户负荷状况。可以看出，用户侧的流量G占通过蒸发器的水量G0的百分比r为：二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264113.2冷源系统的监测与控制水温2022/11/2611113.2冷源系统的监测与控制根据比值r与用户回水温度t2，即可判断冷水用户的负荷状况，确定制冷机启停台数。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264213.2冷源系统的监测与控制根据2022/11/2611213.2冷源系统的监测与控制例如，当两台制冷机运行，而r≤0.5时，说明管道水量已经降到一半以下，应停掉一台制冷机。二、一级泵冷冻水系统冷水机组台数的控制方法2022/11/264313.2冷源系统的监测与控制例如2022/11/2611313.2冷源系统的监测与控制二级泵水系统安装在制冷机蒸发器回路中的循环泵1，2仅提供克服蒸发器及周围管件的阻力，至旁通管ab间的压差就应几乎为0，三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264413.2冷源系统的监测与控制二级2022/11/2611413.2冷源系统的监测与控制这样，即使有旁通管，当用户流量与蒸发器流量相一致时，旁通管内亦无流量。加压泵1，2用于克服用户支路及相应管道阻力。这样，根据冷冻机启停控制循环水泵1，2的启停，根据用户用水量控制加压泵1，2。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264513.2冷源系统的监测与控制这样2022/11/2611513.2冷源系统的监测与控制当用户流量大于通过制冷机蒸发器的流量时，旁通管内由b点向a点旁通一部分流量在用户侧循环。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264613.2冷源系统的监测与控制当用2022/11/2611613.2冷源系统的监测与控制当冷冻机蒸发器流量大于用户流量时，则旁通管内水由a点向b点流动，将一部分制冷机出口的水旁通回蒸发器的入口。这样，只要旁通管足够大，用户侧调整流量不会影响到通过蒸发器内的水量。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264713.2冷源系统的监测与控制当冷2022/11/2611713.2冷源系统的监测与控制为了节约加压泵电耗，可以根据用户侧最不利端进回水压差Δp来调整加压泵的开启台数或通过变频器改变其转速。实际上冷冻水管网若分成许多支路，很难判断哪个是最不利支路。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264813.2冷源系统的监测与控制为了2022/11/2611813.2冷源系统的监测与控制尤其是当部分用户停止运行，系统流量在很大范围内变化时，实际最不利端也会从一个支路变至另一个支路。这时，可以将几个有可能是最不利支路均安上压差传感器，实际运行时根据最小者确定加压泵的工作方式。三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/264913.2冷源系统的监测与控制尤其2022/11/2611913.2冷源系统的监测与控制用户侧流量与冷冻机蒸发器流量之间的关系可以通过温度测点1，2，3，4来确定。当t1=t3，t2>t4时，通过蒸发器的流量Ge大于用户侧流量Gu，二者之比为：三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/265013.2冷源系统的监测与控制用户2022/11/2612013.2冷源系统的监测与控制当t2=t4，t1>t3时，通过用户侧的流量Gu大于蒸发器流量Ge，二者之比为：三、冷冻水系统二级泵的控制方法2022/11/265113.2冷源系统的监测与控制当t2022/11/2612113.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制冷却水系统是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷系统提供冷却水，其监控系统的作用是：（1）保证冷却塔风机、冷却水泵的安全运行；（2）确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；（3）根据室外气候情况及冷负荷，调整冷却水系统的运行工况，使冷却水温度在设定的温度范围之内。2022/11/265213.2冷源系统的监测与控制132022/11/2612213.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制每台冷却塔风机应通过监控系统进行启停控制，启停台数根据冷冻机开启台数、室外温湿度、冷却水温度、冷却水泵开启台数来确定。有的冷却塔风机采用双速电机，通过调整冷却塔风机转速来调整冷却水温度，以适应室外温度及冷负荷的变化。2022/11/265313.2冷源系统的监测与控制132022/11/2612313.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制接于各冷却塔进水管上的电动阀1~4用于当冷却塔停止运行时切断水路，以防止冷却水短路，同时可适当调整进入各冷却塔的水量，使其分配均匀，以保证各冷却塔都能达到最大出力。2022/11/265413.2冷源系统的监测与控制132022/11/2612413.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制冷却塔出口安装1~4个水温测点可以确定各台冷却塔的工作情况，通过4个测点间温差调节电动阀1~4，以改进各冷却塔间的流量分配。2022/11/265513.2冷源系统的监测与控制132022/11/2612513.2冷源系统的监测与控制13.2.4冷却水系统的监测与控制由于湿式冷却塔的工作性能主要取决于室外湿度，因此，设有室外湿球温度测点。2022/11/265613.2冷源系