冷水机组群控的设计与实现

  数据机房内的机器设备热值都较为大,致冷实际效果的优劣立即危害到主机房的应用,但因为数据机房内不可以有冰,因而数据机房一般选用风冷方法对主机房开展致冷。伴随着通信网络高新科技的迅猛发展,现阶段大中型数据机房的单机版架用电量已提升了4kW/ 架,风冷恒温恒湿设备中央空调的单机版容积及安裝总数也随着持续的提升。现如今,用电量能耗等级(通称“PUE”,PUE=大数据中心总机器设备耗能/IT 机器设备耗能,PUE 是一个比例,标准是2,越贴近1 说明能耗等级水准越好)早已变成国际性上较为行驶的大数据中心电力工程应用高效率考量指标值。据调查,海外优秀的主机房PUE 值能够 做到1.7,而大家我国的PUE 均值则在2.5 之上。伴随着我国翠绿色环保节能方案的发布,对大中型数据机房那样的用电量种植大户明确提出了一个主机房用电量能耗等级考评,因而,选用其他更为环保节能的致冷方法变成重中之重。

  据计算,选用水冷散热机组致冷尽管一次性项目投资很大,并且设计方案、工程施工较为繁杂,但它的环保节能实际效果较为理想化,一般能使大中型数据机房的PUE 降至1.7 上下。因而在大中型数据机房选用水冷散热机组开展致冷刻不容缓,怎样依据主机房内机器设备的发烫状况来实时处理冷水机组的运行对主机房的运行及环保节能都将十分重要。

  1 水冷散热机组操纵基本原理

  工业化全过程对自动控制系统的规定已不限于能完成全自动数据收集和操纵作用,还规定工业生产全过程能长期性在最好状态下运行。针对一个经营规模巨大、构造繁琐、作用综合性、要素诸多的大中型工程项目系统软件,要处理的并不是一个部分最优控制难题,只是一个总体的总目标函数最优控制难题,即生产过程的综合性自动化技术难题。总目标函数不仅包含生产量、品质等指标值,还包含耗能、成本费等别的各种指标值。为了更好地完成大中型工程项目系统软件的最优控制操纵,大控制系统基础理论中引进了“溶解”和“融洽”的设计原理。文中融合开利冷水机组群控软件I- VU 对主机房冷水机组群控系统开展详细介绍(见图1)。

  2 I- VU 网络的特点

  I- VU 系统软件是开利企业运用很多年空调控制器行业的优秀专业知识产品研发的冷藏机组电力能源高效率智能管理系统。该系统软件认为客户出示普遍的舒适感、可执行性、空气指数调整和能源管理体系为总体目标,可以包含开利企业的冷水机组、非开利企业的机械设备以及它房屋自动控制系统。I- VU 系统软件可以确保电力能源智能管理系统的全部权益,容许客户从应用的合理性和生态环境保护2个视角来智能管理系统的能耗。机组按日程安排运行、负载按段卸载掉和载入等作用能够 为客户出示最高效率的耗能管理方法。作业者能够 在十分短的時间内对系统异常警报作出反映,维持系统软件的可靠性和稳定性。本系统软件可以出示机器设备运行時间和耗能量等数据信息,为客户作耗能剖析和系统软件决策出示合理的根据。

  根据对温度、空气湿度、户外气体自然通风量的精准操纵来提高自然环境的舒适感。集中控制系统缓解了客户的人力实际操作量,简单化故障检测的全过程,这种将为客户出示更为合理的设备维护。延续性的当场和远程控制监控系统,有益于增加机组的使用寿命,减少机器设备的维护保养成本费。I- VU 系统软件的模块化设计构造,可灵便地融入当场要求及中后期新项目的拓展规定。根据I- VU 通信网络管理体系的对策,根据专用型数据信息控制模块能够 完成与其他房屋自动控制系统的连接网络。

  3 大数据中心冷水机组群控软件简述

  大数据中心采用3 台19XR 机组、4 台冷藏水泵、4 台制冷水泵、9 台锅炉风机、1 台完全免费板式换热器、蒸汽流量计、自动式加药设备、真空泵脱汽罐、蓄冷罐、附设闸阀;根据应用I- VU 自动控制系统,创建一套详细的家用中央空调自动控制系统。

  I- VU 操纵应用系统将冷水机组和外部设备,包含冷藏水泵、制冷水泵和玻璃钢冷却塔综合性成一个系统软件,完成几台冷水机组的集中化群控系统,另外将冷藏水泵、制冷水泵和玻璃钢冷却塔列入互锁管理方法。与系统软件相互连接的监管电子计算机为冷水机组的集中化群控系统出示工业触摸屏,根据该页面,可掌握系统软件的运行状态,各冷水机组运行状态及关键运行主要参数,可参加冷水机组的集中化群控系统管理方法。此外,系统软件全部內部参数均能够 转化成合乎BACnet IP 的规范数据类型,随后根据其通信端口号传输至其他自动控制系统的移动智能终端,并完成单边传输数据。

  4 大数据中心冷水机组群控软件操纵特性

  依据能耗等级和机器设备特性出示最佳机器设备运行组成和提升每台冷水机组负载分派,出示智能化控制系统便于最大限度的依据负荷要求完成环保节能运行,有效操纵冷水机组运行数量,完成最好系统软件高效率环保节能运行。综合性考虑到系统软件冷藏水供电温度预设值误差与系统软件负载趋势分析,避免 过多机组负荷的产生。比如,当冷藏系统软件一开始启动时,冷藏自来水管内的温度较高,如果没有此作用,系统软件会不正确地表明比具体所需更高的冷负载要求。完成各台冷水机组及水泵的运行時间平衡,依据规定全自动转换机组的运行顺序,总计每台机组运行時间,全自动挑选运行時间最少的机组,使每台机组运行時间基本上相同,以增加机组使用期限。对冷藏水泵、制冷水泵和玻璃钢冷却塔完成互锁操纵,并在机器设备毁坏时全自动开启预留机器设备,而且具有关闭电源修复后自动启动的作用。全方位显示设备运行状态和基本参数,具备常见故障警报、汇报及故障检测信息内容的作用。专用型操作界面手机软件具有局域网络通信工作能力,出示严实的安全级别及实际操作管理权限,可以设定不一样管理权限等级的实际操作登陆密码。全部系统软件具备全自动储存档案资料数据信息及纪录的作用,依照应用规定储存历史时间运行数据信息,而且可以依据必须全自动定编冷水机组管理方法汇报。全方位数据信息传输至BAS 系统软件,完成房屋集中型操纵,并可接纳BAS 系统软件传出的电源开关制冷机命令、冷藏水出水出水温度和运行电流量限定改动命令。

  5 大数据中心中央空调自动控制系统设计方案关键点

  冷水机组由Chiller SystemManager(CSM)冷水机组管理信息系统控制板来管理方法,水泵、玻璃钢冷却塔等机器设备由I- VUM系列产品控制板及拓展I/O 控制模块来管理方法。

  依据新项目要求在各种管路上(包含中央空调凉水供水管道、中央空调凉水回水管、中央空调冷却循环水供水管道、中央空调冷却循环水回水管、冬天板式换热器冷却循环水供水管道、冬天板式换热器冷却循环水回水管、中央空调膨胀螺丝、中央空调玻璃钢冷却塔补水保湿管)安裝温度感应器、液位传感器、管路式空气流量计、户外温度湿度感应器、浮球液位计、电源开关型电动球阀、电动蝶阀、流量控制阀、自力式压力差调压阀、温度计、气压表、蒸汽流量计等仪表设备机器设备。

  与调整。运行状态,常见故障警报。检测每台机组冷藏水供/ 智能回水温度,冷却循环水供/ 智能回水温度,空调蒸发器工作压力,冷却器工作压力,空调蒸发器冷媒温度,冷却器冷媒温度等机组內部运行主要参数。冷藏水总管温度检测。检测冷藏水旁通阀的压力差,操纵调整进气阀开启度。流量监测、动能检测。

  冷藏水泵:起停操纵,直流变频意见反馈。运行状态,常见故障警报,手全自动状态,直流变频操纵。

  制冷水泵:起停操纵,直流变频意见反馈。运行状态,常见故障警报,手全自动状态,直流变频操纵。

  玻璃钢冷却塔:起停操纵,玻璃钢冷却塔进水口的电动球阀电源开关操纵。运行状态,常见故障警报,手全自动状态,碟阀状态意见反馈,冷却循环水主管温度检测。

  本新项目共有四个系统软件:冷藏系统软件、制冷系统、随意制冷系统以及他系统软件。键入/ 輸出共280 点,在其中开关量輸出(DO)40点,包含离心风机水泵或机器设备起停、电加热装置起停、进气阀电源开关。模拟量输入輸出(AO)12 点,包含闸阀调整、水泵变速、制冷机组设置。开关量键入(DI)132 点,包含离心风机水泵起停状态、离心风机水泵常见故障状态、离心风机水泵手全自动状态、电加热器常见故障状态、电加热器电源开关状态、闸阀电源开关状态、浮球液位计状态、冷藏机组监管数据信号。模拟量输入键入(AI)96 点,总出水出水温度、总智能回水温度、供智能回水压力差、流量计量、冷藏机组监管数据信号、离心风机或水泵电流量、水泵调速意见反馈、闸阀或进气阀开启度、户外温度、户外环境湿度。

  7 大数据中心冷水机组管理方法的操纵特性

  一般制冷机组数量的操纵,一般BAS 的操纵是根据测算制冷量,即总水流量×供智能回水温度差,得到尾端的制冷量是多少。可是其缺陷是差值非常大。

  ①由于检测总流量有±15%的差值(假如安裝的不适当,差值更高—空气流量计有很严苛的安裝规定与精密度规定),因而一般推算出来的制冷量的差值会超出15%。I- VU 系统软件有着专为冷水机组研发的CSM冷水机组管理信息系统控制模块,可对每台制冷机开展全方位的检测与管理方法,CSM內部提升程序流程开展或运算,决策打开制冷机组数量;除开确保供电温度外,制冷机组的空调制冷量也参加提升或降低数量的对策,因而在致冷的操纵实际效果比别的自动控制系统更优质、更环保节能、更技术专业。

  ②一般BAS 加机的对策是当冷成交量放大尾端钟头便必须加机,运行机组维持原运行状态,载入机组的负荷逐渐升高,保持稳定状态。那样经常必须长期的温度起伏与温度贴近。CSM智能管理系统的较大 优势是加卸载掉管理方法,当系统软件必须增加一台机组致冷,它不仅光运行储备状态机组,只是另外传出命令给已经运行的机组,将其致冷负载至均值负荷,随后2 台机组另外上传,最后做到平稳状态。那样能够 更快水平的做到系统软件平稳,使供电温度做到起伏最少,另外也均衡机组使用期限,降低电力网猛增的负载,最大限度做到环保节能功效。

  8 冷水机组载入和卸载掉的步骤

  ① 提升致冷要求Additional Cooling Required - ACR 载入的步骤。当下列各类规定a~d 均能达到时,才进到机组载入程序流程。

  a.当今运行的机组有充足的時间由0%负荷至贴近100%负荷。

  b.当ACR 温度感应器测定的冷藏水供电温度,高过当今的冷藏水供电温度设置点与一个可调节的温度误差值求和后的个人所得值。

  c.运行机组的负荷超过某一预设值(一般为90%~95%)。

  d.运行冷水机组的温度减少速度低于0.5/min。

  机组载入步骤:当下列各类规定e~g 均能达到时,新冷水机组马上运行。

  e.新冷水机组运行的时间延迟早已完毕(时间延迟能够 设置)。

  f.新冷水机组严禁运行的指令未激活。

  g.新冷水机组沒有处在打错,陡坡载入或处在关闭电源重起环节。

  ②降低致冷要求Reduce Cooling Required- RCR 卸载掉的步骤。当下列各类规定a~c 均能达到时,才进到机组卸载软件。

  a.现阶段运行的机组数量超过一台。

  b. 运行机组的均值负荷低于某一预设值(一般为65%~69%)。

  c.当RCR 温度感应器测定的冷藏水供电温度,低于当今的冷藏水供电温度设置点与一个可调节温度误差值的0.6 倍求和后的个人所得值。

  机组卸载掉步骤:当下列规定d 能达到时,设置机组立刻关机。

  d.机组关机的时间延迟早已完毕(时间延迟能够 设置)。

  9 大数据中心锅炉风机操纵步骤

  ①依据冷水机组启动规定,打开相匹配制冷水泵,玻璃钢冷却塔开始工作;

  ②锅炉风机是不是运行由分别玻璃钢冷却塔智能回水温度决策,根据锅炉风机的起停以保持冷却循环水智能回水温度设计方案值(假定为32℃);

  ③系统软件实时监测冷却循环水智能回水温度,测算具体值与设计方案值的差Δt(具体值- 设计方案值);

  ④自动控制系统将确保在玻璃钢冷却塔工作中时保持低速档离心风机不断运行;

  ⑤当温度升高,Δt> 设置温度差的75%时,打开锅炉风机;

  ⑥当温度降低,Δt< 设置温度差的50%时,终止锅炉风机。

  10 大数据中心机组循环系统起停次序

  为均衡制冷机组的使用时间,使每台机组维持基本一致的运行時间以增加机组使用寿命,制冷机群控软件为客户出示了一个循环系统制冷机组起停次序的程序流程,可在实际操作服务平台自定循环系统周期时间,即客户可自定制冷机组的循环系统方法及循环系统時间。

  11 大数据中心机组关闭电源重起对策

  ①群控软件的DDC 机器设备由UPS 供电系统,系统软件內部的电动调节阀都选用380V 供电系统,由DDC 控制箱内的UPS 开关电源一路供电系统。

  ②电压关闭电源时,系统软件务必出示群控软件一个通断数据信号,定性分析系统软件关闭电源;柴油发电机组供电系统时,系统软件出示群控软件一个通断的意见反馈数据信号,定性分析系统软件插电。

  ③关闭电源后,电动调节阀保持插电前的状态,以为了确保状态。另外运行紧急状态的程序流程。

  ④柴油发电机组供电系统后,DDC 获得意见反馈状态,将另外推送指令给2 台冷水机组,相匹配的一次冷藏水泵、制冷水泵、锅炉风机。

  ⑤冷水机组收到DDC 指令后进到启动程序流程。

  a.运行逐渐,打开冷水泵(5s)

  b.打开制冷水泵(5s)

  c.流水认证(30s)查验凉水温度,查验导叶是不是合闭,运行汽油泵,操纵冷却塔风扇(50s)

  d.汽压差认证(30s)

  e.制冷压缩机打开至电流量降至运行电流(30s)

  从冷水机组收到DDC 启动指令至运行全过程进行一共需最短期内为2 分30 秒。2 分30 秒后,群控软件再推送指令给2台冷水机组,相匹配的一次冷藏水泵、制冷水泵、锅炉风机。

  

  文中来自互联网技术,创作者:奚伟东。暖通工程南社梳理编写。

  


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