制冷展自动控制原理设计毕业设计论文.doc

设计（论文）题目：制冷站自动控制系统设计毕业设计论文摘 要制冷站主要设备是制冷机。工业用制冷机要求制冷量大，温度范围一般为2013，主要在夏季运行。根据目前国内外制冷技术的发展结合用户提供工艺冷负荷以及焦化厂现在实际情况夏季厂区可利用富裕蒸汽作为热源，这个设计的冷源选择溴化锂吸收式制冷机，这样达到耗电少、噪声小、运行平稳、冷量调节范围广、自动化程度高、安装、维护、操作简便等特点。溴化锂吸收式制冷技术已发展多年，技术成熟。这种设计不仅节能降耗，同时符合国家鼓励余热利用回收、节约地下水资源的政策。今后在其他厂矿，对采用地下水直接冷却或使用低温水冷却生产工艺的可进行类似的工业制冷改造，以达到节能降耗、保护生态、提高经济效益的目的。本设计为钢铁企业在低温冷却水方面提供了设计模式和可借鉴经验。制冷站的制冷主要由制冷机实现，并利用溴化锂制冷机工作原理，实现制冷的目的。制冷站实现制冷的同时，经过时间的推移，一些问题。首先是该机蒸发器液囊中冷荆水液位难以控制，造成冷剂泵抽空现象时有发生；其次，由于频繁地调节冷剂泵出口阀，造成操作人员的劳动强度、技术难度增加f第三，受冷剂水液位影响，冷剂水在蒸发器的喷淋量波动，造成制冷机冷水出水温度波动，影响制冷效果。针对这种情况，需要改造制冷机冷剂水液位控制系统，由冷剂水液位手动调节，改成自动控制，实现制冷站自动控制，解决上述问题。【关键词】 制冷站 自动控制 溴化锂ABSTRACTThe refrigeration stands the main equipment is the refrigerator.The industrial used refrigerator request refrigeration quantity is big, the temperature range for 20-13, mainly moves generally in the summer.Provides the craft cold load as well as the coking plant according to the present domestic and foreign refrigeration technology development union user the actual situation summer the factory district may use the wealthy steam now to take the heat source, this design heat sink choice lithium bromide absorption type refrigerator, achieved like this consumes the electricity few, the noise small, the movement steady, the cold quantity adjustment scope broad, the automaticity high, the installment, the maintenance, the operation simple and so on the characteristics.The lithium bromide absorption type refrigeration technology has developed many years, the technology is mature. Not only this kind of design conserves energy falls consumes, simultaneously conforms to the national encouragement recuperation recycling, the frugal ground water resources policy.From now on in other factories and mines, to will use ground water direct cooling or the use low temperature water cooling production craft may carry on the similar industry refrigeration transformation, achieved the energy conservation will fall consumes, the protection ecology, enhances the economic efficiency the goal.This design has provided the design pattern for the iron and steel enterprise in the low temperature cooling water aspect and may profit from the experience.The refrigeration stands the refrigeration mainly realizes by the refrigerator, and using lithium bromide refrigerator principle of work, realization refrigeration goal.Refrigeration station realization refrigeration at the same time, process time passage, some questions.First is in this machine evaporator sac water the fluid position controls with difficulty, creates the freezing mixture pump to pump out the phenomenon to sometimes occur; Next, because adjusts the freezing mixture pump outlet valve frequently, creates operator's labor intensity, the technical difficulty increases f third, is affected freezing mixture waters high, the freezing mixture water sprays the quantity undulation in the evaporator, creates the refrigerator cold water water leakage temperature fluctuation, affects the refrigeration effect.In view of this kind of situation, needs to transform refrigerator freezing mixture waters high the control system, by freezing mixture waters high the manual regulation, alters to the automatic control, has solved the above problem.【Key words】Refrigeration station Automatic control Lithium bromide目 录前 言1第一章 制冷站自动控制装置概述2第一节 制冷站发展历史2第二节 制冷站发展趋势3第三节 制冷技术的应用5第二章 制冷站自动控制8第一节 制冷系统监控原理8一 制冷系统运行参数控制8二 制冷站水系统的运行控制10第二节 制冷系统设备监控13一 设备、系统运行状态与参数监控点/位及常用传感器13二 制冷系统设备的控制17第三节 PID调节器控制20第三章 制冷站PLC自动控制系统设计22第一节 根据生产的工艺过程分析控制要求22一 主电路设计22二 根据控制对象的要求和主电路的布局，分析电气元件动作要求23三：选择基本控制环节，进行继电器控制电路设计24第二节 确定输入/输出设备, 分配I/O点数， 画出I/O连接图27一 确定输入/输出设备27二 I/O地址编号27三 I/O接线图29第三节 PLC梯形图设计30一 手动启动/手动停机程序30二 自动启动/自动停机程序32结 论36致 谢37参考文献38附 录39一、英文原文39二、英文翻译45三、程序49前 言制冷两字只能说是技术上的术语，严格讲是错误的，世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。科学上我们把利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。制冷站主要设备是制冷机。并且主要在夏季运行。根据目前国内外制冷技术的发展结合用户提供工艺冷负荷以及焦化厂现在实际情况，冷源选择溴化锂吸收式制冷机。最简单的制冷由四大要件组成：压缩机；冷凝器,蒸发器,节流阀.我们日常使用的电冰箱，正好由这四要件加上箱体组成，箱体就好像冷库。不过电冰箱上的节流阀在技术上由相同作用的毛细管替代。本次选题为制冷站自动控制装置的毕业设计主要研究的任务是制冷站设备的基本设计和详细描述制冷站制冷原理。制冷站设备的基本设计是分别对制冷压缩机、冷凝、蒸发器、制冷管道和其它辅助设备的设计选择；制冷站制冷原理包括蒸汽压缩式制冷原理和制冷系统的基本原理。根据以上步骤设计出一个制冷站自动控制装置，并实现进一步改进，包括溴化锂吸收式制冷机冷剂水液位控制系统改造、制冷站循环冷却水系统的经济运行和冷却水二次利用，使其更加节能环保、经济。溴化锂吸收式冷水机组是一种以热能为动力，生产0C以下冷水的制冷设备，因其具有节约电能、利用各种低品位热能等优点，日趋受到重视和推广。第一章 制冷站自动控制装置概述第一节 制冷站发展历史现代的制冷技术，是18世纪后期发展起来的。在此之前，人们很早已懂得冷的利用。我国古代就有人用天然冰冷藏食品和防暑降温。马可·波罗在他的著作马可·波罗游记中，对中国制冷和造冰窖的方法有详细的记述。1755年爱丁堡的化学教师库仑利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和气化现象，提出了潜热的概念，并发明了冰量热器，标志着现代制冷技术的开始。在普冷方面，1834年发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机，并正式申请了英国第6662号专利。这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型，但使用的工质是乙醚，容易燃烧。到1875年卡利和林德用氨作制冷剂，从此蒸气压缩式制冷机开始占有统治地位。在此期间，空气绝热膨胀会显著降低空气温度的现象开始用于制冷。1844年，医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站，空气制冷机使他一举成名。威廉·西门斯在空气制冷机中引入了回热器，提高了制冷机的性能。1859年，卡列发明了氨水吸收式制冷系统，申请了原理专利。1910年左右，马利斯·莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。到20世纪，制冷技术有了更大发展。全封闭制冷压缩机的研制成功（美国通用电器公司）；米里杰发现氟里昂制冷剂并用于蒸气压缩式制冷循环以及混合制冷剂的应用；伯宁顿发明回热式除湿器循环以及热泵的出现，均推动了制冷技术的发展。在低温方面，1877年卡里捷液化了氧气；1895年林德液化了空气，建立了空气分离设备；1898年杜瓦用液态空气预冷氢气，然后用绝热节流使氢气成为液体，温度降至20.4K；1908年卡末林·昂纳斯用液态空气和液态氢预冷氦气，再用绝热节流将氦液化，获得4.2K的低温。杜瓦于1892年发明的杜瓦瓶，用于贮存低温液体，为低温领域的研究提供了重要条件。1934年，卡皮查发明了先用膨胀机将氦气降温，再用绝热节流使其液化的氦液化器；1947年柯林斯采用双膨胀机于氦的预冷。大部分的氦液化器现已采用膨胀机，在制冷技术的开发和实际使用中获得广泛的应用。新的降低温度方法的发明，扩大了低温的范围，并进入了超低温领域。德拜和焦克分别在1926年和1927年提出了用顺磁盐绝热退磁的方法获取低温，应用此方法获得的低温现已达到（1×1035×103）K；由库提和西蒙等提出的核子绝热去磁的方法可将温度降至更低，库提用此法于1956年获得了20×103K。1951年伦敦提出并于1965年研制出的3He-4He混合液稀释制冷法，可达到4×103K；1950年泡墨朗切克提出的方法，利用压缩液态3He的绝热固化，达到1×103K。第二节 制冷站发展趋势更近期的制冷技术发展主要缘于世界范围内对食品、舒适和健康方面，以及在空间技术、国防建设和科学实验方面的需要，从而使这门技术在20世纪的后半期得到飞速发展。受微电子、计算机、新型原材料和其它相关工业领域的技术进步的渗透和促进，制冷技术取得了一些突破性的进展，同时也面临一场新的挑战。突破性的进展在于：（1）微电子和计算机技术的应用“机电一体化”浪潮给制冷技术以巨大推动。基础研究方面：计算机仿真制冷循环始于1960年。如今，普冷和低温领域中的各种循环，如：焦汤节流制冷循环（JT循环）、斯特林制冷循环、维勒米尔循环（VM循环）、吉福特麦克马洪循环（GM循环）、索尔文循环（SV循环）、逆向布雷顿循环、脉管式循环、吸收式制冷循环、热电制冷循环；利用声制冷、光制冷、化学方法制冷的各种循环；以及各种新型的混合型循环，如：热声斯特林发动机驱动小型脉管制冷机的循环均广泛应用计算机仿真技术于循环研究。研究制冷系统的热物理过程、系统及部件的稳态和瞬态特性以及单一工质和混合工质的性质等等，也离不开微电子和计算机技术的应用。在制冷产品的设计制造上：计算机现已广泛用于产品的辅助设计和制造（CAD，CAM）。例如：结构零件设计的有限元法和有限差分法以及用计算机控制精密机械加工。计算机和微处理器对制冷技术的最大影响在于高级自动控制系统的开发。这是一项综合技术，涉及到先进的控制方法、可靠的集成块芯片及专门的控制模块、精良的传感器。当前制冷系统采用电脑控制已极为普遍，控制模式正在发生变化，由简单的机械式控制发展到综合控制，为提高产品性能作出贡献。（2）新材料在制冷产品上的应用陶瓷及陶瓷复合物（如熔融石英、稳定氧化锆、硼化钛、氧化硅等）具有一系列优良性质：比钢轻、强度和韧性好、耐磨、导热系数小、表面光洁度高。将陶瓷用烧结法渗入溶胶体制成零件或用作零件的表面涂釉，可改善零件的性能。聚合材料（工程塑料、合成橡胶和复合材料）用于制冷产品中作为电绝缘材料、减振件和软管材料；利用聚合材料的热塑性，以新工艺通过热定型的方法制造压缩机中的复杂零件（转子、阀片等）。这些新材料的应用，带来产品性能、寿命的提高和成本的降低。（3）机器、设备的发展为满足各种用冷的需要，新产品不断推出，商品化程度不断提高。压缩机以高效、可靠、低振动、低噪声、结构简单、成本低为追求目标，由往复式向回转式发展。如新型螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、摆线式压缩机等，都具有优良特性和竞争力。在压缩机的驱动装置上，将变频器用于空调、热泵及集中式制冷系统的变速驱动，带来了节能效果。在低温机器和设备方面，前述各种低温循环虽早已提出，但近年来生产开发的产品在温度，制冷量、启动速度、可靠性、能耗、体积等方面均有长足的进步。现在，氦液化器多数为膨胀型，中型的为双膨胀机组成的柯林斯机器，大型的采用透平膨胀机。辐射制冷、固态制冷已经实际应用。利用3He-4He混合稀释制冷原理的低温制冷机已经商品化，可作为磁制冷机的预冷设备。各种气体分离设备，热交换器，低温恒温器也在高效、紧凑、可靠等方面取得很大的进展。（4）工质继氟里昂和共沸混合工质之后，由于1970年石油危机，节能意识提到重要地位，在开发新工质上引人注目地研究出一系列非共沸工质，收到了节能的效果和满足一些特定需要。由于臭氧耗损和温室效应引起了严峻的环境保护问题，导致了80年代末开始全球禁止CFCs物质，进而波及到HCFC类物质，这既是一次历史性的冲击，同时又提供了新的发展机遇。近年来在替代工质开发及其热物理性质研究方面取得的成就即是证明。当工质处于很低温度时，其量子特性变得十分重要，必须考虑其量子效应，此时循环的性能系数和制冷量不同于经典表达式，而需要通过对量子热力循环的研究得出。制冷和低温技术是充满勃勃生机的学科和工业领域。巨大的市场增长潜力和新技术的交叉渗透为它开辟了广阔的发展天地。第三节 制冷技术的应用这种技术最早用来保存食品和降低房间温度。随着技术和社会文明的进步，其应用几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥巨大作用。（1）商业及人民生活食品冷冻冷藏和舒适性空气调节是制冷技术应用最为量大面广的领域。商业制冷主要用于各类食品冷加工、冷藏贮存和冷藏运输，使之保质保鲜，满足各个季节市场销售的合理分配，并减少生产和分配过程中的食品损耗。现代的食品工业，从生产、贮运到销售，有一条完整的“冷链”。所使用的制冷装置有：各种食品冷加工装置、大型冷库、冷藏汽车、冷藏船、冷藏列车、分配性冷库，供食品零售商店、食堂、餐厅使用的小型装配式冷库、冷藏柜、各类冷饮设备、食品冷藏冷冻展示柜，直至家庭用的电冰箱。舒适性空气调节为人们创造适宜的生活和工作环境。如家庭、办公室用的局部空调装置或房间空调器；大型建筑、公共场所、车站、机场、宾馆、商厦、影剧院、游乐厅、办公楼等使用的集中式空调系统；各种交通工具，如轿车、客车、飞机、火车、船舱等的空调设施；文物保藏环境的空气调节装置等等。体育、游乐场所除采用制冷提供空气调节外，还用于建造人工冰场。我国人工冰场原集中在东北、华北。现在南方城市也相继建造了新型人工冰场，如广州溜冰俱乐部，冰场面积1000m2，年上冰人次已达20万；上海杰美体育中心的室内冰场，面积达1200m2。（2）工业生产及农牧业许多生产场所需要生产用空气调节系统，例如：高温生产车间、纺织厂、造纸厂、印刷厂、胶片厂、精密仪器车间、精密加工车间、精密计量室、计算机房等的空调系统，为各生产环境提供恒温恒湿条件，以保证产品质量或机床、仪表的精度。机械制造中，对钢进行低温处理，可以改变其金相组织，使奥氏体变成马氏体，提高钢的硬度和强度。在机器的装配过程中，利用低温进行零件的过盈配合。化学工业中，借助于制冷，使气体液化、混合气分离，带走化学反应中的反应热。盐类结晶、润滑油脱脂、石油裂解、合成橡胶、生产化肥均需要制冷。在钢铁工业中，高炉鼓风需要用制冷的方法先除湿，再送入高炉，以降低焦铁比，提高铁水质量。在农牧业中，利用低温对农作物种子进行低温处理；保存良种牲口的精液，以便进行人工授精。在交通运输业中，已有采用压缩天然气的汽车。因液化天然气存储体积小，能量密度大，今后液化天然气的发展必定更具优势。（3）建筑工程在挖掘矿井、隧道、建造江河堤坝时，或者在泥沼、沙水中掘进时，采用冻土法保持工作面，避免坍塌和保证施工安全。拌合混凝土时，用冰代替水，借冰的熔化热补偿水泥的固化反应热，这在制作大型混凝土构件时十分必要，可以有效地避免大型构件因散热不充分而产生内应力和裂缝等缺陷。英吉利海底隧道全长52km，是迄今世界上最长的隧道。列车以160km/h的速度穿过隧道时，空气温度将上升到（4955），必须进行降温处理。为此采用了8套冷水机组，分装在隧道两侧，供隧道降温，每套机组的能力达到（60007000）kW。（4）科学研究科学研究往往需要人工的低温环境。例如：为了研究高寒条件下使用的发动机、汽车、坦克、大炮的性能，需要先在相应的环境条件下作模拟试验；航天仪表、火箭、导弹中的控制仪，也需要在地面作模拟高空环境下的性能试验，低温低压环境实验装置为这类试验提供了条件。气象科学中，云雾室需要（-4530）的温度条件。云雾室用于人工气候实验，研究雨滴、冰雹的增长过程、各种催化方法及扰动对云雾的宏观、微观影响，模拟云的物理现象，等等。（5）医疗卫生冷冻医疗是可靠、安全、有效、易行和经济的治疗方法，特别是用于治疗恶性肿瘤。用局部冷冻配合手术有很好的治疗效果，如：肿瘤、扁桃腺切除、心脏、皮肤、眼球移值，心脏大血管瓣膜冻存和移植，手术时采用的低温麻醉。细胞组织、疫苗、药品的冷保存，用真空冷冻干燥法制作血干、皮干、等等。可以说，现代医学已离不开制冷技术。（6）空间技术火箭推进器所需的液氧和液氢是在低温下制取的。配合人造卫星发射和使用的红外技术也离不开低温环境。红外探测器只有在低温条件下，才能获得优良的探测结果。这就促进了辐射制冷器、固体制冷器、G-M制冷机和维纳米尔制冷机的发展。用液氮、液氦组成的低温泵可通过冷凝密闭容器内的气体使其达到高真空，在航天器的地面模拟试验中起重要作用。而以微型制冷机与真空系统组成的低温泵，广泛应用于高真空技术，不但在空间技术中应用，而且在低温物理研究中起重要作用。（7）低温物理研究低温技术提供的低温获得和低温保存的方法，为低温物理学的研究创造了条件。低温声学、低温光学、低温电子学等一系列学科得到发展。超导现象的发现和超导技术的发展也与制冷技术的发展分不开，在研究超导体时发现的约瑟夫逊效应，促进了超导技术在弱磁方面的应用。此外，3He液化与4He超流动性中一些物理特性的研究，均在很低的温度下进行。第二章 制冷站自动控制空调冷源系统一般由多台制冷机和冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、补水箱、膨胀水箱等设备组成。制冷机、循环水泵、集水器、分水器、补水箱等设备以及水处理装置等辅助设备通常安装在专用的设备间-制冷站。制冷站经常设在建筑物的地下室。而冷源系统的冷却塔安装在室外，膨胀水箱一般安装在建筑物最高的屋顶。为了保护空调系统的设备，冷冻水在进入系统之前需经过处理，水处理设备也安装在制冷站。制冷系统的控制原理图如图3.1所示。为了分析方便，按照冷冻水系统、冷却水系统和其它辅助系统的次序分别进行讨论。第一节 制冷系统监控原理空调制冷站一般有数台冷水机组。冷水机组所制成的冷冻水进入分水器，由分水器向各空调区域的新风机组、空调机组或风机盘管等空调末端装备，冷冻水与末端设备的空调系统进行水/气热交换、吸热升温后返回到集水器，再由冷冻水循环泵加压后进入冷水机组循环制冷，这样就实现了冷冻水的循环过程。冷冻水系统由冷水机组、冷冻水循环泵、分水器/集水器、差压旁路调节和空调末端等构成。通过冷冻水供回水温度、流量、压力检测和差压旁路调节、冷水机组运行台数、循环泵运行台数的监控，实现水系统的控制以满足空调末端设备对空调冷源冷冻水的需要，同时达到节约能源的目的。一 制冷系统运行参数控制楼宇自动化系统对制冷系统运行参数监控，监控内容包括以下各项： 冷水机组进水口与出水口冷冻水温度检测，以了解冷冻机组的制冷温度是否在合理的范围之内。 集水器回水与分水器分水温度检测，以了解末端冷负荷的变化情况。图 3.1 制冷系统的控制原理图 冷冻水供/回水流量监测，测量流量和供回水温度结合，可计算出空调系统的冷负荷，以此作为能量消耗计量和系统效率评价的依据。 分水器和集水器压力压差测量，用压力传感器分别测量分水器进水口、集水器出水口的压力，或用压差传感器测量分水器进水口、集水器出水口的压力差。根据供回水压差调节压差旁通阀的开度。 冷水机组运行状态和故障检测，取自冷水机组控制器输出触点或主接触器触点。 冷冻水循环泵运行状态、故障状态检测，用安装在水泵电机配电柜接触器、热继电器的触电和安装在水泵出水管上的水流指示器共同监测。当水泵处于运行状态时，其出口管内即有水流，在水流作用下水流开关迅速动作，显示水泵进入工作状态。二 制冷站水系统的运行控制（1）冷水机组的连锁控制为了保证冷水机组的安全，冷水机组的启、停必须与辅助系统的启、停实行连锁控制。启动顺序控制：冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷水机组可以通过设备之间的电气连锁，对冷水机组的非正常启动进行保护。另外，冷水机组本身具有自锁保护功能，比较常见的是冷水机组通过自身配备的水流开关监测冷却水回路和冷冻水回路的水流状态，只有当冷却水流量和冷冻水流量状态满足要求时，才会解除自锁，允许冷水机组启动。停机顺序控制：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机。为了保证系统的正常运行和设备安全，在编制控制程序时，要严格按照启停顺序的工艺要求设计起停控制程序。（2）设备相互备用切换与均衡运行控制冷冻水系统的各种设备基本上都是多台配备，同类之间互为备用。如果正在运行的设备发生故障需要停机，或由于其它原因退出正常的工作状态时，其它同类设备应能替代发生故障的设备投入运行，是整个系统的正常工作不受影响。发生故障的设备修复或更换后恢复正常，可重新进入系统并使系统恢复最初的工作状态。为了延长各设备的使用寿命，并使设备和系统处在高效率的工作状态，通常要求设备累计运行时间尽可能相同，即同类设备均衡运行。因此，每次启动系统时，都优先启动累计运行小时数最少的设备，并在合适的时候进行设备切换，尽可能保持设备的均衡运行。因此，控制系统应具有自动统计设备运行时间和均衡运行调度功能。（3）冷冻水回路冷水机组侧恒流量与空调末端设备变流量运行-差压旁路调节在二管制的空调系统中，空调末端设备采用两通调节阀的空调水系统，在两通阀的调节过程中，系统末端负荷侧水量常发生变化，这些变化势必引起冷冻水流量的改变。而对于冷水机组来说，是不宜进行变水量运行的。大多数冷水机组内部都设有自动保护元件，当水量过小时，自动停止运行，保护冷水机组。通过在冷冻水供、回水总管之间设置旁路，并根据末端流量的变化来调节旁通流量以抵消末端流量的改变对冷水机组的一侧冷冻水流量的影响。旁路通常由旁通电动两通阀及压差控制器组成。通过测量冷冻水供水、回水之间压力差来控制冷冻水供水、回水之间旁通电动二通阀的开度，使冷冻水供水、回水之间压力差维持稳定，也就达到了是冷水机组一侧工作在恒水流状态的目的。由于旁路控制用于差压恒定，所以被称为差压旁路控制。压差传感器的两端接管应尽可能靠近旁通阀，并安装在水系统中压力较稳定的地方，以提高控制的精度。差压旁路调节是二管制空调水系统所必需的，在楼宇自动化系统中的控制原理如图3.1所示。如果建筑没有配备楼宇自动化系统时，空调水系统差压旁路调节可通过传统的单回路调节系统实现，原理图见图3.2.图中的差压控制器可以是通用调节器，也可选用专用的差压控制器，差压控制器的输出控制信号有连续输出和位式信号，在系统设计时应注意各个装置之间信号的匹配。图 3.2 差压旁路调节控制原理 （4）冷冻水回路冷水机组侧恒流量与空调末端设备变流量运行-两级冷冻水泵协调控制在冷冻水回路采用一级循环泵的系统中，为了协调空调冷冻水回路冷水机组一侧要求恒流量与末端一侧变流量之间的矛盾，差压旁路调节控制是最常用的方案。但当空调系统负荷很大、空调末端设备数量特别多、设备分布分散、冷冻水管路长、管路阻力大的情况下，冷冻水回路必须采用二级泵才能满足空调末端对冷冻水的压力要求。由于冷冻水回路是二级水泵串联运行，简单的差压旁路无法适应系统及管路变化所带来的问题。在这种情况下，一般采用图3.3所示的管路系统和相应的控制原理来解决冷水机组测量到水流量恒定与空调末端一侧冷冻水流量变化之间的协调。在图3.3中，左侧的一级冷冻水泵按冷水机组配置，一级冷冻水循环泵与冷水机组一一对应，随冷水机组启停而启动与关闭。一级冷冻水循环泵负责克服冷水机组至冷冻水旁通管道一侧的水路阻力；二级冷冻水循环泵负责克服空调末端至冷冻水旁通管道一侧的水路阻力。一级冷冻水循环泵的启停由其对应冷水机组的启停所决定。二级冷冻水泵则依据旁通管道两侧的温度、流量关系调整二级泵的开启台数，以达到冷水机组一侧恒流量、末端设备一侧变流量的目的。在调整二级冷冻水泵开启台数时必须保证冷水机组一侧的冷冻水流量大于空调一侧的流量，即冷冻水供回水管路与旁通管路中的冷冻水流向应满足图3.3中旁通管路与供回水管路内虚线箭头所指示的流向。图 3.3 两级冷冻水泵协调控制管路系统（5）膨胀水箱与补水箱监控膨胀水箱与补水箱属于辅助设备。膨胀水箱与冷冻水管路连通。当管路中的水随温度改变，体积发生热胀冷缩的变化时，增加体积可排入膨胀水箱，减少体积可由膨胀水箱中的存水予以补充。补水箱存放经过除盐、除氧处理的冷冻用水，当需要时通过补水泵向管路补水。通过水箱的高低液位开关对水箱水位进行监控，水位低于下限时补充，高于上限时停止以免溢流。（6）冷水机组的节能群控运行制冷系统由多台冷水机组及其辅助设备组成。一般都是按照满足最大负荷需求设计冷水机组总冷量和冷水机组台数。系统满负荷运行的时间有限，大部分时间系统不是满负荷工作，这就为系统在满足要求的情况下，选择合适的负荷实现节能运行提供了条件。冷水机组常用的节能群控有两种基本方式。一种是冷冻水回水温度控制法，一种是冷量控制法。 由于冷水机组输出冷水的冻水温度是一定的，一般为左右，冷冻水在空调末端负载进行能量交换后，水温上升，回水温度的高低，基本上反映了系统的冷负荷大小。在冷冻水回水温度控制法中，监控系统可以用回水温度来调节冷水机组和冷冻水泵运行台数，达到节能的目的。在冷量控制法中，监控系统根据冷冻水供回水温度与流量求出空调系统的实际冷负荷，根据所得结果重新计算，选择匹配的制冷机台数投入运行。同时按照工艺规定启动配套的辅助设备与系统。根据冷负荷情况自动控制冷水机组。冷冻水泵的运行台数，从而达到节能的目的。冷水机组节能的群控要与设备的均衡运行控制互相协调，以达到系统运行费用与设备维护费用总体降低的目标。（7）冷却塔的节能运行控制冷水机组对冷却水进水温度也有一定的要求，并不是越低越好。因此，为保证冷水机组正常工作，必须满足冷却水进水的设计温度。从冷却塔来的低温度冷却水，经冷却泵加压后送入冷水机组，带走冷凝器的热量。高温的冷却水重新送至冷却塔上部喷淋。由于冷却塔风扇的转动，使冷却水在喷淋下落过程中，不断与室外空气发生热交换而冷却，又重新送入冷水机组完成冷却水循环。冷却水进水温度的高低基本反映了冷却塔的冷却效果，用冷却水进水温度来控制冷却塔风机以及控制冷却水泵的运行台数就可以达到节能的效果。利用冷却水温度来控制冷却塔风机的运行，不受冷水机组运行运行情况的限制，可以进行独立的控制。如室外温度较低时，仅靠水从冷却塔流出后的自然冷却，而不用风机强制冷却即可满足水温要求，关闭冷却塔的风机，就可达到节能的效果。第二节 制冷系统设备监控一 设备、系统运行状态与参数监控点/位及常用传感器1.1 冷水机组运行状态：取自冷水机组控制器对应运行状态输出触点（或主接触器辅助触点）。1.2 冷水机组故障报警：取自冷水机组控制器对应故障报警输出触点（或主接触器辅助触点）。1.3 冷冻水泵启停状态：取自冷冻水循环泵配电箱接触器辅助触点。1.4 冷冻水泵故障报警：取自冷冻水循环泵配电箱热继电器触点。1.5 冷却水泵启停状态：取自冷冻水循环泵配电箱接触器辅助触点。1.6 冷却水泵故障报警：取自冷冻水循环泵配电箱热继电器触点。1.7 冷却水塔风机启停状态：取自冷却塔风机配电箱接触器辅助触点。1.8 冷却水塔风机故障报警：取自冷却塔风机配电箱热继电器触点。1.9 膨胀水箱高低水位监测：取自膨胀水箱高低水位监测（传感器）输出点，一般选用液位开关、水位高限、底限、溢流位各一。1.10补水箱高低水位监测：取自补水箱高低水位监测（传感器）输出点，一般选用液位开关、水位高限、底限、溢流位各一。1.11冷却塔高低水位监测：取自冷却塔高低水位监测（传感器）输出点，一般选用液位开关、水位高限、底限、溢流位各一。1.12 水流开关状态：取自水流开关状态输出点，选用普通流量开关。1.13 冷冻水供/回水温度检测:取自安装在冷冻水管路上的供/回水温度传感器输出，采用管水式温度传感器，供/回水各一；两个监测点的冷冻水流量应相同。1.14 取自安装在冷冻水管路上的流量传感器输出，采用电磁流量计，安装在与冷冻水回水温度检测点流量相同的位置，以便于与冷冻水供/回水温度检测值一起计算空调末端设备的实际冷负荷。1.15 冷冻水供/回水压力检测：取自安装在冷冻水管路上供/回水压力传感器输出，采用水管式液压传感器，安装在集水器入口、分水器出口冷冻水旁通管附近。1.16 冷却水供/回水温度检测：取自安装在冷却水管路上的供/回水温度传感器输出，冷却塔出水管、回水管各一个，采用管水式温度传感器。1.17 冷水机组起停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水机组控制器启停遥控（BAS）输出点。1.18 冷冻水泵起停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷冻水泵配电箱接触器控制回路。1.19冷却水泵起停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷冻水泵配电箱接触器控制回路。1.20 冷却塔风机起停控制：从DDC数字输出口（DO）输出到冷却塔风机配电箱接触器控制回路。1.21冷水机组冷冻水进水电动蝶阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水机组冷冻水入口电动蝶阀开关控制输入点。1.22冷水机组冷却水进水电动蝶阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷水机组冷却水入口电动蝶阀开关控制输入点。1.23 冷却塔进水电动蝶阀：从DDC数字输出口（DO）输出到冷却塔冷却水入口电动蝶阀开关控制输入点。1.24压差旁路两通阀调节控制：从DDC模拟输出口（AO）输出到压差旁路两通调节阀驱动器控制输出点。表3.1 制冷系统监测、控制点配置表监测、控制性质描述AIAODIDO接口位置备注冷水机组开/关控制1PLC数字量输出接口到冷水机组动力柜或机组控制柜启停控制输入点冷水机组运行状态1冷水机组动力箱主电路接触器的辅助接点冷水机组故障状态1冷水机组动力箱主电路热继电器的辅助接点冷水机组手动/自动状态1冷水机组动力箱控制回路，可选冷冻水泵开/关控制1PLC数字量输出接口到水泵主接触器控制回路冷冻水泵运行状态1冷冻水泵出水口的水流开关冷冻水泵故障状态1冷冻水泵动力箱主电路热继电器的辅助接点冷冻水泵手动/自动状态1冷冻水泵动力箱控制回路，可选冷冻水压差旁通阀1PLC模拟量输出接口到阀门驱动器控制输入口DC05V冷冻水供水温度1分水器进水口水管温度传感器冷冻水供水/回水压差1分水器进