空調(diào)用電負(fù)荷是高層商業(yè)建筑中的耗能大戶，其中空調(diào)冷源的耗能在整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，人們一直都在采取各種技術(shù)措施改進(jìn)冷水機(jī)組的性能,以至于這部分能耗己經(jīng)有了明顯的降低，本文介紹在冷機(jī)群控方面的主要控制策略。

目前隨著ZY空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)節(jié)能已經(jīng)成為Z終用戶。設(shè)計(jì)單位、空調(diào)廠商、BA廠商所關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)中能耗Zda的冷水機(jī)組系統(tǒng)，它的GX節(jié)能成為空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵問題。實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組節(jié)能GX穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)非常有效的技術(shù)手段就是采用冷水機(jī)組群控。冷水機(jī)組群控是利用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)制冷站內(nèi)部的相關(guān)設(shè)備(冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔、閥門)進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)控，使制冷站內(nèi)的設(shè)備達(dá)到Zgao效率的運(yùn)行狀態(tài)。

冷機(jī)群控策略

冷機(jī)群控的控制策略是什么?“監(jiān)測(cè)冷凍水的流量，再根據(jù)供回水溫差，計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷。根據(jù)計(jì)算得出的實(shí)際冷負(fù)荷來決定冷水機(jī)的啟停臺(tái)數(shù)，以達(dá)到Z佳的節(jié)能狀態(tài)?！?/p>

上述的語言或相似言語是很多樓宇自控公司甚至設(shè)計(jì)單位的答案。沒有冷機(jī)群控工程經(jīng)驗(yàn)的人從表面上理解認(rèn)為應(yīng)該是對(duì)的：有冷機(jī)群控工程經(jīng)驗(yàn)的人認(rèn)為：該策略雖然在實(shí)踐工程中沒用上或效果不好，但可能是設(shè)備有故障或使用人員操作有誤造成，所以也很少懷疑這個(gè)策略。這個(gè)控制策略是否正確呢?是否在實(shí)踐工程中可以采用呢?

那么，合理的冷機(jī)群控策略是什么呢?這里需要引入測(cè)量冷凍水供水或回水溫度這個(gè)判斷依據(jù)。因?yàn)槎鄶?shù)冷機(jī)生產(chǎn)廠商其冷機(jī)負(fù)荷(制冷量)的控制是根據(jù)冷凍水的供水或回水溫度。當(dāng)供水或回水溫度大于(遠(yuǎn)離)本機(jī)設(shè)定溫度時(shí)，其冷機(jī)壓縮機(jī)做功就加大，使冷機(jī)負(fù)荷(制冷量)增大，直至1**%。

當(dāng)供水或回水溫度降低到接近于本機(jī)設(shè)定溫度時(shí)，其冷機(jī)壓縮機(jī)做功就維持不變，使冷機(jī)負(fù)荷(制冷量)不變。當(dāng)供水或回水溫度小于本機(jī)設(shè)定溫度時(shí)，其冷機(jī)壓縮機(jī)做功就減小，使冷機(jī)負(fù)荷(制冷量)減小。所以有一種冷機(jī)群控策略說明如下：

(1)判斷冷機(jī)是否要加載時(shí)，應(yīng)根據(jù)冷凍水總管的供水或回水溫度。

當(dāng)供水或回水溫度接近或等于設(shè)定溫度時(shí)，冷機(jī)不應(yīng)加載，而該設(shè)定溫度應(yīng)等于單臺(tái)冷機(jī)的本體控制設(shè)定值(溫度)，并且參與群控的所有冷機(jī)的本體控制設(shè)定溫度應(yīng)該一致；

當(dāng)供水或回水溫度遠(yuǎn)離(高于)設(shè)定溫度時(shí)，冷機(jī)應(yīng)加載。當(dāng)然還應(yīng)受其它一些條件如加載延時(shí)判斷時(shí)間、冷源系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間段、是否有待命的可加載冷機(jī)等的約束。

(2)判斷冷機(jī)是否要卸載時(shí)，應(yīng)根據(jù)冷凍水總管的供水或回水溫度及目前冷機(jī)的負(fù)荷。

當(dāng)供水或回水溫度遠(yuǎn)離(高于)設(shè)定溫度時(shí)，冷機(jī)不應(yīng)卸載；

當(dāng)供水或回水溫度低于或接近于設(shè)定溫度時(shí)，表明已運(yùn)行的冷機(jī)已提供了足夠的冷量來滿足建筑物的需求，但能否卸載一臺(tái)冷機(jī)還必須檢查當(dāng)前冷機(jī)的負(fù)荷(制冷量)。

以上控制策略中是測(cè)量供水溫度還是回水溫度應(yīng)跟隨單臺(tái)冷機(jī)的本體控制邏輯。如冷機(jī)本體的控制邏輯是比較冷凍水的供水溫度與設(shè)定溫度來控制壓縮機(jī)的做功，那么冷機(jī)群控策略中應(yīng)根據(jù)冷凍水總管的供水溫度；反之，應(yīng)根據(jù)冷凍水總管的回水溫度。以上討論的這種冷機(jī)群控策略僅是可行的，但是否是節(jié)能的，這還依賴于不同冷機(jī)生產(chǎn)廠商的冷機(jī)性能。

冷水機(jī)組群控的目的

(1)節(jié)能：

根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的大小，準(zhǔn)確控制制冷機(jī)組的運(yùn)行數(shù)量和每臺(tái)制冷機(jī)組的運(yùn)行工況，從而達(dá)到節(jié)能并降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。

(2)延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命：

通過機(jī)組輪換、故障保護(hù)、負(fù)荷調(diào)節(jié)等控制程序。確保冷水機(jī)組的安全，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。

冷水機(jī)組群控存在的一些問題

根據(jù)大量的工程實(shí)例發(fā)現(xiàn)，目前冷水機(jī)組群控策略上存在著一個(gè)普遍的問題，那就是大多數(shù)BA廠商的技術(shù)人員沒有空調(diào)理論知識(shí)的支撐，在控制流程中僅僅將制冷機(jī)組當(dāng)作一臺(tái)“大水泵”進(jìn)行簡(jiǎn)單的監(jiān)控(起?？刂?狀態(tài)檢測(cè)、故障檢測(cè))。然而實(shí)際上制冷機(jī)組作為一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備，判斷它的啟停是需要根據(jù)許多空調(diào)理論知識(shí)來進(jìn)行。例如：制冷機(jī)組在啟動(dòng)之前需要進(jìn)行電氣系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的準(zhǔn)確檢測(cè)，同時(shí)需要根據(jù)建筑物的空調(diào)負(fù)荷和配套設(shè)備(水泵、冷卻塔、閥門等)的具體情況來判斷。

同樣的問題在大多數(shù)的空調(diào)廠商中存在，由于空調(diào)廠商缺乏自動(dòng)控制方面的技術(shù)人員，因此在冷水機(jī)組的群控上不能提出準(zhǔn)確完善的控制策略。

冷水機(jī)組群控方面的策略

以下就控制策略的主要內(nèi)容加以說明：

(1)外界溫度

充分考慮到室外空氣溫度與大樓負(fù)荷的關(guān)系。當(dāng)室外溫度低于設(shè)定要求的時(shí)候，冷水機(jī)組停止運(yùn)行：當(dāng)室外溫度>設(shè)定點(diǎn)+波動(dòng)范圍的時(shí)候制冷機(jī)組將重新啟動(dòng)來滿足空調(diào)的要求。對(duì)于絕大多數(shù)的建筑物來說，室外空氣溫度嚴(yán)重影響室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變化，因此當(dāng)室外溫度接近設(shè)定參數(shù)的時(shí)候，空調(diào)末端設(shè)備可以采用增大新風(fēng)量的方式來滿足系統(tǒng)負(fù)荷的需要，此時(shí)冷水機(jī)組和相關(guān)的水泵、冷卻塔等設(shè)備可以停止運(yùn)行以降低能源消耗。

(2)冷水機(jī)啟動(dòng)/關(guān)閉序列

①啟動(dòng)冷凍水泵，并判斷冷凍水流是否建立。如果沒有建立，控制系統(tǒng)判斷該冷凍水泵出現(xiàn)故障，將停止故障水泵的運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)備用冷凍水泵。如果水流建立進(jìn)入②。

②啟動(dòng)冷卻水泵，并判斷冷凍水流是否建立。如果沒有建立，控制系統(tǒng)判斷該冷卻水泵出現(xiàn)故障，將停止故障水泵的運(yùn)行同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)備用冷卻水泵。如果水流建立進(jìn)入③。

③啟動(dòng)冷卻塔，并判斷冷卻塔風(fēng)扇是否運(yùn)行。如果沒有運(yùn)行，控制系統(tǒng)判斷該冷卻塔風(fēng)扇出現(xiàn)故障，將停止故障風(fēng)扇的運(yùn)行同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)備用冷卻塔。如果風(fēng)扇運(yùn)行進(jìn)入④。

④啟動(dòng)冷水機(jī)組并判斷冷水機(jī)組是否運(yùn)行。如果沒有運(yùn)行，控制系統(tǒng)判斷該冷水機(jī)組出現(xiàn)故障將停止故障冷水機(jī)組的運(yùn)行同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)備用冷水機(jī)組。

機(jī)組關(guān)閉程序與開機(jī)序列相反，只是需要注意一點(diǎn)：當(dāng)冷水機(jī)組停機(jī)后，應(yīng)根據(jù)冷水機(jī)組說明書的要求確定冷凍水泵和冷卻水泵的延時(shí)關(guān)閉時(shí)間(通常為10～15min)。

(3)軟啟動(dòng)方式

在冷水機(jī)組開機(jī)的時(shí)候，由于系統(tǒng)冷凍水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)定溫度，冷水機(jī)組會(huì)錯(cuò)誤的判斷出空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)有一個(gè)巨大的冷負(fù)荷的需要，從而導(dǎo)致多臺(tái)冷水機(jī)組將迅速加載至1**%的工況。在冷水機(jī)組啟動(dòng)后由于實(shí)際冷負(fù)荷小于多臺(tái)機(jī)組的制冷量，冷凍水溫度將迅速下降，導(dǎo)致冷水機(jī)組判斷冷負(fù)荷的迅速減小而停機(jī)。

如此頻繁的啟動(dòng)/停止和大幅度工況變化將會(huì)降低冷水機(jī)組的使用壽命。為了避免該現(xiàn)象的發(fā)生，控制系統(tǒng)應(yīng)具備“軟啟動(dòng)”方式，即在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過限定冷水機(jī)組運(yùn)行電流來減緩機(jī)組加載/減載的速度，使機(jī)組的運(yùn)行電流曲線更加”平滑“，從而延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命。

(4)加載機(jī)組控制邏輯

為了使冷水機(jī)組加載更加合理，應(yīng)滿足下述三個(gè)要求：冷凍水出水溫度>冷凍水溫度設(shè)定+波動(dòng)范圍：已經(jīng)運(yùn)行的冷水機(jī)組的運(yùn)行電流>95%上述情況保持時(shí)間>加載延時(shí)時(shí)間。只有當(dāng)上述三個(gè)條件都具備的前提下，下一臺(tái)冷水機(jī)組才能被啟動(dòng)。

(5)減載機(jī)組控制邏輯

為了使冷水機(jī)組減載更加合理，應(yīng)滿足下述兩個(gè)要求：冷凍水進(jìn)/出水溫差<減載溫差；上述情況保持時(shí)間>減載延時(shí)時(shí)間。

減載溫差=(DTX(CCE-CTS)÷TCC)-STD

DDT——冷凍水設(shè)計(jì)溫差；

CTS——減載冷量；

CCE——運(yùn)行總冷量；

STD——加載溫度波動(dòng)范圍；

TCC——設(shè)計(jì)總冷量。

(6)運(yùn)行序列輪換。

為了平衡各臺(tái)冷水機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命，需要定期改變機(jī)組的運(yùn)行序列。冷水機(jī)組的三種序列類型分別是：基本機(jī)組、峰值機(jī)組和調(diào)節(jié)機(jī)組。

基本機(jī)組在運(yùn)行序列中是diyi個(gè)啟動(dòng)，Z后一個(gè)停機(jī);峰值機(jī)組在運(yùn)行序列中是Z后一個(gè)啟動(dòng)，diyi個(gè)停機(jī)；調(diào)節(jié)機(jī)組在運(yùn)行序列中介于基本機(jī)組和峰值機(jī)組之間，用于補(bǔ)償峰值機(jī)組和基本機(jī)組制冷量之間的空白。

通過上述冷水機(jī)組群控策略的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組GX節(jié)能安全可靠的目的。冷機(jī)群控策略是否節(jié)能，Z終還需考察冷水機(jī)組的COP值。設(shè)計(jì)單位根據(jù)建筑物當(dāng)?shù)氐某Ｓ秘?fù)荷段來對(duì)冷水機(jī)組選型。

結(jié)束語

合理的冷機(jī)群控策略可能有多種，但必須經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)避免控制系統(tǒng)與空調(diào)基礎(chǔ)相脫節(jié)的情況發(fā)生，控制系統(tǒng)的選擇應(yīng)當(dāng)遵循著為冷水機(jī)組服務(wù)的原則，否則本末倒置的結(jié)果是，用戶投入大量的資金，卻不能達(dá)到節(jié)能GX的目的，甚至對(duì)冷水機(jī)組造成不良的影響。