摘要：中央空调冷源机站运行方式对于整个中央空调系统的稳定性以及能耗水平有重大影响，本文旨在分析对比两种中央空调冷源机站控制策略的优缺点。
关键词：中央空调、冷源机站、控制策略
一、引言
在现代工厂、大型商场以及大型写字楼越来越多的采用中央空调供冷/热，而研究建筑能耗的分布发现，中央空调的能耗通常在其中占比50-60%，而在中央空调的能耗中，冷水机房的能耗又占比70%。因此，中央空调冷水机房能耗控制是节能重点，相应的冷源机站的控制策略选择尤为重要。
二、传统控制策略分析
在目前的中央空调系统冷源机站的设备群控策略中通常都是根据负荷选择开启冷机和水泵水塔的台数，水泵的变频通常是根据水系统压差/温差来调节，冷却水塔风机变频则是根据冷却水温度控制，而负荷的计算则是通过测量冷冻水供回水温差及回水总流量计算总制冷负荷：
计算公式为 Q=温差（℃）X流量（m3/h）X1000/3024=总制冷负荷（冷吨）
以下为松山湖某工厂冻水基站设备配置以及加减机控制流程：
a：冻水机房冷冻设备布置情况
１.特灵三级压缩水冷离心式水冷机组共3台（单台800冷吨），
２.冷冻水泵共4台，
３.冷却水泵共4台，
４.冷却水塔3台，
b.控制流程
１.冷水机组/水泵台数控制
通过测量冷冻水供回水温差及回水总流量计算总制冷负荷与冷水机组的额定制冷量进行比较，选择需要开启的冷水机组型号。每台机组制冷量取750冷吨，3台总制冷量按照2250冷吨计算，制冷负荷比率a=Q/2250：
（1）初始开机时，运行1台冷水机组；
（2）如果a＞33%，持续时间超过300秒，运行2台冷水机组及水泵，如果a＞66%，持续时间超过300秒，运行3台冷水机组及水泵；如果a＜60%，持续时间超过300秒，运行2台冷水机组及水泵；如果a＜30%，持续时间超过300秒，运行1台冷水机组及水泵；
２.冷冻水泵运行控制
（1）初始运行1#冷冻水泵变频，运转频率不低于25Hz，通过变频控制冷冻水分、集水器处供回水压力差，压力差为设定值（参考值为180kPa）；2/3/4#水泵软启动器启动
３.冷却水泵运行控制
（1）初始运行1#冷却水泵变频，运转频率不低于25Hz，变频控制冷却水流量，保持所有冷水机组冷却水进出水温度差值最大值不高于设定值（参考值为4.5度）；2/3/4#水泵软启动器启动
４.冷却水塔运行控制
（1）测量室外空气温度、相对湿度，计算出室外空气的湿球温度T1，在此基础上计算出冷却水需要供水温度T2：T2=T1+4；
（2）如果T2≤22，取T2=22；如果T2＞30，取T2=30；
（3）3台冷却水塔变频运行，控制冷却水塔风机变频运行，保持冷却水供水温度与设定值T2一致，运转频率不低于25Hz；冷却水供水温度低于设定值时，风机频率减小，直至完全停机。
在系统运行中发现，此控制策略存在以下问题：
1.负荷计量公式的误差问题：负荷计算两个变量，两个变量3个传感器均是在管路上安装的传感器，均存在不可消除的误差，误差乘积导致误差变大，另外，因为此探头为系统总管上加装的探头，与机组本身的探头存在偏差，导致系统计算负荷与机组运行负荷不能完全同步和统一，再加上探头误差的乘积放大，计算负荷和运行负荷本身就存在比较大的偏差，这个控制策略本身就是不精准的
2.根据公式控制运行发现，冻水温差变量运行实际情况与预设工况存在偏差，公式预设的工况是温度和流量数据误差很小或没有误差，当实际用冷需求接近冷机最大负载时，水泵台数一定，流量到了最大值就不再增加，温差会一直增加直到计算负荷大于加机阀值系统自动加机，但是实际运行发现当温度和流量数据存在较大误差，计算负荷小于实际负载，而实际需求负载大于运行冷机最大负载时，水泵台数一定流量会达到一个最大固定值，温差增加到一定数值后也会成为一个定值，冻水机组出水温度和回水温度一起上升，而计算负载因为温差和流量的数值相对偏小而计算负载远远低于加机阀值，系统仍按原有机组台数运行，而冻水温度持续升高，影响末端用冷。
3.变频泵与工频泵混搭，出力不均：冷却水泵与冷冻水泵现时均只配置一台变频泵，其余为工频泵，变频水泵与工频水泵搭配并联使用，检测发现，若变频水泵频率低于35HZ，则变频水泵基本上没有水流量输出，造成用电浪费。工频和变频水泵搭配运行时，变频水泵频率与电流和流量数据如下（工频水泵流量570 m3/h）：
三、应对控制策略以及实施方案
原控制策略的根本性问题在于负荷需求计算数据的精确性和设备台数控制以及工变频水泵搭配运行出力不均的问题，针对此问题，新的控制方案是利用机组本身的负荷百分比和机组本身的出水温度代替原有的负荷计算公式和加减机依据，工频水泵和变频水泵的搭配问题通过工频水泵加装变频器同步变频信号控制来解决，新的控制方案如下：
1、加减机
（1）初始开机时，运行2台冷水机组；
（2）同时满足以下四个条件，先增加一台冷冻水泵、冷却水泵，延时1min增加运行1台冷水机组：
1）当前运行小于3台机组
2）当前运行冷水机组冷冻水出水温度≥设定值+0.5℃（参考值9℃）
3）运行机组的其中一台负载率≥98%
4）持续延时时间20min；
（3）同时满足以下四个条件，先减少运行1台冷水机组，延时1min减少运行一台冷冻水泵、冷却水泵：
1）当前运行大于一台机组
2）当前运行冷水机组冷冻水出水温度≤设定值+0.3℃（参考值8.8℃）
3）运行机组的总负载率≤（当前运行台数-1）*90%
4）持续延时时间20min；
2、水泵台数
（1）原软启动的水泵均增加变频器，频率信号取1#变频器信号同步变频，冷冻冷却水泵台数各相对主机台数N+1，始终比冻水机组台数多一组；
四、两种控制策略运行能耗对比
经对节电量测试对比（2016年与2015年9至12月同期比，数据见下表），节电量达35万度，评估预计每年节电量将不少于70万度年节省用电费用达60万元，半年可收回投资，取得了良好效益。
五、参考文献：
[1]尉迟斌主编《实用制冷和空调工程手册》.机械工业出版社，2001年9月第一版
论文作者:张玉博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/2
标签：水泵论文; 负荷论文; 机组论文; 冷水机组论文; 温度论文; 回水论文; 流量论文; 《基层建设》2019年第10期论文;