冷水机组的控制

监控内容

控制方式

1.冷启动

当室外温度低于设定要求时，冷水机停止运行；当室外温度大于设定值+波动范围时，冷水机将重新启动以满足空调要求。按照目前的节能要求，设定点为26℃，波动范围为3-5℃。

2.单元组控制

冷水机组群控需要根据建筑物所需的冷负荷、机组瞬时功率、机组运行能效比（COP）的瞬态值、机组的累计值，自动调节运行中的冷水机组台数。机组运行能效比和差压旁通阀的开度。最佳节能目的。

冷水机组控制策略的目的是使冷水机组以尽可能高的效率运行。

冷机COP瞬态值可以通过以下方法测量：

编号

物理量

象征

单元

测量点位置

测量工具

1

冷水机进出口的冷冻水温度

°C

冷水机冷冻水主管进出水口

热电偶或温度记录仪

2

冷水机冷冻水流量

立方米/小时

冷水机冷冻水总管

超声波流量计

3

冷却器功耗

千瓦

冷却器配电柜

电表

冷却瞬态 COP 可以通过以下计算公式获得。

，选择以下两个条件来测量瞬态COP：

一、冷负荷最大的条件。如：室外温度达到最高值，人员负荷达到最高值等。

二、典型操作条件。例如室外温度接近当地降温季节的平均温度，人员和设备负荷处于正常状态。

冷水机组群控策略是否节能，最终仍需考察冷水机组的COP值。冷水机组群控应尽量使冷水机组的COP值最大化，使冷水机组运行在能源利用率最高的状态。

运行策略示例：

每增加一套新设备，以计算出的冷量超过机组总标准冷量的15%为冷量条件。比如已经开组，制冷量需求超过冷水机制冷量的15%，延迟20%。约30分钟后，当判断负载继续增加时，开启一套新设备。

停机一组设备冷量的判断条件是计算出的冷量低于机组总标准冷量的90%。比如现在多组机组已经开机，制冷量逐渐减少。如果制冷量在机组的90%以下，延时20～30分钟后，判断制冷量没有变化，即一组冷水机组及附属设备运行时间长时间将被关闭。

3.最小操作单元数

由于冷水机COP值最高的区域是在70%-100%负荷下，如下图所示：

因此，机组群控应尽量使冷水机组在COP值最高的区域内运行在70%-100%的负荷范围内，并尽量减少运行的冷水机组数量。

4.单元联锁控制

开机：打开冷却塔蝶阀，打开冷却塔风机，打开冷却水蝶阀，打开冷却水泵，打开冷冻水蝶阀，打开冷冻水泵，打开冷水机。停止：停止冷水机，关闭冷冻泵，关闭冷冻水蝶阀，关闭冷却水泵，关闭冷却水蝶阀，关闭冷却塔风机和蝶阀。

5.改进冷冻水出口温度设置

冷冻水供应温度的优化控制用于优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷要求的同时，最大限度地降低冷冻水机组和冷冻水泵的能耗。

当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果会变差，因此需要更多的冷冻水，冷冻水泵的能耗也会增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果会提高，因此需要较少的冷冻水，但随着冷冻水的降低，冷冻水机组的蒸发温度和蒸发压力也会降低，所以制冷压缩会增加。合理的优化方法应尽量减少冷水机组和制冷泵的总能耗。

在设计负荷下，冷冻水温度应在设计温度7℃，但冷水机在大多数情况下以部分负荷运行。因此，在部分负荷下，冷冻水供水温度不必达到设计温度，通过系统复位可将冷冻水供水温度适当提高到7-9℃，可节省5%-10%电力一般。

在实际应用过程中，应根据不同项目的设备性能参数建立冷水机组和冷冻水泵的能耗模型，通过寻找最低能耗得到冷冻水供水温度的最优设定值.

6. 冷冻水压差控制

空调的一次泵系统和二次泵系统都涉及到冷冻水的供回水压差设定值的问题。二级泵系统通常使用压差设定值来控制二级制冷泵的运行频率。

差压整定值的作用往往被施工单位和调试人员所忽视。如果设置合适，差压控制系统或差压旁通阀将失效。从水力工况分析，压差设定值偏低，旁通阀容易开启，导致流经终端的冷冻水流量少，终端设备冷却不足，无法保证室内环境的温湿度，压差设置 设置值过大。对于主泵系统，旁通阀的旁通流量太小，影响正常运行所需冷水机组数量的调整，增加空调系统冷却系统的耗电量；对于二次泵系统，二次泵接近额定值。速度并不能达到节能的目的。

7. 冷冻水变流量控制系统

在目前的冷冻水系统中，经常会出现泵过大、工作点严重廉价、泵的效率只有40%-50%左右的问题。结果是功率过大，浪费了大量的泵能。

水泵选型过大，也会造成末端空调机组电动调节阀两端压降过大，水泵的能量会浪费在阀门的压降上。

同时，也会导致空调机组的电动调节阀在调节温度时工作在小行程，也会影响终端设备的控制精度。

另外，空调末端缺水往往不是水泵功率不足的原因，系统水力平衡不良会直接导致末端水力不足。对于一些因改造而导致供冷区负荷增加的区域，可采用变频增压泵代替电动调节阀起到调节作用。

目前可以采取的措施之一是更换水泵，另一种方法是通过水泵的变频控制来减少能源浪费。

制冷泵的耗电量与流量的立方成正比。例如，当冷冻水流量为额定流量的70%时，泵的能耗为70%立方的35%。泵的功耗可降低65%。

冷冻水侧采用变流量控制系统，即用变频器控制冷冻水流量。冷冻水流量随系统变化，从而避免了旁通流量造成的能量损失，保证了系统压差。

由于空调系统大部分情况下是在部分负荷下运行，采用变频调速可以降低60%-75%的能耗。

变流量系统的压差旁通阀只需要保证制冷机组蒸发器中冷冻水的最小流量即可，因此阀径不需要很大。

应用变流量控制系统来保证制冷机组蒸发器中冷冻水的最小流量是非常重要的，否则会破坏冰箱的正常工作状态，甚至造成冰箱损坏。

8.冷却水温度控制

冷却塔是冷冻站的一个组成部分。它的作用是带走冷水机组冷凝器侧的热量。其性能的好坏将直接影响冷水机的能耗。

传统的冷却塔控制方式是根据冷却水回水的温度来控制冷却塔的数量或风机的频率，是目前大多数空调冷却水系统的控制方式。通过对冷却塔效率的实时监测，可以大致判断冷却塔的运行效果。

客观地说，冷却塔冷却效果的评价应该使用冷却塔出水温度与室外湿球温度的差值，在研究领域称为固定近似值。运行良好的冷却塔的出水温度应高于室外湿球温度。高3℃～5℃。在实际工程中，可以利用楼宇自控系统中设置的室外温湿度计算室外湿球温度，通过比较冷却塔出水温度和室外空气湿度，实时监测冷却塔运行效果灯泡温度。冷却塔控制策略可以使用冷却水。

对于多台风机的单冷却塔，应尽可能开启所有风机，以提高冷却塔的效率。比如一个冷却塔有4个风扇，分为高速和低速，调整过程应该是1低-2低-3低-4低-1高3低-2高2低-3高1低- 4高。

9.冷却水入口温度优化设置

对于冷水机来说，冷却水温度越低，冷水机的冷凝压力就越低，所以在一定范围内尽可能降低冷水机的冷却水入口温度，可以提高冷水机的效率。

但在冷却水系统中，冷水机组、冷却水泵和冷却塔的性能在很大程度上是相互关联的，相互影响。较低的冷却水供水温度可以提高冷水机的性能系数，从而降低电力消耗。但是，较低的冷却水供水温度需要较大的冷却水量和较大的风量来增加冷凝器侧的散热能力，因此冷却水泵和冷却塔风扇会消耗更多的电力。较高的冷却水供水温度虽然可以节省冷却水泵和冷却塔风机的功耗，但会降低冷凝器的传热效果。

为了获得相同的空调冷负荷，冷水机需要消耗更多的功率，因此必须优化冷却水入口温度，以降低冷水机、冷却水泵、冷却塔风扇的总功耗，并使冷水机、冷却泵和冷却。塔的总能耗是最小的。

10.冷却水变流量控制系统

当空调系统的冷冻水流量需求减少时，冷却水流量需求也随之减少。这时可以使用变频器降低冷却水泵的频率，从而降低系统的能耗。

当空调系统负荷降低时，可通过减少冷却水流量、降低冷却塔风机转速、减少冷却塔风机数量、提高冷却水入口温度等措施来降低能耗。

在实际应用过程中，应根据不同项目的设备性能参数，建立冷水机组、冷却塔和冷却水泵的能耗模型，并通过获取最低能耗采取相应的节能措施。

11.主机系统问题诊断

冷水机的蒸发温度应低于冷冻水出口温度3-4℃，冷水机冷却水出口温度应低于冷凝器温度2-4℃。如果超过这个值，说明蒸发器或冷凝器有问题，应及时清洗。

12.冷冻水和冷却水的恒温差控制

当冷冻水或冷却水供回水温度远低于5℃时，冷冻泵或冷却泵全功率运行，存在流量大、温差小、能耗小的问题。泵的能量浪费了很多。此时应通过降低冷冻冷却水泵的变频控制，或通过提高冷冻水的出口温度，增加冷却塔的换热，提高温度，在一定范围内降低水流量。供回水差，提高冷水机组的效率。

当冷水机的冷冻水供水温度持续高于设定值或冷冻水供回水温度持续高于5℃时，表示空调负荷已超过冷水机的最大负荷。需要根据负荷计算来判断是否增加运行中的冷水机台数。

冷水机的冷却水供回水温度远大于5℃，因此应降低冷却塔风机负荷或在一定范围内减少冷却水流量。

因此，空调自控系统尽量采用冷冻水和冷却水的恒温差控制。

13.水泵保护控制

水泵启动后，水流开关检测水流状态，若有故障自动停水泵。

14.冷冻水和冷却水侧旁通问题

在空调系统中，当部分冷水机组停止运行时，冷冻水和冷却水仍然流过不运行的冷水机组。许多建筑物的空调系统都存在这个问题。在自动控制系统中，可以方便地设置一些电动开关水阀来消除这些问题。下面简述旁路问题造成的能耗浪费。

以两台冷水机和两台制冷泵的空调一次泵系统为例冷水机组 楼宇自控，如果只有一台冷水机和一台制冷泵在运行，冷冻水流过未开机的冷水机，根据水力情况，可以知道冷水机组 楼宇自控，水流过工作的冷水机。流量仅为制冷泵流量的一半。如果传统空调系统的冷冻水回水温度为12℃，供水温度为7℃，则冷冻水总供水实际平均温度仅为9.5℃。如果停机的冷水机的水阀关闭，冷冻水不旁路，则可以达到与空调相同的制冷量，运行中的冷水机水温可提高2.5℃，水量达到额定水量，冷水机COP可提高7%左右。旁路冷水机组的数量越多，对运行中的空调系统能耗的影响就越大。

15.机组定时启停控制

根据预先安排的工作假期作息时间表，集团将定时启停，自动统计机组各泵、风机的累计工作时间，并提示定期保养。

16.水箱补水控制

自动控制进水电磁阀的开闭，使膨胀水箱水位保持在允许范围内，水位超限报警。