中央空调节能群控冷水机组的控制策略

　　中央空调群控的目的是根据系统实时负荷准确计算出冷水机组的需求数量，并对相应机组自动执行加减载控制，并联锁启停相应水泵、风机等设备，达到高效节能并减少运行成本，通过参数超限保护、故障报警保护和设备轮循等控制算法，保证设备安全高效率运行、延长机组使用寿命。一般空调系统主要由空调水系统和空调风系统构成，要实现节能群控，必须对空调系统有深入的认识，下面从水系统和风系统两个方面对节能群控策略进行研究。

中央空调水系统包括冷冻水循环系统以及冷却水循环系统，水系统中的受控对象主要有：冷冻水泵、冷水机组、冷却水泵、冷却塔、阀门等，下面逐个进行研究。

中央空调水系统中最关键的设备就是冷水机组，其它水泵、风机等设备都要根据冷水机组的运行情况来做出相应的控制。而实践过程中冷机群控的策略上的共性问题是：大多数厂商的技术人员在控制流程中对冷水机组仅进行简单的监控，比如启停、状态/故障检测。事实上，中央空调作为一个非常复杂的系统，冷水机组又是其中最重要的，对它的控制肯定要在大量中央空调理论知识的基础上来进行。如何控制一台或数台冷水机组是一个中央空调群控系统设计的关键，所以要深入了解冷水机组的工作原理。

中央空调系统采用的制冷方式主要有蒸汽压缩式或吸收式两种制冷方式，按制冷原理的不同，可以分为压缩式制冷机和吸收式制冷机；此处以压缩式制冷机为例介绍其制冷原理。压缩式制冷机一般包括压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器四大器件，利用制冷剂的相变，从低温热源吸取热量，通过压缩、冷凝、节流和蒸发四个工艺的循环，消耗部分能量，向高温热源释放热量，从而实现制冷。

冷冻水经循环注入冷水机组蒸发器，其内部的制冷剂（低温液体）吸收冷冻水热量蒸发变为气体，经压缩机压缩，成为高温高压的制冷剂气体注入冷凝器，跟冷却水换热，使制冷剂冷却为高压液体，经节流膨胀，降压后流入机组蒸发器，开始下一轮循环。

在实际中央空调系统中，通常配备有不止一台冷水机组，当系统处于部分负荷状态下，会卸载个别冷水机组，使剩余的机组能够高效率的运行。对一些比较早的冷水机组，一般的自控系统不能直接与其通讯，若要获得机组的运行参数，需要通过干触点和加装一些传感器，并将所有信号连接到控制器上。对于冷水机组需要的控制信号主要有：启动、停止、运行、故障、电流等信号，以及管道蝶阀、温度、压差等这些信号。

根据冷冻水总管供、回水温度，冷水机组运行电压、电流等参数计算出冷水机组实时负荷，进而计算出冷水机组的需求台数和并自动控制其加减载(也可采用与冷水机组通讯方式进行控制)。建筑物的负荷的变化直接影响冷冻水供、回水的温差，一般是通过系统供、回水温差和流量来计算空调系统的总冷量，由于总冷量的计算涉及到流量和温差，而总管流量的测量精度很难保证，流量计安装位置和安装方式都有严格要求，而空调系统管路复杂，稍有忽视都将产生偏差，所以无法保证其测量精度。通过计算系统总冷量的方法不能准确计算空调负荷，也就很难有较好的控制效果。事实上，最能反映建筑物总冷量需求的是冷水机组的实时负荷，通过正在运行的冷水机组工作负荷可以更好的预测建筑物的空调负荷，以此来判断系统机组是否需要加卸载。所以直接测量冷水机组压缩机的功率，与额定功率的比值做为冷水机组的负荷，并结合总管温度来判断机组的加卸载。其加载控制逻辑如下：

当同时满足以下条件时，加载一台冷水机组：

（1） 冷冻水总管回水温度高于上限设定值
（2） 冷水机组负荷达到加载负荷限值
（3） 当条件1、2同时满足，并持续设定的加机延时时间
当以上条件全部满足，开启相应的蝶阀、水泵、风机等辅助设备，之后向待命机组（运行时间最少）发出加载指令。

卸载控制逻辑如下：

当同时满足以下条件时，卸载一台冷水机组：

（1） 冷冻水回水温度低于下限设定值

（2） 冷水机组负荷低于卸载负荷限值

（3） 当条件1、2同时满足，并持续设定的减机延时时间

当以上条件全部满足，向运行时间最多的机组发出停止指令，之后关闭相应的蝶阀、水泵、风机等辅助设备。

对冷水机组加机与减机时，必须注意与水泵、冷却塔的量级匹配，以及必须做到各设备联锁启停。