图2 冷水机组群控策略图
冷冻站变流量和变水温综合节能优化控制策略
冷水机组最高的COP一般不出现在满负荷时，而是出现在部分负荷时。制冷机的出水温度设定值对COP 有着重要的影响。提高制冷机的出水温度(即冷冻水出水温度)可以提高COP的值，二者基本呈线性关系。冷冻水出水温度每升高1℃，COP 提高2%～4%。因此在满足工艺要求的基础上尽量提高冷机出水温度可达到节能的目的。但是为了满足末端机组对环境的要求，通常应设定冷机出水温度的上下限，这个限值可根据冷机长期运行的结果获得。
在变流量系统中，随着冷冻水温度的变化，水泵能耗与制冷机能耗在一定程度上相互影响。
冷机与冷冻水泵的能耗关系如图3所示。由图3可以看出，制冷机的能耗随着冷冻水温度的提高线性降低。同时，由于需要较大的流量来满足末端的需求，水泵能耗会随之非线性上升。冷机与水泵能耗之和先下降到最低点然后上升。因此，在某一部分负荷下，会存在一个最佳冷冻水供水温度，使冷机和水泵的能耗之和最小。
图3 冷机与冷冻水泵的能耗关系
采用冷冻站的综合节能优化控制策略，该策略融合了变流量与变水温的双重调节机制。我们设定了一个优化性能指标，即最小化冷冻泵与制冷机运行功率的总和。在此基础上，我们根据冷冻水泵频率的动态变化，精确计算出制冷机最佳的冷冻水出水温度。在确保末端负荷需求得到满足且设备安全运行的前提下，通过适度提升冷冻水的出水温度，我们可以有效提高制冷机的能效比（COP），从而实现制冷机的节能目标。
这一控制策略巧妙地结合了变流量与变水温控制的优点，全面考虑了制冷机与冷冻水泵的能耗情况。它旨在通过优化冷冻水泵的频率和制冷机的冷冻水出水温度，实现两者运行功率总和的最小化。这一策略在保障末端负荷冷量需求的同时，显著降低了制冷站的功率损耗，进而达到了制冷站节能优化运行的目的。
结语
中央空调系统的制冷站主要包括制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵以及冷却塔等关键设备。由于空调冷负荷随外部条件的变化而波动，且空调系统满负荷运行的时间仅占总体运行时间的15%至20%，因此制冷机组往往长时间处于低负荷运行状态，难以保持高效率工作。影响空调系统能耗的主要因素包括制冷机的性能、冷冻水的流量以及供回水温差，而水泵和风机的能耗则主要受输送流量和输送阻力的影响。因此，对空调冷负荷变化规律、制冷机组部分负荷性能、制冷机组选配方案以及制冷站运行模式优化的研究日益受到研究人员的关注。
本文概述了几种中央空调制冷站常用的控制方法。鉴于系统大部分时间处于部分负荷运行状态，传统的控制方法往往导致制冷站运行效率低下。在变水温控制策略中，我们根据气象条件和空调负荷的变化，设定合理的供水温度，并在部分负荷时段采用不同的制冷机组出水温度，实现制冷机的分阶段变水温运行。这一策略能够提升制冷机的运行效率，降低能耗，从而实现节能目标。
在中央空调冷冻水变流量控制技术方面，我们基于负荷预测对冷冻水流量进行动态控制。首先，对空调负荷进行预测，以推断出空调系统未来的负荷需求。然后，采用模糊控制技术对冷冻水泵进行预测优化控制，提前调节冷冻水流量，确保系统提供的冷量与负荷需求相匹配，从而最大限度地减少偏差。
冷水机组群控策略则根据单台制冷机的负载率或多台制冷机的平均负载率来控制冷水机组的运行台数。同时，结合温差控制与末端空调机组水阀开度的控制，可以避免仅采用温差控制可能导致的冷冻水泵频繁启动问题，从而实现更好的控制效果。综上所述，采用冷冻站的综合节能优化控制策略，将变流量与变水温控制相结合，充分发挥了两种控制方法的优势，实现了制冷站节能优化运行的良好效果。文章来源：大学生建筑机电学习