针对中央空调制冷站，我们深入探讨了数种控制策略，涵盖变水温控制、冷冻水变流量控制、冷水机组群控方案，以及综合冷冻站变流量与变水温的节能优化控制。分析显示，运用基于负荷预估的冷冻水流量动态调控，能使系统维持最优冷量输出，同时削减冷冻水泵能耗。整合冷冻站变流量与变水温的节能优化策略，通过平衡制冷机与冷冻水泵的能耗，将两者运行功率总和最小化设为优化目标。同步调控冷冻水泵频率与制冷机出水温度，既能确保末端负荷的冷量需求，又能大幅削减制冷站功率损耗，达成节能优化的运行目标。
中央空调的广泛应用显著提升了建筑能耗，其中空调系统能耗占比超过一半，对电网供电的需求日益增大。制冷站作为空调系统的核心，其能耗控制至关重要。制冷站主要由制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔构成。依据制冷站特性，本文详细剖析了其控制策略。
传统制冷站控制手段回顾
在一次/二次泵冷冻水系统中，传统方法假设负荷与流量成正比，供回水温差恒定，并按设计工况运行。据此，系统依据流量分阶段启动冷水机组，实现按流量加载或卸载。然而，因盘管结垢、温控误差及供回水温差缩小等因素，系统常偏离设计温差，多在部分负荷下运行。因此，以流量反映负荷状态并不可靠，传统控制方法常致冷水机组过度运行，降低系统效率。
例如，采用碳氢制冷剂的冷水机，冷却水温度每降1℃，制冷量增0.5%至1.5%。但按流量加载或卸载时，无法发挥高效工况下的制冷增量优势。在一次/二次泵系统中，一旦流量超出一台冷水机设计值，即使该机处于部分负荷，下一台也需启动。
为提升效率，需采取措施维持供回水温差，合理调控冷水机组运行。
变水温控制策略
空调系统多处于部分负荷状态，远低于设计负荷。因此，根据全年负荷变化，调整制冷机参数，适度提升蒸发温度及供水温度，可提高效率，降低能耗。
研究显示，冷水出口温度升高，制冷量及COP值随之增加。温度升高提升了蒸发压力与温度，优化了制冷性能。空调负荷变化时，可通过调节离心制冷机进口导叶或转速，调整蒸气吸入量，满足供冷需求。冷水温度与供冷量呈阶段性线性关系，温度越低，供冷量越大。流量较低时，提升流量能显著增加供冷量；流量较高时，再增流量效果有限。出水温度每升1℃，COP提高2%至4%。因此，根据气象与负荷变化，设定合理供水温度，实施分阶段变水温运行，可提升制冷效率，降低能耗，实现节能目标。
中央空调冷冻水变流量控制技术概览
当前，中央空调冷冻水变流量控制主要分为恒压差与恒温差两类技术。
1.恒压差控制机制
恒压差控制策略依据冷冻水供回水管路间的恒定压差来调节冷冻水流量。系统通过压差传感器监测实际压差，并与预设值对比，利用PID控制技术调整变频冷冻水泵的频率，进而调控流量。
由于压差对流量变化的响应较为迅速，当负荷侧流量频繁波动时，压差能迅速调整，调节周期短。然而，由于负荷与压差间缺乏直接关联，空调负荷的变动无法精确通过压差反映；反之亦然。因此，以压差为控制变量来调节流量，难以确保流量随负荷精确变化。在流量未显著变化时，水流阻力及压差保持稳定；但若负荷变化而流量不变，冷冻水温度会改变，而压差不变，此时恒压差控制失效。故恒压差控制仅适用于负荷变化伴随明显流量及压差变化的场景。
恒温差控制则是通过维持冷冻水供回水温差恒定来调节流量。温度传感器检测实际温差，并与设定值对比，通过PID控制技术调整水泵频率。
由于温差能直接反映空调负荷变化，恒温差控制效果较好。但温度采集点远离末端，且管路长，温度变化需一定时间才能显现，导致控制存在时滞。因此，温差作为控制变量也无法确保流量随负荷精确变化。负荷突变时，由于时滞，流量调节滞后，影响控制的及时性和响应速度。
两种控制方法均采用PID控制，需整定比例系数Kp、积分时间常数Ti和微分时间常数Td。整定过程复杂，参数间相互影响，难以达到理想效果。PID控制难以平衡稳定性和准确性。
2.变水量节能调控策略
变水量节能控制旨在使冷水量与末端负荷相匹配，节约水泵能耗。随着环境条件变化，空调系统负荷及所需水量随之变化。
冷水机组常低负荷运行，若水泵频率不匹配，会导致大流量小温差现象。变水量控制需确保设备在宽流量范围内运行，同时控制出水温度。在冷冻水泵变频、冷却水泵定频的情况下，通过调节水泵频率改变流量，减少能耗。为增强控制稳定性，可结合末端空调机组水阀开度与温差共同控制水泵频率，确保满足负荷需求的同时降低能耗。
3.基于负荷预测的冷冻水流量动态调控
负荷预测控制基于对未来空调系统负荷的预测来调节冷冻水流量。通过检测供水温度、回水温度、流量、温差及室外环境温度等参数，采用先进预测方法推断未来负荷，提前调整水泵频率，使系统提供的冷量与负荷需求匹配。
（1）模糊控制技术
系统运行时，首先利用负荷预测技术结合当前参数预测下一时刻负荷，将其传递给模糊控制器。模糊控制器比较预测负荷与实际负荷的偏差及变化率，根据模糊规则库推理出优化运行参数（如冷冻水流量）的模糊值，经清晰化处理转换为精确控制量，调节冷冻水泵的运行台数和转速，为下一时刻提供所需冷量。
将当前的实际空调负荷与预测负荷进行对比，依据两者之间的差异来评判预测负荷控制的成效，并据此实时在线调整负荷：若实际负荷超出预测负荷，则提升冷冻水泵的转速，以增加冷冻水流量，确保空调末端获得充足的冷量；反之，若实际负荷低于预测负荷，则降低冷冻水泵的转速，减少冷冻水流量，以避免不必要的冷量输送。