冷水机组的控制
监控容控制方法
1. 冷机启
动当室外温度低于设定要求的时候，冷水机组停止运行；当室外温度>设定点＋波动围的时候制冷机组将重新启动来满足空调的要求。按照目前节能要求设定点为26℃，波动围3-5℃。
2. 机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率, 机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。
冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行。
冷机COP瞬态值可通过如下方法测得：
编号物理量符号单位
测点位
置
测量仪器1
冷机进出口冷冻
水水温
℃
冷机冷
冻水干
管进出
口
热电偶或温度
自记仪
2 冷机冷冻水流量m3/h
冷机冷
冻水干
管
超声波流量计
3 冷机耗电量kW
冷机配
电柜
电功率计
通常，选取以下两种工况测量瞬态COP：
一、冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。
二、典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正
in
t
out
t
G
W
W
Q
COP=
3600
)
(
out
in
P
t
t
G
c
Q
-
=
ρ
?
cos
3UI
W=
常状态。
冷机群控策略是否节能，最终还需考察冷水机组的COP值。冷机群控要尽量使冷机的COP值最大，从而使冷机在能源使用率最高的状态运行。
运行策略示例：
每增加新一组设备时，判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量的15%，例如现在已经开启一组，而冷量要求超出冷水机组制冷量的15%，再延时20~30 分钟后判
断负荷继续增大时，即开启新一组设备。
关闭一组设备的判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量的90%，例如现在已经开启多组机组，且冷量在逐渐下降，在冷量要求低于正在运行多组冷水机组的90% 以
下，且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化，即关闭其中一组运行时间较长的冷水
机组及附属设备。
3. 最少
运行台数
法
由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，如下图：
因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高的区域在70%-100%负荷运行，尽量
减少冷水机组运行台数。
4. 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，开冷却塔风机，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。
5. 提高冷冻水出水温度的设定冷冻水供水温度的优化控制用来优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷需要的同时，实现制冷水机组和冷冻水泵能耗的最小。
当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果将会恶化，因此需要更多的冷冻水量，冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果将会改善，因此需要较少的冷冻水量，但是随着冷冻水量的减少，制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低，因此会增加制冷压缩机的能耗，合理的优化方法应该使冷水机组和冷冻泵的总能耗最小。
在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃，但冷机运行多数情况是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度，可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃，通常情况可以节电5%-10%。
实际应用过程中，应依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，通过求取能耗最小值，得到冷冻水供水温度优化设定值。
6. 冷冻水差压控制空调一次泵系统和二次泵系统都涉及冷冻水供回水压差设定值的问题，不同之处在于一次泵系统常用压差设定值调节分集水器间的旁通阀开度，二次泵系统常用压差设定值控制二次冷冻泵的运行频率。
压差设定值的作用经常被施工单位和调试人员所忽视，如果设置适当，压差控制系统或压差旁通阀便形同虚设。从水力工况来分析，压差设定值偏低，旁通阀容易打开，造成流经末端的冷冻水流量较少，末端设备供冷不足，造成室环境温湿度无法保证，而压差设定值偏大，对于一次泵系统，旁通阀门旁通流量偏小，影响冷水机组正常所需运行台数的调节，增加空调系统冷水系统的电耗；对于二次泵系统，二次泵接近额定转速而达不到节能目的。
7. 冷冻水变流量控制系统目前的冷冻水系统中往往存在水泵选型过大问题，工作点严重便宜，泵的效率只有40%-50%左右，造成的结果是功率偏大浪费了大量的水泵能量。
水泵选型过大还会造成末端空调机组电动调节阀两端压降过大，水泵的能量都白白消耗在阀门的压降上，
同时还会造成空调机组电动调节阀调节温度时在很小的行程上工作，对末端设备的控制精度也会造成影响。
此外空调末端水量不足往往不是水泵功率不够的原因，系统水力平衡做得不好会直接造成分末端水力不足。对于部分由于改造供冷面积荷增加的区域可以采用变频加压泵代替电动调节阀起到调节作用。
目前能够采取的措施一个是更换水泵，另一种方法就是通过水泵变频控制减小能量浪费。
冷冻泵的动力消耗与流量的三次方成正比，比如当冷冻水流量为额定流量70%时，泵的能源消耗为70%的三次方35%。泵的动力消耗可以减少65%。
冷冻水侧采用变流量控制系统，即采用变频器控制冷冻水流量。使冷冻水流量随系统变化，这样避免了旁通流量产生的能量损失又可以保证系统压差。
由于空调系统多数情况在部分负荷情况下运行，因此采用变频转速控制，可以减少60%-75%的能源消耗。
变流量系统的压差旁通阀只要保证冷冻机组蒸发器冷冻水最低流量就可以了，因此阀门口径不用很大。
应用变流量控制系统，保证冷冻机组蒸发器冷冻水最低流量非常重要，否则会破坏冷冻机的正常工作状态甚至引起制冷机损坏。
8. 冷却水温度控制冷却塔是冷冻站的组成部分，功能是排除冷水机组冷凝器侧的热量，其性能的优劣将直接影响冷水机组的能耗。
常规的冷却塔控制方法是依据冷却水回水温度控制冷却塔开启台数或风机频率，这是大部分空调冷却水系统现行的控制方法。通过冷却塔效率的实时监测，可大致判断冷却塔的运行效果。
冷却塔冷却效果的评价客观而言，应该利用冷却塔出水温度与室外湿球温度的差值，也就是研究领域称为的固定逼近度，运行良好的冷却塔的出水温度应该比室外湿球温度高3℃~5℃。实际工程中可利用楼宇自控系统中已设置的室外温湿度，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球温度来实时监测冷却塔运行效果，冷却塔控制策略可使用冷却水回水温度和室外湿球温度的差值控制冷却塔运行台数和风机频率。
对于单台冷却塔拥有多台风扇的情形，应尽可能开启所有风扇以提高冷却塔效率，例如对于一台冷却塔有4 台风扇，分高低速两档，调节过程应该为1 低－2 低－3 低－4 低－1 高3 低－2 高2 低－3 高1 低－4 高。
9. 冷却水进水温度优化设定对于冷水机组而言，冷却水温越低，冷水机组的冷凝压力越低，所以在一定围尽量降低冷水机组冷却人进水温度可以提高冷水机组效率。
但在冷却水系统中，冷水机组和冷却水泵、冷却塔的性能在很大程度上是相互关联、相互影响的。较低的冷却水供水温度可以提高冷水机组的性能系数，进而消耗较低的电能。然而较低的冷却水供水温度要求较大的冷却水量和较大的风量来增加冷凝器侧的排热能力，因而冷却水泵和冷却塔风机将会消耗更多的电能。尽管较高的冷却水供水温度能够节省冷却水泵和冷却塔风机的功耗，但它降低了冷凝器的传热效果。
为了获得相同的空调冷负荷而需要冷水机组消耗更多的电能，因此冷却水进水温度必须要优化以减少冷水机组、冷却水泵、冷却塔风机的总功耗，使冷水机组、冷却泵和冷却塔总能耗最小。
10. 冷却水变流量控制系统当空调系统对冷冻水流量需求降低时，冷却水流量需求也会降低。此时可以利用变频器降低冷却水泵频率，从而降低系统能耗。
当空调系统负荷降低时，可以采取降低冷却水流量、降低冷却塔风机转速、减少冷却塔风机台数，提高冷却水进水温度多种方式降低能耗。
实际应用过程中，应依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，通过求取能耗最小值，采取相应节能措施。
11. 主机系统问题诊断冷水机组蒸发温度应比冷冻水出水温度低3-4℃，冷水机组冷却水出水温度应比冷凝器温度低2-4℃。如果超过这个数值，说明蒸发器或冷凝器存在问题应及时清理。
12. 冷冻水和冷却水恒温差控制当冷冻水或冷却水供回水温度远小于5℃，冷冻泵或冷却泵全功率运行，存在大流量，小温差问题耗能问题。水泵的能量被大量的浪费。此时应通过对冷冻冷却水泵变频控制减少在一定围减少水流量，或者通过提高冷冻水出水温度加大冷却塔换热提高供回水温差同时提高冷水机组效率。
冷水机组冷冻水供水温度持续高于设定值或者冷冻水供回水温度持续大于5℃时，说明空调负荷已经超出冷水机组最大负荷。需根据负荷计算判断是否增加冷水机组运行数量。
冷水机组冷却水供回水温度远大于5℃，应减小冷却塔风机负荷或在一定围减少冷却水水流量。
因此空调自控系统尽量采用冷冻水和冷却水恒温差控制。
13. 水泵保护控制水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行。
14. 冷冻水和冷却水侧旁通问题在空调系统中，部分冷水机组停止运行时，冷冻水和冷却水依然流经不运行的冷水机组，很多建筑的空调系统中都存在此类问题。在自控系统中可方便的设置一些电动开关型水阀杜绝这些问题，下面简要阐述旁通问题导致的能耗浪费现象。
以两台冷水机组和两台冷冻泵的空调一次泵系统为例，如果仅有一台冷水机组和冷冻泵运行，而冷冻水流经未开启冷水机组，则依据水力工况可知，流经工作冷水机组的流量仅为冷冻泵流量的一半，若按常规空调系统冷冻水回水温度为12℃，供水温度为7℃，实际冷冻水总供水平均温度仅为9.5℃。如果停止冷水机组水阀关闭，冷冻水没有旁通，则达到同样的空调输送冷量，运行冷水机组送水温度可以提高2.5℃，水量达到额定水量，冷水机组COP 可提高7% 左右。如果旁通的冷水机组数量更多，则对运行的空调系统能耗影响更大。
15. 机组定时启停控制根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。
16. 水箱补水控制自动控制进水电磁阀的开启与闭合，使膨胀水箱水位维持在允许围，水位超限进行故障报警。
磁悬浮离心式冷水机组节能原理 1.采用磁悬浮无油压缩机 磁悬浮离心式冷水机组的核 心部件磁悬浮无油压缩机。磁悬 浮压缩机大致可分为压缩部分、 电机部分、磁悬浮轴承及控制器、 变频控制部分如图1所示。其中 压缩部分由两级离心叶轮和进口 导叶组成，两级叶轮中间预留补气口，可实现中间补气的两级压缩。压缩机采用永磁电机，结合集成在压缩机上的变频器设计，可实现0~48000r／min的宽广转速变化。叶轮直径小，磁悬浮轴承悬浮运转，启动转矩相应减小，结合变频和软启动模块，压缩机启动电流只需２A。磁悬浮轴承及其控制是该型压缩机的核心。 图2 磁悬浮轴承结构示意图 如图2所示，该压缩机设有２组径向和１组轴向磁悬浮轴承，在控制器的控制下，运行过程中可始终保证主轴与轴承座之间有约7μｍ的间隙由于无机械摩擦，相对于传统机组，减少了电机损耗，变频损耗，轴承损耗，轴承损耗。使输出能量损耗只有%，相比传统机组%，磁悬浮离心机组具有明显的节能优势，如图3所示 图1 磁悬浮压缩机图3 磁悬浮机组与其他机组能量损失对比
2.部分负荷优化节能 机组绝大部分时间是在部分负荷下运行的，当机组在部分负荷情况下，压缩机的部分节能优势来自于2个方面；第一是压缩机流量的减少而降低转速；第二是由于蒸发温度的提高和冷凝温度的降低带来的压力比下降从而降低转速。 当环境温度发生变化时，建筑冷负荷也相应变化。若冷水出水温度设定值不变，冷负荷降低。使得相应的冷水回水温度降低，对应的冷机蒸发温度上升。同时负荷小，冷却水进回水温度也会降低，冷凝温度相应降低。综合蒸发温度和冷凝温度变化，不难发现，部分负荷时冷机的工作压力比减小。传统离心机采用进口导叶调节，也只能在一定范围内适应这种压力比变化。只有采用变频技术的离心机才可以通过调节转速以适应压力比的变化。通过降低转速，降低压缩机功耗。而在实际工作中，普通变频离心机由于回油等技术限制，只能在一定范围内进行变频，因此获得的节能效果有限。只有采用磁悬浮变频冷水机组才能根据实际负荷和压力比调节转速，比传统技术的冷水机在部分负荷下表现出了极高的性能，如图4所示。从而获得最大的节能效果。 图4 磁悬浮机组与其他机组性能曲线对比
冷水机组得工作原理 1、冷水机组得分类及优、缺点冷水机组得分类: 分类方式 种类 分类方式 种类 按压缩机形式分 活塞式螺杆式离心式 按燃料种类 燃油型（柴油、重油）燃气型（煤油、天然气) 按冷凝器冷却方式 水冷式风冷式 按能量利用形式 单冷型热泵型热回收型单冷、冰蓄冷双功能型 按冷水出水温度 空调型（7度、10度、１３度、1５度) 低温型(－5度～－30度） 按密封方式 开式半封闭式全封闭式 按载冷剂分 水盐水乙二醇 按能量补偿不同分 电力补偿(压缩式）热能补偿（吸收式) 按制冷剂分 R2２Ｒ123 Ｒ134a 按热源不同（吸收式) 热水型蒸汽型直燃型 各种冷水机组得优缺点 名称 优点 缺点 活塞式冷水机组 1、用材简单,可用一般金属材料，加工容易，造价低 ２、系统装置简单，润滑容易,不需要排气装置 3、采用多机头,高速多缸，性能可得到改善 1、零部件多,易损件多，维修复杂,频繁，维护费用高 2、压缩比低,单机制冷量小 ３、单机头部分负荷下调节性能差，卸缸调节,不能无级调节 4、属上下往复运动，振动较大 5、单位制冷量重量指标较大 螺杆式冷水机组 1、结构简单,运动部件少，易损件少，仅就是活塞式得1/10,故障率低,寿命长 2、圆周运动平稳,低负荷运转时无“喘振"现象，噪音低,振动小 3、压缩比可高达２0,EER值高
４、调节方便，可在10％~1０0％范围内无级调节,部分负荷时效率高，节电显著 5、体积小,重量轻，可做成立式全封闭大容量机组 6、对湿冲程不敏感 7、属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题 1、价格比活塞式高 2、单机容量比离心式小，转速比离心式低 3、润滑油系统较复杂,耗油量大 4、大容量机组噪声比离心式高 ５、要求加工精度与装配精度高 离心式冷水机组 1、叶轮转速高，输气量大，单机容量大 2、易损件少，工作可靠,结构紧凑，运转平稳，振动小,噪声低 3、单位制冷量重量指标小 4、制冷剂中不混有润滑油,蒸发器与冷凝器得传热性能好 5、EＥR值高，理论值可达 6、99 6、调节方便,在１0%~1０0%内可无级调节 1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振"现象，在满负荷运转平稳 ２、对材料强度，加工精度与制造质量要求严格 3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快 4、离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路得危险 模块化冷水机组 1、系活塞式与螺杆式得改良型，它就是由多个冷水单元组合而成 2、机组体积小,重量轻，高度低,占地小 3、安装简单,无需预留安装孔洞,现场组合方便,特别适用于改造工程 1、价格较贵 2、模块片数一般不宜超过８片 水源热泵机组 1、节约能源,在冬季运行时,可回收热量 ２、无需冷冻机房，不要大得通风管道与循环水管,可不保温,降低造价 3、便于计量 ４、安装便利，维修费低 ５、应用灵活，调节方便 1、在过度季节不能最大限度利用新风 2、机组噪声较大 3、机组多数暗装于吊顶内，给维修带来一定难度 溴化锂吸收式冷水机组(蒸汽，热水与直燃型) １、运动部件少，故障率低,运动平稳,振动小，噪声低 ２、加工简单，操作方便，可实现10％～1０0％无级调节 3、溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用 4、可利用余热。废热及其她低品位热能 5、运行费用少,安全性好 6、以热能为动力,电能耗用少 1、使用寿命比压缩式短
冷水机组得控制 监控内容控制方法 1、冷机 启动当室外温度低于设定要求得时候,冷水机组停止运行;当室外温度>设定点＋波动范围得时候制冷机组将重新启动来满足空调得要求。按照目前节能要求设定点为26℃,波动范围3-5℃。 2、机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率, 机组运行能效比瞬态值(COP)、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度,自动调整冷水机组运行台数,达到最佳节能目得。 冷水机组群控策略得目得就是尽量让冷水机组处于最高得效率下运行。 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得: 编号物理量符号单位 测点位 置 测量仪器1 冷机进出口冷冻 水水温 ℃ 冷机冷 冻水干 管进出 口 热电偶或温度 自记仪 2 冷机冷冻水流量m3/h 冷机冷 冻水干 管 超声波流量计 3 冷机耗电量kW 冷机配 电柜 电功率计 通常,选取以下两种工况测量瞬态COP: 一、冷负荷最大得工况。如:出现室外气温达到最高值,人员负荷达到最高值等情况。 二、典型工况。如:室外气温接近当地制冷季气温平均值,人员设备负荷处于正常状 in t out t G W W Q COP= 3600 ) ( out in P t t G c Q - = ρ ? cos 3UI W=
态。 冷机群控策略就是否节能,最终还需考察冷水机组得COP值。冷机群控要尽量使冷机得COP值最大,从而使冷机在能源使用率最高得状态运行。 运行策略示例: 每增加新一组设备时,判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量得15%,例如现在已经开启一组,而冷量要求超出冷水机组制冷量得15%,再延时20~30 分钟后判断负荷继续增大时,即开启新一组设备。 关闭一组设备得判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量得90%,例如现在已经开启多组机组,且冷量在逐渐下降,在冷量要求低于正在运行多组冷水机组得90% 以下,且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化,即关闭其中一组运行时间较长得冷水机组及附属设备。 3、最少运行台数法由于冷水机组COP值最高得区域在70%-100%负荷,如下图 : 因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高得区域在70%-100%负荷内运行,尽量减少冷水机组运行台数。 4、机组联锁控制启动:冷却塔蝶阀开启,开冷却塔风机,冷却水蝶阀开启,开冷却水泵,冷冻水蝶阀开启,开冷冻水泵,开冷水机组。停止:停冷水机组,关冷冻泵,关冷冻水蝶阀,关冷却水泵,关冷却水蝶阀,关冷却塔风机、蝶阀。 5、提高冷冻水出水温度得设定冷冻水供水温度得优化控制用来优化冷水机组与冷冻水分配系统得运行,在满足建筑冷负荷需要得同时,实现制冷水机组与冷冻水泵能耗得最小。 当冷冻水得供水温度升高时,空调末端系统得传热效果将会恶化,因此需要更多得冷冻水量,冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时,末端得传热效果将会改善,因此需要较少得冷冻水量,但就是随着冷冻水量得减少,制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低,因此会增加制冷压缩机得能耗,合理得优化方法应该使冷水机组与冷冻泵得总能耗最小。 在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃,但冷机运行多数情况就是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度,可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃,通常情况可以节电5%-10%。
冷水机组节能方法
冷水机组的控制 监控内容控制方法 1. 冷机启 动当室外温度低于设定要求的时候，冷水机组停止运行；当室外温度>设定点＋波动范围的时候制冷机组将重新启动来满足空调的要求。按照目前节能要求设定点为26℃，波动范围3-5℃。 2. 机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率, 机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。 冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行。 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得： 编号物理量符号单位 测点位 置 测量仪器1 冷机进出口冷冻 水水温 ℃ 冷机冷 冻水干 管进出 口 热电偶或温度 自记仪 2 冷机冷冻水流量m3/h 冷机冷 冻水干 管 超声波流量计 3 冷机耗电量kW 冷机配 电柜 电功率计 通常，选取以下两种工况测量瞬态COP： 一、冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 二、典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正 in t out t G W W Q COP= 3600 ) ( out in P t t G c Q - = ρ ? cos 3UI W=
常状态。 冷机群控策略是否节能，最终还需考察冷水机组的COP值。冷机群控要尽量使冷机的COP值最大，从而使冷机在能源使用率最高的状态运行。 运行策略示例： 每增加新一组设备时，判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量的15%，例如现在已经开启一组，而冷量要求超出冷水机组制冷量的15%，再延时20~30 分钟后判断负荷继续增大时，即开启新一组设备。 关闭一组设备的判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量的90%，例如现在已经开启多组机组，且冷量在逐渐下降，在冷量要求低于正在运行多组冷水机组的90% 以下，且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化，即关闭其中一组运行时间较长的冷水机组及附属设备。 3. 最少运行台数法由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，如下图： 因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高的区域在70%-100%负荷内运行，尽量减少冷水机组运行台数。 4. 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，开冷却塔风机，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。 5. 提高冷冻水出水温度的设定冷冻水供水温度的优化控制用来优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷需要的同时，实现制冷水机组和冷冻水泵能耗的最小。 当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果将会恶化，因此需要更多的冷冻水量，冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果将会改善，因此需要较少的冷冻水量，但是随着冷冻水量的减少，制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低，因此会增加制冷压缩机的能耗，合理的优化方法应该使冷水机组和冷冻泵的总能耗最小。 在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃，但冷机运行多数情况是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度，可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃，通常情况可以节电5%-10%。
冷水机组运行组合方式的节能控制策略 2010-9-7高亚锋李百战章文洁陈玉远 分享到： QQ空间新浪微博开心网人人网 摘要：结合工程实例，以能效比(EER)作为评价指标，探讨了空调系统冷水机组最佳运行组合方式。与根据实测冷负荷开启相应制冷量冷水机组的运行组合方式相比，冷水机组、冷水泵、冷却塔、冷却水泵的总耗电量可降低4.8%。 关键词：冷水机组；能效比；制冷性能系数 Control Strategy for Energy Saving of Combined Operation Mode of Chiller GAO Ya-feng，LI Bai-zhan，ZHANG Wen-iie，CHEN Yu-yuan Abstract：Based on case study，taking the energy efficiency ratio(EER)as an evaluation index，the optimal c ombined operation mode of chillers in air-conditioning system is investigated and compared with the combin ed operation mode of chillers generating the corresponding refrigerating capacity simply based on the meas ured cooling load. The total electric consumption of chillers，cold water pumps，cooling towers and cooling water pumps can be reduced by 4.8%. Key words：chiller；energy efficiency ratio(EER)；coefficient of performance 1 概述 目前，中国每年竣工的建筑面积中公共建筑约4×108m2，在酒店、办公、商场、教学楼等大型公共建筑中，空调系统能耗占建筑总能耗的50%以上，因此公共建筑的节能更应引起社会各方的关注[1～4]。公共建筑的节能应着手于每个环节，空调系统节能首当其冲。空调系统中，冷水机组、冷水泵、冷却水泵及冷却塔是系统中耗能较高的设备，根据冷负荷对冷水机的运行合理配置，可以提高空调系统的节能率，且易于实现。 对于冷水机组运行的控制是在满足末端负荷要求的前提下，根据冷负荷合理确定冷水机组的运行组合方式，使空调系统具有较高的工作效率，又不至于频繁启停冷水机组，这对于保障冷水机组安全、可靠、节能运行有着重要意义。冷水机组的运行的控制方法有压差旁通控制法、回水温度控制法、负荷控制法[5]。目前由于旁通管的选择、温度和流量传感器精度不高等因素，不同程度降低了以上3种方法对冷水机组运行的控制精度。虽然这3种方法可以满足末端负荷需求，却不一定具有最佳的节能效果[6]。对于由多台冷水机组构成的冷源系统，某一负荷下开启冷水机组的方式多样，必然存在一种使得能耗最小的组合，且相对于以上3种控制方式而言易于实现。本文结合工程实例，对冷水机组运行组合方式的节能控制策略进行分析。 2 冷源及空调负荷概况 某教学楼是集教学、科研、办公、会议等功能于一体的综合性建筑。总建筑面积约70032m2，地下3层，地上26层，建筑高99.1m，空调面积约37000m2，教学楼的使用时间为8:00—24:00。空调系统在实际运行中，负荷随着室外温度变化。空调系统在冷负荷范围为0～10%、10%～20%、20%～30%、30%～40%、40%～50%、50%～60%、60%～70%、70%～80%、80%～9 0%、90%～100%的运行时间，分别占总运行时间的11.5%、17.5%、13.3%、12.7%、13.3%、13.3%、8.7%、6.6%、2.3%、0.8%。 对于大型空调系统，为使空调系统在低负荷运行时也有较高的效率，设计人员多采用大容量离心式冷水机组与小容量螺杆式冷水机组进行组合。当负荷较小时，运行螺杆式机组即可。在进行螺杆式机组选型时，可按照离心式机组制冷能力的40%进行选择[6]。该空调系统选用3台离心式机组与1台螺杆式机组，冷水进、出水温度为13、7℃，冷却水进、出水温为32、37℃。冷水机组与附属设备见表1[7]，冷水系统流程见图1。 表1 冷水机组与附属设备[7]
锦州**有限公司 冷水机组、中央空调系统 节能改造方案 制作单位： 制作人:
首先正确理解冷水机组、中央空调系统各个部分的作用与工艺流程结构，对于实现变频节能改造至关重要，从因果关系角度上看，冷媒循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统均是制冷压缩机系统的从动系统。当制冷主压缩机系统的实际需求负荷发生变化时，对冷媒循环水、冷却循环水的需求量和冷却塔的冷却风量也发生相应的变化，正因如此，我们才有实现节能改造目标的可能和必要的依据条件，才能从真正意义上实现动态的“按需分配”控制目标的可能。 冷水机组、中央空调水泵的耗电量约占总系统耗电量的20~40%，故节约低负荷时主压缩机系统和水泵、风机系统的电能消耗，具有极其重要的经济意义。以下按照冷水机组分析，中央空调系统与之相似（冬季供暖运行其节电方式基本相同）。 由于冷水机组系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，几乎绝大部分时间负载都在80%以下运行。通常冷水机组系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷
却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了冷水机组的运行环境和运行质量。 一、增加冷水机组节能系统的必要性 由于设计时，冷水机组系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留10-20% 设计余量，然而实际上绝大部分时间机组是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。 目前水泵系统的流量与压差是靠人工调节阀门和泵开启的台数来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成冷水系统最末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并智能控制开启数量。 采用变频器控制能根据冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速，在满足冷水系统正常工作的情况下使冷却水泵作出相应调节，以达到节能目的。 1、冷水机组运行周期 冷水机组做为工艺用水的动力设施，每年运行7~8个月，冬季机组停机切换到板式换热器运转。 锦州气温曲线图 35 30 25 20 系列1 15 10 5 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 月份
GB19577-2004《冷水机组能效限定值及能效效率等级》 2.《能效标准》主要内容摘录 （1）标准的范围 本标准规定了冷水机组的能效限定值、能源效率等级、节能评价值、试验方法和检验规则。 本标准适用于采用电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组（以下简称：冷水机组）。 （2）基本的术语和定义 a) 能源效率限定值（the maximum allowable value of energy consumption）冷水机组在额定的制冷工况和规定条件下，能效比的最小值，简称能效限定值。 b) 节能评价值（the evaluating values of energy conservation）在额定的制冷工况和规定条件下，节能型冷水机组应达到的能效比最小值。 c) 能源效率等级（energy efficiency grade）能源效率等级(简称能效等级)是表示产品能源效率高低差别的一种分级方法，依据能效比的大小确定，分成1、2、3、4和5 五个等级，其中1级表示能源效率最高，五级表示能源效率最低。 d) 额定能源效率等级（rated energy efficiency grade）
额定能源效率等级是指由生产厂家在产品上规定的冷水机组的能源效率等级。 （3）能效限定值 水冷冷水机组的能效比实测值应大于等于表1的实测值。 表1 能源效率限定值 （4）能源效率评定方法 a) 能源效率等级评定方法 根据机组的性能系数测试结果，依据表2，判定该机组的额定能源效率等级。产品的性能系数测试值和标注值应不小于其表2中额定能源效率等级所对应的指标规定值。 表2 能源效率等级指标
第二章 LH 系列螺杆式水冷冷水机组(R22) 一、 产品概述 1、产品特点： 在水冷冷水机市场上，效率和运行成本越来越为人们所关注，格力螺杆式水冷冷水机组高效节能，运行稳定可靠，还可以选择附加热回收功能，在制冷运行的同时，可免费提供最高55℃的生活热水，不附加消耗能源。在名义工况下的制冷量围为：190～1700KW ，可广泛适用于各类办公楼宇、医院、学校、商场，也可应用于生产工艺流程的降温。 1） 高效节能 ◆ 采用满液式蒸发方式 A 、 蒸发器中的制冷剂分布更均匀，温度场优化换热效率更高。 B 、满液式蒸发器，大幅度地提高了机组的蒸发温度，提升了机组的换热效率。 C 、通过与高性能高可靠性的专用螺杆压缩机的搭配，大大提升了机组的制冷量和能效比。 D 、热回收时利用制冷产生的余热制取热水，能源利用效率更高，减少了能源消耗和对环境的热污染。 E 、热回收器置于壳管冷凝器中，不附加占用空间，外形简洁美观。 F 、热回收器采用高效换热铜管，抗腐蚀性能强，保证生活热水的清洁卫生。 满液式蒸发方式效果图 ◆ 新型节流 A 、 自动计算最佳能效比值，并快速调节实际值，按需输出进一步优化控制逻辑。 B 、 电子膨胀阀更精确地调节制冷流量及蒸发器液位的变化。 C 、 机组的部分负荷效率始终保持最高，运行围更宽。 ◆ 多机并联、部分负荷效率更高 获 取中国首批冷水机组节能认证证书
A、由于大部分运行时间处于非设计工况，在选择冷水机组时应注意：它不但要满足满负荷的设计 要求，并且在较低负荷时，以及冷却塔水温较低时也能高效运行，相同满负荷能效比的冷水机组，在部分负荷运行费用有时会相差10%以上。 B、部分负荷综合值（IPLV）真实有效反映部分负荷的性能指 标。 C、格力满液式多机并联技术，可设置双机并联运行，也可设 置单机独立运行，部分负荷运行时效率更高，IPLV值可高达 7.5。 部分负荷效果图 ◆容量调节与机组负荷匹配 A、可根据用户需求进行有级或无级容量调节。 B、压缩机在最小负荷位置启动，可对制冷量进行无级调节。 C、无级滑阀调节强制输气，与实际负荷完全匹配。 2）高可靠性 ◆严格实验流程 A、螺杆机组在线检测时，通过具有业最先进的在线检测系 统（机械研究所研制的，具有条形码管理系统以及采用电脑 全自动检测及判定的超大型在线检测系统）。 B、严格按照国标GB/T10870、GB/T18430等的要求执行。 测试图 ◆可靠的回油系统 A、专门针对满液式冷水机组系统，设置低油位保护控制，完全杜绝了压缩机少油损坏的可能性。 B、机械分离和吸附分离相结合的一次及二次油分，保证了油的高效分离。 3）彩色图象显示控制中心 ◆彩色显示中心（用户选配项）
冷水机组的工作原理1.冷水机组的分类及优、缺点冷水机组的分类： 分类方式 种类 分类方式 种类 按压缩机形式分 活塞式螺杆式离心式 按燃料种类 燃油型（柴油、重油）燃气型（煤油、天然气） 按冷凝器冷却方式 水冷式风冷式 按能量利用形式 单冷型热泵型热回收型单冷、冰蓄冷双功能型 按冷水出水温度 空调型（7度、10度、13度、15度）低温型（-5度～-30度）按密封方式 开式半封闭式全封闭式 按载冷剂分 水盐水乙二醇 按能量补偿不同分 电力补偿（压缩式）热能补偿（吸收式）
按制冷剂分 R22 R123 R134a 按热源不同（吸收式） 热水型蒸汽型直燃型 各种冷水机组的优缺点 名称 优点 缺点 活塞式冷水机组 1.用材简单，可用一般金属材料，加工容易，造价低 2.系统装置简单，润滑容易，不需要排气装置 3.采用多机头，高速多缸，性能可得到改善 1.零部件多，易损件多，维修复杂，频繁，维护费用高 2.压缩比低，单机制冷量小 3.单机头部分负荷下调节性能差，卸缸调节，不能无级调节 4.属上下往复运动，振动较大 5.单位制冷量重量指标较大 螺杆式冷水机组 1.结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长 2.圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小 3.压缩比可高达20，EER值高 4.调节方便，可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著
5.体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组 6.对湿冲程不敏感 7.属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题 1.价格比活塞式高 2.单机容量比离心式小，转速比离心式低 3.润滑油系统较复杂，耗油量大 4.大容量机组噪声比离心式高 5.要求加工精度和装配精度高 离心式冷水机组 1.叶轮转速高，输气量大，单机容量大 2.易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低 3.单位制冷量重量指标小 4.制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好 5.EER值高，理论值可达 6.99 6.调节方便，在10%~100%内可无级调节 1.单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳 2.对材料强度，加工精度和制造质量要求严格 3.当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快 4.离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险 模块化冷水机组 1. 系活塞式和螺杆式的改良型，它是由多个冷水单元组合而成 2. 机组体积小，重量轻，高度低，占地小
冷水机组的控制 监控容控制方法 1. 冷机启 动当室外温度低于设定要求的时候，冷水机组停止运行；当室外温度>设定点＋波动围的时候制冷机组将重新启动来满足空调的要求。按照目前节能要求设定点为26℃，波动围3-5℃。 2. 机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率, 机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。 冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行。 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得： 编号物理量符号单位 测点位 置 测量仪器1 冷机进出口冷冻 水水温 ℃ 冷机冷 冻水干 管进出 口 热电偶或温度 自记仪 2 冷机冷冻水流量m3/h 冷机冷 冻水干 管 超声波流量计 3 冷机耗电量kW 冷机配 电柜 电功率计 通常，选取以下两种工况测量瞬态COP： 一、冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 二、典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正 in t out t G W W Q COP= 3600 ) ( out in P t t G c Q - = ρ ? cos 3UI W=
常状态。 冷机群控策略是否节能，最终还需考察冷水机组的COP值。冷机群控要尽量使冷机的COP值最大，从而使冷机在能源使用率最高的状态运行。 运行策略示例： 每增加新一组设备时，判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量的15%，例如现在已经开启一组，而冷量要求超出冷水机组制冷量的15%，再延时20~30 分钟后判 断负荷继续增大时，即开启新一组设备。 关闭一组设备的判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量的90%，例如现在已经开启多组机组，且冷量在逐渐下降，在冷量要求低于正在运行多组冷水机组的90% 以 下，且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化，即关闭其中一组运行时间较长的冷水 机组及附属设备。 3. 最少 运行台数 法 由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，如下图： 因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高的区域在70%-100%负荷运行，尽量 减少冷水机组运行台数。 4. 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，开冷却塔风机，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。 5. 提高冷冻水出水温度的设定冷冻水供水温度的优化控制用来优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷需要的同时，实现制冷水机组和冷冻水泵能耗的最小。 当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果将会恶化，因此需要更多的冷冻水量，冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果将会改善，因此需要较少的冷冻水量，但是随着冷冻水量的减少，制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低，因此会增加制冷压缩机的能耗，合理的优化方法应该使冷水机组和冷冻泵的总能耗最小。 在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃，但冷机运行多数情况是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度，可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃，通常情况可以节电5%-10%。
提高冷水机组运行效率的18个方法 空调系统通常是整个楼宇中消耗能源最大的系统，有时甚至占到全部耗能的40%~60%。所以，改善空调系统的运行效率能显著降低整个楼宇的运营成本，同时又不会给居住者带来任何不适。 冷水机组机房是对空调系统进行改良的一个重要环节。以下介绍了18个降低离心式水冷冷水机组运行成本的方法。大部分的改进措施只需少量投资或根本不需要投资。 采取节能措施主要针对以下三个方面。部件方面：包括正确地操作和保养冷水机组。调整最佳的水温和流量；系统方面：在不同的负荷条件下，对多台机组进行最佳的运行组合；改造方面：是指利用最新的节能技术对现有的机组进行改造。 正确的维护保养步骤和精确的数据记录是对冷水机组运行效率进行改善的基础。劣质的保养会使机组的实际运行状况与设计状态向去甚远。这样的状况包括不正确的水温控制，制冷剂的充注量偏少，存在泄漏点，冷凝器铜管的脏堵，等等。正确的维护保养能避免上述情况的发生，将冷水机组的能耗控制在设计范围之内。 为改善机组的运行效率，首先要对机组的运行状态参数有精确地记录。记录“运行日志”是一个最好的跟踪机组运行状态，发现异常变化的方法。没有精确的运行数据的记录，就不可能发现机组在效率方面存在的缺陷，不能找出相应的合理解决方案。同时也不能衡量机组能量转换的效果究竟如何。而且，机组的维护保养可能会被忽略，运行费用会在不知不觉中上升，甚至可能对机组的主要部件的安全构成威胁。没有精确的运行数据记录，你会发现想要实施以下所讨论的任何有关经济运行的措施都是非常困难的。 部件方面的改善机会 1.正确设定冷冻水的出水温度。 在一年中的大部分时间，机组是部分负荷状态运行的。在此期间由于环境温度不高，湿度也偏低，总体来说对制冷量的需求不是很大。在部分负荷的运行条件下，由于除湿部分的负荷减小，末端风机盘管的水温即使稍有提高，也能制得需要的室内温度。通常来说，提升冷冻水的出水温度就能降低压缩机运行压头，从而起到节能的效果。 以上的概念长期以来一直为空调业界所接受。最新的针对固定转速的离心机组的研究发现只有在机组的运行负荷在40%~80%的范围内，上述理论是成立的。在此区间，冷冻水出水温度每提升1°F可节能0.5%~0.75%（相对于满载运行能耗，下同）。而令人惊讶的是，当固定转速的离心机组运行负荷低于40%的情况下，提升冷冻水出水温度反而会增加机组的耗能。 另一方面，对于安装了变频装置的离心机组，其提升冷冻水出水温度后的节能效果就非常显著。一般在低于80%的负荷条件下，每提升1°F的冷冻水出水温度，可节能2%~3%。而且，即便机组的运行负荷低到10%，这样的节能效果依然存在。 2.保持适当的制冷剂充注量。 制冷剂充注不足或过量会使热交换的效率下降，导致压缩机压头增加，能耗增加。制冷剂在蒸发器中的液位异常会使蒸发温度下降，而蒸发温度每提升1°F，机组就可以节省1.5%
冷水机组运行中节能管理分析 随着科学技术的飞速发展，工农业生产水平的提高，人民文化生活的改善，空气调节在我国的应用日趋广泛。空调的耗能量越来越大．怎样在空调系统的操作、运行与管理中节能．是摆在从事这一工作的人员面前的一个重大课题。要使空调冷水机组的工作做到节能，操作人员要了解机组及整个空调系统的工作原理和适应机组特点的操作程序．严格按制冷机组的使用说明书操作，保证机组的安全运行。 要做好空调的节能．首先就必须纠正各种误操作。误操作比较普遍的是对冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔系统的操作下面就冷水机组运行与管理中的节能分四个同题进行阐述： 1 冷冻水系统的操作 “空调用冷水机组一般是在标准工况所规定的冷水回水温度12℃，供水温度7 ℃，温差为5℃的条件下运行的。对于同台冷水机组来说，其运行条件不变，外界负荷一定的情况下，冷水机组的制冷量是一定的。此时．通过蒸发器的冷水流量与供、回水温差成反比，即冷水流量越大，温差越小；反之．流量越小，温差越大所以，冷水机组工况规定冷水供回水温差5 ℃，这实际上是规定了机组的冷水流量。这种冷水流量的控制就表现为控制水通过蒸发器的压力降在标准工况下，蒸发器上冷水供回水压降调定为49kPa (0．5 kg／cm ) 。 在冷冻水系统的实际操作中，往往存在着以下几种误操作： (1)一些空调主机房的操作人员开机时未严格按照机组的运行参数调节冷冻水进出水压力降．往往调得高于运行参数，当压力降过高时．不是关小冷水泵出水阀．而是采取打开另一台不运行机组蒸发器进出水阀．将过多的水从另一台机组蒸发器放走．以降低压力降，导致人为增加冷水泵的运行电流，造成电的浪费。 (2)开机时．未先将不开机组蒸发器上的进出水阀关闭，造成一部分冷水从不开的机组蒸发器内流走，影响工作状态下机组的制冷效果。 以上两种误操作，主要原因是： (1)操作人员不了解机组的运行原理，仅仅满足于能开启主机就行。 (2)操作人员怕麻烦，不愿去调节水阀，怎么方便就怎么操作(有的机房位置小，水阀安装在高空，水阀阀杆长，旋转圈数多．操作起来不方便) (3)有的操作人员甚至管理人员误认为增加冷冻水压就必然增加制冷量冷冻水系统正确的操作方法是： (1)开机前关闭不运行机组的冷冻水进水阀，防止窜水现象发生。 (2)打开需运行机组蒸发器上的进出水阀，开启相应的冷冻水泵，将蒸发器进出水压力降调至49kPa(0．5 kg／cm )左右(可根据机房的实际设计压力降调节，一般以能克服管路中的阻力为基础，尽量降低压力降，以减少水泵的耗电量)。
文章编号：CAR146 离心式冷水机组能量调节方法的节能特性分析 王生龙胡洪明 (江森自控楼宇设备科技（无锡）有限公司，无锡 214028) 摘 要介绍了导流叶片与变频调速的能量调节技术应用于离心式冷水机组中的原理和节能的机理。通过试验研究，分析了该技术对部分负荷性能参数（IPLV/NPLV）、不同负荷下的制冷系数以及压缩机的效率的影响，对如何在实际工程应用中有效利用该技术提出了指导。 关键词离心式冷水机组导流叶片变频调速 IPLV 节能 ENERGY SAVING CHARACTER ANALYSIS OF LOAD REGULATION METHOD ON CENTRIFUGAL CHILLER Wang Shenglong Hu Hongming (Johnson Controls Building Efficiency Technology (Wuxi) Co., Ltd, Wuxi 214028) Abstract Introduce the principles of using Variable Speed Drive (VSD) technology in centrifugal chiller and its energy saving mechanism is analyzed as well. Its impact on Part-Load Value (IPLV/NPLV), Coefficient of Performance (COP) and compressor efficiency under different load are analyzed after test. This provides a guide to adopt this technology effectively in actual projects. Keywords Centrifugal chiller Pre-rotation vane Variable speed IPLV Energy saving 制冷空调已经日益成为普及性应用的产品。据初步估计，目前有超过15%的世界生产的电能用于制冷空调设备。在我国，国民经济高速发展已经使我国成为了世界排名第二的能耗大国。制冷空调产品更是消耗了约20%的电能[1]。冷水机组作为最主要的空调产品，其能耗占空调系统总能耗的60%~70%[2]，其效率的提高对实现节能降耗尤为重要，因此它们的节能特性更应引起足够的关注。 设计单位在冷水机组选型时往往会根据当地的全年最高负荷或气温来选择机组的容量。但一年的最高负荷或气温只出现在几天的某个时间段。此外，为保证设计的可靠，设计单位还会考虑一定的制冷量安全余量来选择机组。所以对于绝大部分的应用，冷水机组几乎都是在部分负荷或非设计工况下运行。据ARI的研究，空调系统全年有99%的时间是在部分负荷状态下运行的。因此机组在部分负荷以及变工况下的运行特性才开始日益倍受关注，IPLV[3]逐渐成为衡量冷水机组节能的最重要指标。 作者简介：王生龙，（1979- ），男，设计工程师 离心式冷水机组具有单机冷量大、体积小、运行可靠等特点，并且应用范围相当广泛。通常离心式压缩机为适应部分负荷而采用的能量调节的方式有三种：进/出口节流调节、导流叶片调节以及变频调速调节。由于进/出口节流调节方法纯粹通过强制节流的方式改变压缩机的特性曲线，虽然操作简单，但效率较差，在离心式冷水机组上并不常见。目前市场上常见的定频离心式冷水机组大多采用简单的导流叶片调节的方式来控制压缩机的流量，从而达到减载的目的。但是导流叶片调节方法也存在能量的损耗。市场上新出现的变频离心式冷水机组采用变频调速与导流叶片相结合的能量调节方法，不仅大大拓宽了机组的运行范围，而且更加节能。 文章分析了导流叶片和变频调速调节的原理，并通过实际不同应用场合和工况下机组使用情况的对比分析，阐述了导流叶片和变频调速调节相结合的调节方法的节能效果。 1 离心式压缩机能量调节原理
冷水机组的控制 令狐文 艳 监控内容 控制方法 1. 冷机启 动当室外温度低于设定要求的时候，冷水机组停止运行；当室外温度>设定点＋波动范围的时候制冷机组将重新启动来满足空调的要求。按照目前节能要求设定点为26℃，波动范围3-5℃。 2. 机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率,机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。 冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行。 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得： 编号物理量符号单位 测点位 置 测量仪器1 冷机进出口冷冻 水水温 ℃ 冷机冷 冻水干 管进出 口 热电偶或温度 自记仪 2 冷机冷冻水流量m3/h 冷机冷 冻水干 管 超声波流量计 3 冷机耗电量kW 冷机配 电柜 电功率计通常，选取以下两种工况测量瞬态COP： in t out t G W W Q COP= 3600 ) ( out in P t t G c Q - = ρ ? cos 3UI W=
1冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 2典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正常状态。 冷机群控策略是否节能，最终还需考察冷水机组的COP值。冷机群控要尽量使冷机的COP值最大，从而使冷机在能源使用率最高的状态运行。 运行策略示例： 每增加新一组设备时，判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量的15%，例如现在已经开启一组，而冷量要求超出冷水机组制冷量的15%，再延时20~30 分钟后判断负荷继续增大时，即开启新一组设备。关闭一组设备的判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量的90%，例如现在已经开启多组机组，且冷量在逐渐下降，在冷量要求低于正在运行多组冷水机组的90% 以下，且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化，即关闭其中一组运行时间较长的冷水机组及附属设备。 3. 最少运行台数法由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，如下图： 因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高的区域在70%-100%负荷内运行，尽量减少冷水机组运行台数。 4. 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，开冷却塔风机，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。 5. 提高冷冻水出水温度的设定冷冻水供水温度的优化控制用来优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷需要的同时，实现制冷水机组和冷冻水泵能耗的最小。当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果将会恶化，因此需要更多的冷冻水量，冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果将会改善，因此需要较少的冷冻水量，但是随着冷冻水量的减少，制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低，因此会增加制冷压缩机的能耗，合理的优化方法应该使冷水机组和冷冻泵的总能耗最小。 在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃，但冷机运行多数情况是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度，可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃，通常情况可以节电5%-10%。 实际应用过程中，应依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
冷水机组的控制 监控内容控制方法 1. 冷机启 动当室外温度低于设定要求的时候，冷水机组停止运行；当室外温度>设定点＋波动范围的时候制冷机组将重新启动来满足空调的要求。按照目前节能要求设定点为26℃，波动范围3-5℃。 2. 机组群控冷水机组群控需根据建筑所需冷负荷,机组瞬时功率, 机组运行能效比瞬态值（COP）、机组运行能效比累计值及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。 冷水机组群控策略的目的是尽量让冷水机组处于最高的效率下运行。 冷机COP瞬态值可通过如下方法测得： 通常，选取以下两种工况测量瞬态COP： 一、冷负荷最大的工况。如：出现室外气温达到最高值，人员负荷达到最高值等情况。 二、典型工况。如：室外气温接近当地制冷季气温平均值，人员设备负荷处于正 W Q COP= 3600 ) ( out in P t t G c Q - = ρ ? cos 3UI W=
常状态。 冷机群控策略是否节能，最终还需考察冷水机组的COP值。冷机群控要尽量使冷机的COP值最大，从而使冷机在能源使用率最高的状态运行。 运行策略示例： 每增加新一组设备时，判断冷量条件为计算冷量超出机组总标准冷量的15%，例如现在已经开启一组，而冷量要求超出冷水机组制冷量的15%，再延时20~30 分钟后判 断负荷继续增大时，即开启新一组设备。 关闭一组设备的判断冷量条件为计算冷量低于机组总标准冷量的90%，例如现在已经开启多组机组，且冷量在逐渐下降，在冷量要求低于正在运行多组冷水机组的90% 以下，且延时20~30 分钟后判断冷量条件无变化，即关闭其中一组运行时间较长的冷 水机组及附属设备。 3. 最少 运行台数 法 由于冷水机组COP值最高的区域在70%-100%负荷，如下图： 因此机组群控应该尽量让冷水机组在COP值最高的区域在70%-100%负荷内运行，尽 量减少冷水机组运行台数。 4. 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，开冷却塔风机，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。 5. 提高冷冻水出水温度的设定冷冻水供水温度的优化控制用来优化冷水机组和冷冻水分配系统的运行，在满足建筑冷负荷需要的同时，实现制冷水机组和冷冻水泵能耗的最小。 当冷冻水的供水温度升高时，空调末端系统的传热效果将会恶化，因此需要更多的冷冻水量，冷冻水泵能耗将增加。当冷冻水供水温度降低时，末端的传热效果将会改善，因此需要较少的冷冻水量，但是随着冷冻水量的减少，制冷水机组蒸发温度及蒸发压力也会降低，因此会增加制冷压缩机的能耗，合理的优化方法应该使冷水机组和冷冻泵的总能耗最小。 在设计负荷时冷冻水温度因该在设计温度7℃，但冷机运行多数情况是在部分负荷。因此在部分负荷时冷冻水供水温度不一定要在设计温度，可以通过系统再设定适当提高冷冻水供水温度到7-9℃，通常情况可以节电5%-10%。