楼宇自控(BAS)系统中冷水机组群控策略

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m 楼宇自控（BAS）系统中冷水机组群控策略

摘 要：本文分析与比较了几种可能的群控模式, 如回水温度控制法,流量控制法,热量控制法,流量/热量控制法,压差控制法,压差/流量控制法,与冷冻机数据接口相结合的群控法及几种特殊的控制方法

1、 冷水机组群控的意义

1．1 节能

–根据系统负荷的大小，开启相应的机组，从而节能，并节省运行费用。 –停开相应水泵，或降低水泵电机转速，从而达到节能的目的。

1．2 长寿命运转

–积极群控，有助于延长机组寿命，提高设备利用效率。

1．3 设备保护

–合理群控，使系统更舒适，避免过冷，更容易达到设计要求

2、几种可能的群控模式分析

2．1 回水温度控制法

2．1．1 回水温度控制法原理

通过测量空调系统中冷冻水系统回水的温度，根据其值的大小，从而决定开

启冷水机组的台数，达到控制冷水机组台数的目的。 2．1．2 回水温度控制法控制流程图1

2．1．3 回水温度控制法的分析

1：回水温度适应性较差，尤其温差小时，误差大，对节能不利。

2：可用于冷冻机的低温保护和报警。

3：但装置简单，价格便宜。

4：判据不明确。

2．2 流量控制法

2．2．1 流量控制法控制原理

通过测量冷冻水流量获得流量信号，然后再把此流量值与冷水机组的额定流量进行比较，从而实现对冷水机组的台数控制。

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m 2．2．2 有关流量控制法的分析

流量控制的原理是基于这样三个假定

1：负荷与流量成正比

2：冷冻水供回水温差恒定

3：在设计工况之下运行

但实际上，这三个假定一个也不能成立，更不可能同时成立。

流量控制法虽能保证系统流量，避免冷水机组蒸发器结冰，但并不能很好的适应系统负荷的变化。因为盘管的传热量和流量并不是线性关系。实验和研究表明，冷冻水流量和建筑物热负荷之间呈对数关系。这种关系伴随着冷冻水入口温度、盘管尺寸结构和盘管表面积和盘管表面接触的空气温度以及气流速度的不同

而变化，所以它不仅是非线性的，还是一个随着多种因素变动的曲线。不能反映

负荷的变化，因而不能有效节能。 2．2 热量控制法

2．3．1 热量控制法控制原理

通过测量冷冻水供回水温度和供（回）水流量获得温差和流量信号，然后将两个信号依据热力学公式计算实际的需冷量，再把此冷量值与冷水机组的产冷量进行比较，从而实现对冷水机组的台数控制。

2．3．2热量控制法控制流程图2 2．3．3 有关热量控制法的分析

热量控制法控制调节和节能效果好。不能保证系统流量以避免冷水机组蒸发器结冰。

2．4 流量/热量控制法

2．4．1 流量/热量控制法控制原理

同时考虑流量与热量控制的作用，这是我们采用的方法之一，我们称之为"流量/热量控制法"。

2．4．2流量/热量控制法一种控制流程图3

2．4．3有关流量/热量控制法的分析

制冷机组群控的目的是正确和适当的解决在工作点区域范围内的控制，其方法是测定某些点的冷冻水流量和整个大楼的空调负荷，以某种算法和判据决定启动或停止一台制冷机组的时机。

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m 如何判定机组开停

判据1：在启动新增加的冷水机组时判定下列两点

1、判定大楼对热负荷的需求恰好超过在线运行的冷水机组的能力时。

2、判定大楼对冷冻水流量的需求恰好超过在线运行的冷水机组的能力时。 3 、以上二条判据任意一条成立，既有效，为充分条件。

判据2：在停止一台运行的冷水机组时判定下列两点

1、如果有N 台冷水机组在线运行，判定一个负荷量的切换点，在这一点，N-1台冷水机组的额定负荷能力恰好等于当前N 台冷水机的负荷量。

2、判定这样一个工作点，在这一点停止一台在线运行冷水机将不会导致大楼对冷冻水的需求量大于其余正在运行的冷水机组的能力。

3 、以上二条判据同时成立才有效，为充分必要条件。

如何判定开停哪一台机组 控制目的 控制制冷机在负荷有效区段40%-100%范围内工作。

机组选择 备选开机条件（在需要开启一台冷水机组时可按）：

1、当前停运时间最长的优先

2、累计运行时间最少的优先

3、或者轮流排队

备选停机条件（在需要停运一台冷水机组时可按）： 1、当前运行时间最长的优先

2、累计运行时间最长的优先

3、或者轮流排队等等

2.5 压差控制法

2．5．1 压差控制法控制原理

集水器和分水器之间旁通管路上设有压差电动调节阀。供回水总管之间压差增大，说明用户负荷及负荷侧水流量减少，则调节旁通阀使其开度变大。但仅根据压差进行台数控制是很困难的。压差的信号可以由压差两个压力传感器获取信号后进行计算得到，或者直接由压差传感器得到。 2．5．2 有关压差控制法的分析

每个项目的压差情况是不一样的，因为每个项目的水系统是不一样的。 国内外的某些论文建议取消压差控制，认为判据不明确。

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m 2．6压差/流量控制法

2．6．1 压差/流量控制法控制原理

在压差控制法的基础上，在旁通管上加一个流量计和水流开关，就可以实现台数控制，这是我们采用的控制方法之一，我们称之为"压差/流量法"。

2．6．2压差/流量控制法控制流程图4

2．6．3 有关压差/流量控制法的分析

根据流量与水流开关的判据明确。 要求空调水系统设计合理，水泵流量/扬程选择合理。

2．7 与开利DATAPORT 等数据接口相结合的群控

2．7．1世界上最有影响的几家冷冻空调制造商都声称有一套控制系统，如

Carrie 公司的DATAPORT，BA 系统需要开发与之响应的数据接口，如KMC 公司针对Carrier 产品开发的KMD-5540系列。 2．7．2 Carrier 公司的DATAPORT 等一般只对自己的机组控制负责，让冷冻机组对空调系统负责是一个巨大的误区。

2．7．3充分利用冷冻机组的数据接口，可降低BA 群控系统的初投资，并同时增强BA 系统的监控功能。