冷冻机房节能方案

苏州3M新材料有限公司

冷水机房节能改造方案

约克（中国）商贸有限公司 YORK(China)Commercial Co.,Ltd.

2009-8-4

前言

好的建筑如同人体一样，躯体健壮、血脉通畅、心脏强劲、大脑清醒。

中央空调主机是建筑的心脏，空调管路系统是建筑的血脉，而自动化技术及管理制度是建筑的大脑。因此，中央空调的设计、选型、安装、使用、保养十分重要，它决定了整座建筑的优劣，尤其决定建筑的运行成本。可是，许多人，往往不重视中央空调，他们一方面忽略空调能源管理，另一方面，却抱怨：中央空调使用费很高！

其实中央空调费用可以很低，全在于用户的选择。

一、 现场概述：

机房内有3台螺杆式冷水机组，冷冻一次循环水泵4台（4*18.5KW），冷冻二次循环水泵6台（2*30KW+4*18.5KW），冷却循环水泵（4*37KW），冷却塔3组。3台冷水机组为并联，每台主机冷冻/冷却水侧分别安装有电动蝶阀。集/分水器，冷却水供回水管间设有旁通调节阀，

二、 控制系统概述：

由于冷源系统内的冷水机组、冷冻泵、冷却泵和冷却塔等设备的能耗占整个中央空调系统能耗的60%或以上，因此对多台冷水机组实施群控是至关重要的。在江森自控--约克的冷水机组群控系统内，多台冷水机、冷却泵、冷冻泵和冷却塔可以按先后次序有序地运行，通过执行最新的负荷优化、匹配程序和预定时间程序，整个冷冻机房可达到最大限度的节能(15%左右)。

控制节能的最终目标是机房所有设备的总能效最高，而不能只是片面的看某一个设备的节能，因此要综合考虑以下四个方面：

z冷水机组

z冷冻水泵

z冷却水泵

z冷却塔

真正是否节能的评价指标就是机房能效，在本控制系统中，将对所有的设备的电功率进行实时监测和记录，并计算整个的冷源系统的能耗值，最终计算整个系统的COP。

注：本方案中COP值单位为KW/KW---即每KW的电量所产生的制冷量，COP值越大表明

机房的效率越高。

冷源系统中每个控制量都会对冷机的特性产生影响，如果事先不知道这种影响的程度，仅仅依靠

各自分散独立的“自私”的控制，并不能达到整体节能的目的。

比如只是单纯的控制水泵和冷却塔风机的运行频率，而全不顾及到当前冷水机组的运行特性和效

率，即使当前水泵为节能状态，如果主机却不是运行最高效点，整个冷冻机房的能耗反而提高了。因

此，节能控制首先必须把握住核心部件-冷水机组。

冷冻机房的用电设备的电功率统计分析如下：

序

号 名称 型号&规格 数量 功率（KW）功率（KW）占总功率%

1 螺杆式冷水机组RTHD,350TON 3

721.8

64%

240.6

2 冷冻水一次泵 Q=270m3/h，H=18.5m 4 18.5 74 7%

Q=200m3/h，H=26m 2 30 60 5%

3 冷冻水二次泵

Q=164m3/h，H=27.8m 4 18.5 74 7%

4 冷却水泵 Q=280m3/h，H=32m 4 37 148 13%

5 冷却塔 3412A/Q(BAC)，Q=325m3/h 3 18.5 55.5 5%

L=28000m3/h

功率总计 1133.3 从上面的冷源系统参数表中可以看出，冷源系统整体设备电功率中主机的电功率为占了整个冷源

系统的64%，水泵电功率占了整个冷源系统的31%，冷却塔电功率占了整个冷源系统的5%。

虽然主机的电功率占的比例最高，但由于主机本身的电功率基数就很高，故主要考虑最大限度的

提供冷冻机高效运行的外围条件，从而优化冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行，才能使整个冷

冻机房达到最大的节能效果。

本节能控制系统采用江森自控产品，江森公司作为历时一百多年的专业楼宇自控公司，其系统和

产品具有先进的性能，可靠的品质。综合约克在空调及制冷行业百年技术和经验，配套针对冷水机

组、冷冻泵、冷却泵及冷却塔整体控制需要的温度、流量和压力传感器等，并提供全内置标准控制软

件、能源策略建议和一套完整的解决方案，完成与冷水机组通讯，无缝集成的冷水机房中央集成控制

系统。

1、提供对于多台冷水机组和它们的附属设备如水泵、阀门、冷却塔等之间的智能化控制构架，

以此来简化操作，优化能量利用和系统性能。

根据冷水机组的运行性能曲线，以主机最高效运行为前提，调节控制冷冻/冷却水泵、冷却塔

风机的最佳运行频率，达到最大的节能目的。

2、冷水机房群控系统（CPA）也能够提升冷水机组报警和排障性能，并且提供综合运行信息从

而更加高效地对冷水机进行维护、修理和能效管理等。可以自由调用冷水机组的内部参数, 达到冷水机组与控制系统本质上的系统集成, 达到系统信息的真实的利用。

3、群控系统能够依据能效和设备的最佳性能，提供最优的设备运行组合，优化主机的运行。系

统能自动预测冷负荷需求/趋势，和待命冷水机的情况来自动选择设备的最优组合，对制冷主机进行排序，用户可以选定超前/滞后冷水机，并重新安排其顺序。

三、 机房节能控制的详细控制策略

原来冷冻水系统为一次定流量系统，二次变流量系统；冷却水为定流量系统。根据机房内设备的参数进行分析、计算和核对，节能控制从以下几个方面进行：

1）冷水主机出水温度重设：

在主机部分负荷下，提高主机的冷冻出水温度，从而提高主机的效率。

2）冷却水泵变频控制：

冷却水泵加装变频器，根据主机的进出水温度以及主机的负荷变化，控制冷却水泵

的运行频率。

3）冷却塔风机变频控制：

根据冷却塔总出水温度，控制冷却塔风机的运行频率，同时综合室外的湿球温度，

对冷却塔进行优化控制，大大减少冷却塔的能耗。

控制系统对以下设备进行监控，具体为：

¾增加1个室外温湿度传感器；

¾3台冷水机组侧冷冻回水流量。

¾4台冷冻一次循环水泵：运行、故障、手自动状态、启停控制，运行时间累积。

¾6台冷冻水二次循环泵：运行、故障、频率、手自动状态、启停控制、频率调节，运行时间累积。

¾4台冷却水泵：运行、故障、频率反馈、手自动状态、启停控制、频率调节、运行时间累积。

¾3只冷水机组主机侧的6只冷冻/冷却水电动蝶阀：开状态、开关控制。

¾2台冷却塔风机采用变频控制，对其控制进行进一步的优化：监视其运行、故障、运行频率、启停控制、频率调节；运行时间累积。