冷源群控策略

一、系统介绍：

本项目冷源由3台离心式冷水机组及1台螺杆式冷水机组供冷。

本冷源控制系统主要控制以下设备：

1.3台离心式冷水机组，；

2.1台螺杆式冷水机组；

3.4台冷冻水一次泵（三用一备），配套离心式冷水机组；

4.2台冷冻水一次泵(一用一备)，配套螺杆式冷水机组；

5.6台冷供水二次泵（两组，分别服务裙房及办公塔楼）；

6.1台过渡季自然冷源利用板换；

7.7台冷却塔。

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几个方面：

冷水机组

一次冷冻水泵

二次冷冻水泵

冷却水泵

冷却塔

三、控制逻辑

（1）开关机顺序

开机：冷却塔→冷却水泵→冷冻水一次泵→冷冻水二次泵→冷水机组。

关机过程与开机过程相反。

详细说明：

（2）开机条件

系统内的所有设备包括冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔和电动蝶阀都有手动/自动两种模式，在群控状态下，要确定所有设备都处于自动状态。

（3）系统启动参数

群控图形界面上有一个程序设定按钮。当该按钮为ON，程序处于群控状态，在群控状态下，至少一组冷冻设备处于可启动设备队列；当该按钮为OFF，程序处于点动状态，在点动状态下，只有符合点动启动的条件，点动才被允许(例如要开冷冻泵，冷冻蝶阀必须已经开到位，否则点动无效)。

在实际运行过程中经常会出现某台设备不能进入使用的状态（例如在维修状态）。对此，我们为每台设备定义一个软件点。当该软件点位ON时，程序就会将该设备排除在可投入设备队列之外。另外，报故障的设备自动排除在可投入设备队列之外。

通过运行状态点记录各台设备的累计运行时间，设备的投入顺序按照累计运行时间最短的优先投入，累计运行时间最长的优先退出的原则。

（4）控制策略

机组的加减机判断

根据机组COP性能的输入和对当前建筑负荷值的读取，以及对冷却水回水温度的判断，CSM会自动计算当前最佳的机组运行台数组合，结合对机组运行延续性的考虑，对机组进行加减机的控制。如果选定配对中有机组无法投入运行（故障、手自动、通讯故障等），则投入备选机组。备选机组投入时控制程序会选定处于停止状态，可以启动,且运行时间或运行次数相对较少，并且冷量相近的机组作为即将投入运行的机组。

冷水机组及附属设备的联动

A)第一台机组启动

在系统启动第一台机组时，首先打开冷冻水侧阀门；在确认阀门开启后，启动冷冻一次水泵，并通过冷冻水流量传感器（或机组冷冻侧压差）确认冷冻水流量大于机组所需最小流量；之后打开冷却水侧阀门；打开对应冷却塔进出水侧阀门；在确认两处阀门都开启后，启动冷却水泵；之后在进行一定时间的延时确认后（可设置），启动机组。

B)后续机组启动

在启动后续机组时，首先启动机组对应冷冻一次水泵，通过冷冻水流量传感器（或机组冷冻侧压差）确认冷冻水流量大于机组所需最小流量，然后打开冷冻水侧阀门；之后启动冷却水泵；在确认冷却水泵启动后，打开冷却水侧阀门；打开对应冷却塔进出水侧阀门；之后在进行一定时间的延时确认后（可设置），启动机组。

C)最后一台机组停止

在系统停止第一台机组时，首先停止机组；在机组停止后立刻停止所有冷却塔风机的运行；在机组停止后进行一定时间延时（保证机组高低压正常回复）后，停止所有冷冻一次水泵及冷却水泵；在确认冷冻水泵与冷却水泵停止后，关闭冷冻侧阀门；关闭冷却侧阀门；关闭冷却塔阀门。

D)有其他机组运行时的机组停止

在系统中还有其他机组在运行时，系统停止机组时，首先停止机组；在机组停止后进行一定时间延时（保证机组高低压正常回复）后，关闭冷冻侧阀门，冷却侧阀门，对应冷却塔的阀门，并停止对应冷却塔风机的运行；在确认冷却侧阀门关闭后，停止对应冷却水泵和冷冻水泵。

冷却水塔控制

原则上是依据室外湿球温度和出水温度值调节冷却塔风机台数，保证尽量低的冷却水出水温度。这样有助于以提高水冷冷水机组的效率，从而提高整个系统的SCOP。冷却塔出水温度设定值为室外湿球温度加上一定的接近温差（冷幅高）。 Tcwt=Twtb+ΔTapp

同时冷却塔出水温度设定值也不应小于机组高效区间允许的最小设定值，一般为20度。

以上海地区某办公楼为例

冷却塔风机启停台数根据冷水机组开启台数、室外温湿度、冷却水温度、冷却水泵开启台数来确定，具体开启哪台冷却塔风机则由风机的运行时间长短来决定。冷却塔出口温度(制冷主机冷凝器进口温度)是冷却塔风机台数控制的关键参数，其

设定值参考当日的平均湿球温度。冷却塔出口温度与设定值的差值控制区间为l℃ (可调整)。当差值大于1℃ ，并维持 5min(可调整)上升趋势时，开启一台冷却塔风机(开启未运行风机中运行时间最短的)；当差值小于1℃，并维持 5rain(可调整)下降趋势时，关停一台冷却塔风机(关停运行风机中运行时间最长的)。

在高温季节（室外温度大于设定值）时，冷却塔台数控制策略可以考虑N+1台与冷水机组台数作对应。对于双速风机先是逐台顺序开启所有风机的低速档，然后再逐台顺序开启所有风机的高速档，停止时是先顺序停止所有高速档，再顺序停止低速档。

冷却泵

4台大的冷却泵和2台小的冷却泵分别与对应的水冷离心冷水机组及水冷螺杆冷水机组做一对一联动控制，包括备用泵在内的每台冷却泵轮换启停，每台冷却泵的运行时间或运行次数相同，保证每台冷却水泵相同的使用寿命。当选定的或运行的某台冷却水泵出现故障时自动切入待运行的备用泵，同时发出报警提醒。在室外湿球温度高于设定值时冷却水泵变频定速运行，频率依据测定的部分水泵启动情况下，达到机组额定流量所需的频率运行。在室外湿球温度低于设定值时变频运行，控制冷却水回水温度不低于机组高效最佳温度。同时通过对冷却水流量的监控，保证机组冷却水流量不低于最低值。

冷冻二次泵

冷冻二次泵分为2组，分别负责满足2组末端的水量需求，保证末端工作正常。每组水泵可以随系统自动启动，也可以单组分别启动。每组内包括备用泵在内的每台冷冻二次泵轮换启停，每台冷冻二次泵的运行时间或运行次数相同，保证每台冷冻二次泵相同的使用寿命。当选定的或运行的某台冷冻二次泵出现故障时自动切入待运行的备用泵，同时发出报警提醒。每组冷冻二次泵的频率根据各自支管管路的最不利末端的压差进行PID控制加载或者减载，同时在建筑楼层进行检修或维护时，可以切换成按照干管压差设置值进行PID控制。

冷冻二次泵根据水泵效率进行启停的控制，在调试时测定每种组合的效率，根据效率最优原则进行泵组之间的切换。当冷冻泵达到加载水泵频率时（加载水泵频率为测定值），则启动下一台水泵；当水泵启动后，所有水泵频率慢慢达到一致，然后同步增减载，满足负荷需求；当所有水泵频率减小到最低频率设定点后，开始延时，当延时后压差仍未达到设置值，则停止一台水泵。

冷冻一次泵