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冷機(jī)群控的概念及目的

制冷機(jī)組群控指利用自動控制技術(shù)對同一制冷系統(tǒng)的各臺冷水機(jī)組進(jìn)行自動化的順序啟停控制、冷量輸出控制，從而使冷量供給與末端冷負(fù)荷需求相適應(yīng)。

冷水機(jī)組的群控目的其一是節(jié)能需求，在保 證 制冷機(jī)組冷量輸出可靠的同時(shí)，冷機(jī)能效COP達(dá)到zui優(yōu)。其二是延長設(shè)備使用壽命，采用冷水機(jī)組群控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組輪換、故障保護(hù)、負(fù)荷調(diào)節(jié)，有助于延長機(jī)組壽命，提高設(shè)備利用效率。

制冷機(jī)組群控原理如上圖，x軸是建筑在制冷機(jī)組側(cè)測得的建筑冷負(fù)荷Q，Q=cm（Tg-Th），Q與供冷輸配系統(tǒng)供回水總干溫差及總回水流量有關(guān)。

可見，當(dāng)負(fù)載小于某個(gè)臨界值時(shí)，盡管運(yùn)行i臺冷機(jī)與i+1臺冷機(jī)能達(dá)到同樣的冷量輸出，但運(yùn)行i臺冷機(jī)比運(yùn)行 i+1 臺冷機(jī)總功率更低，因此能效更高。

合理的群控應(yīng)該在i臺冷機(jī)與i+1臺冷機(jī)的功率交點(diǎn)附近進(jìn)行冷機(jī)臺數(shù)切換，保 證運(yùn)行中的冷機(jī)處于高 效率狀態(tài)。

根據(jù)這一原理，已經(jīng)有多種冷機(jī)序列控制方式被開發(fā)并應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中。

冷機(jī)群控策略

目前典型群控策略有以下幾種:

總冷負(fù)荷控制法、供/回水溫度控制法、壓差控制法、基于冷機(jī)負(fù)載電流控制法。

1 回水溫度控制法

回水溫度控制法的原理是假設(shè)冷水系統(tǒng)供水溫度恒定（比如7℃）、冷機(jī)運(yùn)行臺數(shù)恒定、系統(tǒng)流量恒定，通過測量空調(diào)系統(tǒng)中冷水系統(tǒng)回水的溫度，反映系統(tǒng)冷負(fù)荷。

將測定的回水溫度與設(shè)定的冷機(jī)加減載閾值比較，如果回水溫度大于或等于冷機(jī)加載閾值，且該狀態(tài)持續(xù)時(shí)間超過設(shè)定的時(shí)間限值，就加載一臺冷機(jī)，反之如果回水溫度小于冷機(jī)卸載閾值，且該狀態(tài)持續(xù)時(shí)間超過設(shè)定的時(shí)間限值，就卸載一臺冷機(jī)。

此方法回水溫度適應(yīng)性較差，尤其在溫差小時(shí)，誤差大，對節(jié)能不利，因此有一定的局限性。  

且除非系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)，否則系統(tǒng)流量不太可能是恒定的，因此對于絕大多數(shù)系統(tǒng)來說，將定流量作為前置條件并不可靠。但裝置簡單，價(jià)格便宜。

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2 供水溫度控制法

根據(jù)末端需求和冷水機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，對納入群控的冷水機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動加減機(jī)控制和供水溫度控制。

冷機(jī)的具體加減載流程如下：

以下條件同時(shí)滿足且維持一段時(shí)間時(shí)（延遲時(shí)間可設(shè)定），執(zhí)行加機(jī)流程:

1）冷凍水總供水溫度大于溫度設(shè)定值+溫度偏差值（溫度偏差值可調(diào)整設(shè)定）。

2）在線運(yùn)行機(jī)組的負(fù)載率大于某個(gè)設(shè)定值(一般為90%~95%左右)。

3）運(yùn)行冷水機(jī)組的溫度降低速率小于0.5℃/分鐘(具體數(shù)值需冷機(jī)群控制單位根據(jù)調(diào)試結(jié)果設(shè)定)。

以下條件同時(shí)滿足且維持一段時(shí)間時(shí)(延遲時(shí)間可設(shè)定)，執(zhí)行減機(jī)流程:

1）目前運(yùn)行的機(jī)組臺數(shù)多于一臺。

2）運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)載小于某個(gè)設(shè)定值（2臺運(yùn)行時(shí)，設(shè)定值通常為0.5，3臺運(yùn)行時(shí)，設(shè)定值通常為0.67）。

3）冷凍水總供水溫度小于溫度設(shè)定值+溫度偏差值(溫度偏差值可調(diào)整設(shè)定)。    

此控制策略適用于定頻冷水機(jī)組。

3 壓差控制法

壓差控制法是針對變流量系統(tǒng)的，控制原理是系統(tǒng)集水器和分水器之間旁通管路上設(shè)壓差旁通電動閥。

總供回水管之間壓差增大，說明用戶負(fù)荷及負(fù)荷側(cè)水流量減少，則調(diào)節(jié)旁通閥使其開度變大。

但僅根據(jù)壓差進(jìn)行冷機(jī)臺數(shù)控制是很困難的。

壓差的信號可以由兩個(gè)壓差壓力傳感器獲取信號后進(jìn)行計(jì)算得到，或直接由壓差傳感器得到。

有關(guān)壓差控制法的分析：每個(gè)項(xiàng)目的壓差情況是不一樣的，因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目的水系統(tǒng)是不一樣的。因此國內(nèi)外的某些論文建議取消壓差控制，認(rèn)為判據(jù)不明確。

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4 總冷負(fù)荷控制法

根據(jù)公式可知只要分別測量冷水的總流量V和供回水溫差△t,即可得出系統(tǒng)實(shí)時(shí)冷負(fù)荷，再根據(jù)冷負(fù)荷確定需要運(yùn)行冷機(jī)的臺數(shù)。

其冷機(jī)加減載準(zhǔn)則是若測量的冷負(fù)荷大于或等于冷機(jī)加載臨界值，且持續(xù)達(dá)到了設(shè)定時(shí)間，即可加載一臺冷機(jī)；若測量的冷負(fù)荷小于冷機(jī)減載臨界值，且持續(xù)達(dá)到了設(shè)定時(shí)間，即可減載一臺冷機(jī)。

但這種方法存在著溫度和流量的測量誤差。而準(zhǔn)確的流量測量需要在合適的直管段上進(jìn)行，而很多制冷機(jī)房不滿足此條件。

5 基于冷機(jī)負(fù)載電流控制法

制冷機(jī)的控制柜上通常有對電流的實(shí)施監(jiān)測,該方法以在線冷機(jī)壓縮機(jī)電機(jī)的瞬時(shí)電流與滿負(fù)荷電流的比值為表征變量來反映空調(diào)冷負(fù)荷。   

控制原理為：如果在線冷機(jī)的瞬時(shí)電流與滿負(fù)荷電流比值大于或等于設(shè)定的加載閾值,且該狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間超過時(shí)間限定，就加載一臺冷機(jī)。如果在線冷機(jī)的瞬時(shí)電流與滿負(fù)荷電流比值小于設(shè)定的卸載閾值且該狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間超過時(shí)間限制,就卸載一臺冷機(jī)。

此種方法控制精度較高，原理是由于冷機(jī)的效率隨著負(fù)荷率的大小變化，同時(shí)也隨著進(jìn)入冷機(jī)的冷卻水溫度不同而變化，冷水機(jī)組的性能曲線是分別相對應(yīng)不同冷卻水溫的一組曲線。

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