商业建筑能源管控案例分享—“群策群力”浅谈冷机群控系统（二）
前文与诸君分享了主机群控设计方面的相关要求，今日进步与各位主要研讨主机群控控制策略方面的相关内容。
冷机群控系统是冷站核心系统，特别在自动控制和冷站综合效率提升方面发挥着举足轻重的作用。通过冷机群控系统使制冷站内的各类机电设备相互沟通、协作，共同实现制冷站整体的安全稳定、节能高效运行的目标。
冷机群控以冷机为核心，冷冻泵、冷却泵、冷却塔设备均自动响应冷机的需求，在保证冷机安全运行的前提下，也会根据各自的控制目标进行自动优化调节，如冷却塔风机根据出口水温及出口水温设定值调节运行频率或高低档位；冷冻泵设备一方面响应冷机的需求，保证冷机安全运行的最小流量，另一方面根据空调末端运行水量分配需求进行优化调节。下面将具体阐述具体相关控制策略。
#1冷机启停控制：
1.1 启动控制
系统启动过程：
- 接收到启动指令；
- 启动冷却塔阀门、风机；
- 启动冷水机组蒸发器侧水路阀门、冷凝器侧水路阀门；
- 启动冷冻水、冷却水循环泵；
- 群控系统接收到冷冻机组冷冻侧及冷却侧水流检测信号后判断流量是否达到要求，满足水量要求后启动冷水机组。
- 如果没有收到接收冷冻机组正确运行反馈，则系统认为该冷冻机组不能使用，停止前面发出的所有设备动作指令后重新进行选定冷水机组的程序。
与业界专家交流，关于冷冻泵、冷却泵、冷却塔及其阀门启动顺序并没有严格的约定，泵与阀门也可同时开启，关键是流量满足冷机最小需求才能开主机。实现各台冷水机组及水泵的运行时间均衡，根据要求自动切换机组的运行次序，累计每台机组运行时间，自动选择运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命。
1.2 制冷系统的预冷启动
商业项目经过整晚较长时间的停运，水管内的水温将会升高，且建筑内温湿度也会升高，在新的一天工作开始之前需要提前对水管中的水进行预冷，将水的热量散发掉。此时群控系统建议设置预冷，可以按照项目工作时间设定预冷启动时间，可让公共区域的 AHU 提前运行，提前将室内温度降至舒适温度。
此时群控系统会将1台冷冻水泵作为循环水泵，水泵的频率由最不利末端压差进行控制，如大部分末端还未运行时，也可人为切成按照干管压差进行控制。之后群控系统会将设置为“预冷使用”的机组作为即将投入运行的机组，启动与其相关的辅设（电动阀、冷却泵、冷却塔），辅设状态正确反馈后启动“预冷使用”冷水机组进行系统的预冷，预冷时的冷冻水温度由冷水机组预设的温度值进行自动控制。
如果选定的机组无法投入运行（故障、手自动、通讯故障等），则投入后续机组。后续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。在达到正常运行时间后，系统会进入正常加减载逻辑。预冷时间设定开放到界面物业可自由设定。
在项目初期较低负荷情况下，也可采用管道水蓄冷模式运行。如果末端需求冷负荷小于系统总负荷的10%，系统检测到这种状态后会开启此模式，冷水机组将冷冻水出水温度降到设定值，当控制系统检测到冷冻水回水温度低于设定值+4℃时进入关机状态，所有机组直接关闭，冷却塔，冷却泵延时关闭，冷冻泵继续运行，在冷冻水回水温度高于20℃时再次启动主机。每启动一次水蓄冷模式，必须间隔一段时间之后才可以再次启动水蓄冷模式。也可以结合峰平谷电价灵活掌握。水蓄能模式可以结合当地峰平谷电价、预冷负荷及预冷时间综合考虑。
1.3 停机控制
系统关机过程：
- 接收到停止指令；
- 停止冷水机组；
- 停止冷却塔风机；
- 判断是否满足进出水温度条件；
- 满足冷却水进出口水温条件后，停止冷却水循环泵，关闭冷凝器侧水阀，冷却塔侧水阀；
- 满足冷冻水进出口水温条件后，停止冷冻水循环泵，关闭蒸发器侧水阀。
重点关注停主机后，不能立刻关掉冷冻泵，以免造成结冰炸管的危险。
1.4 制冷系统余冷利用
正常情况下商场在接近营业结束时负荷可能不是很大，同时水管中的冷冻水温度可能还很低，此时可以关闭冷水机组充分利用水管中的余冷去对应负荷。
当群控系统到达设定的“余冷利用”时间后，群控系统停止冷水机组及冷却水泵，剩下冷冻水泵运行。
如果是二次泵系统，可以停止一次泵，运行1~2台二次泵即可。余冷利用启动时间建议为营业截止前半个小时，余冷利用时间设定开放到界面物业可自由设定。
#2冷机并行运行逻辑：
2.1 加减机逻辑
冷水机组的台数控制是根据冷冻水出水温度、末端负荷决定的，当末端负荷增加时，冷冻水出水温度高于设定值、冷冻水温度上升趋势保持15分钟（可设）、当前运行的机组已经满负荷运行时需增加一台机组投入运行。
冷机如设置大小机搭配，群控系统根据负荷需求自动匹配大小机组，如负荷需求在600冷吨以下时开启小机组、在600冷吨至1200冷吨时开启大机组、在1200冷吨至1800冷吨时开启一台大机和一台小机（3台1200冷吨机组，2台600冷吨机组）。
夏季供冷时，不同时段的建筑负荷在时刻变化，因此需要冷量时刻变化，冷水机组群控系统可实时采集系统数据，智能分析系统空调负荷需求。根据建筑内总负荷实时变化，满足末端使用舒适性的前提下，智能调节空调主机供水温度及系统的供水流量，实现冷源及输送系统的整体节能。
冷机如何满足制冷量与末端负荷匹配？同时保证供水温度维持在要求的范围内，又能保证机组运行到性能曲线高效区域，即使其在满足冷量需求的前提下制冷能耗最低。这个控制调节过程是多台冷机间相互迭代计算和耦合控制的过程。
提高冷机效率的核心：根据能效和设备性能提供最优设备运行组合和优化每台冷水机负荷分配，提供智能控制算法以便最大限度的根据负载需求实现节能运行，合理控制冷水机组运行台数，实现最佳系统高效节能运行。
2.2 机组出水温度低温保护
一台机组出水温度低于5℃（防冻保护温度），并持续3秒，则保护停机，延时9分钟停冷却泵，该机组冷冻出水温度高于防冻保护温度+5℃，并且延时定时器计时达到900秒之后可以复位。
王波，1979年，男，学士，研究方向：民用建筑机电系统设计及节能、减碳路径研究及智慧运营管理
