摘 要 文章阐述了冷机台数自动控制的方法，列举了有关参数测量系统组建方案及不正确的测量方法。提出需要有关各专业相互配合，正确设计、施工及调试，才能使系统有可测性、可控性，达到节能效果。

目前，中央空调系统的冷源主要采用两种，一种是机械压缩式制冷，主要形式为以消耗电能换取冷量；另一种是热力吸收式制冷，以消耗热能（燃气、蒸汽、高温热水）换取冷量，其电能或热能的消耗都是可观的，是建筑设备中能耗大户。实际工程中，制冷机组一般设置两台或两台以上。为了减少运行费用、节约能源，多根据实需冷负荷来调节冷机的运行台数，在《在智能建筑设计标准》（ＧＢ－Ｔ５０３１４－２０００）中将冷机台数控制定为甲级设计标准条件之一。

根据我们对实际工程的考查，在冷机台数控制方面有成功的范例，但也有失败的工程，其成功与否，是由设计、施工和调试等诸方面决定的。本文详细阐述了工程中出现的问题，提出解决的办法，与同行商讨，使设计、施工等各个环节保证实际工程能获得可测性、可控性和节能性。

１ 冷机台数控制方式

实际工程中，对制冷系统中的联动控制设备（冷冻泵、冷却泵、冷却塔及相应电动蝶阀等）及制冷机等已纳入ＢＡＳ集散控制系统中，其中对冷机台数控制可分为以下两种方式。

１．１ 操作指导控制

这种控制方式是根据集散监控系统实测冷负荷，一方面显示、记录实际冷负荷；另一方面由操作人员对数据进行分析、判断，实施冷机运行台数控制及相应联动设备的控制。这是一种开环控制结构，其优点是结构简单、控制灵活，特别适合对于冷负荷变化规律尚不清楚和对大型冷机的启、停要求比较严格的场合。这种方法也是实施闭环控制方法的第一步，可为闭环控制摸索经验。但操作指导控制的缺点是仍要人工进行操作，控制过程慢、实时性差，节能效果受到限制。

１．２ 闭环控制

这种控制方式主要是根据实测冷负荷由ＤＤＣ直接数字控制器自动控制冷机运行台数以相应联动设备，同时对冷负荷进行显示和记录。

这种控制方式属闭环控制，由ＤＤＣ直接承担监控任务，所以实时性好，适应性强。并且由于ＤＤＣ计算能力强，可实现各种复杂的控制规律。

以两台冷机台数控制为例，按在线测到的冷负荷ＱＣ与一台冷机额定制冷量ＱＨ相比较，如图１所示，当ＱＣ在ＱＨ以内时，开动一台冷机及相应联动设备，当ＱＣ≥ＱＨ时，经延时（可设定）确认冷负荷有增长趋势，启动第二台冷机及相应联动设备。当负荷减少到ＱＣ≤（ＱＨ－△）时，经延时确认冷负荷有减少趋势，则停止一台冷机及相应联动设备。应说明，启、停冷机的边界条件，例如△值的大小，应根据冷机具体要求而定。

２ 实际冷负荷测量系统的组建及工程中存在的问题

２．１ 冷负荷ＱＣ的计算

冷负荷ＱＣ的计算公式如下：

ＱＣ＝ＣＧ（ｔ２－ｔ１）ｋＷ

式中ＱＣ—冷负荷ｋＷ；

Ｃ—水的比热４．１８６ｋＪ／ｋｇ℃；

Ｇ—负荷回水流量ｋｇ／ｓ

ｔ１、ｔ２—冷冻水供、回水温度℃

应特别说明，公式中Ｇ　　应为由负荷来的总回水流量，不应包括旁通流量；ｔ２应为负荷来的总回水温度，不应是回水与旁通水的混合温度。

２．２　流量测量系统的设计、施工及其存在的问题

2.2.1 供、回水干管连接方式及冷量测量系统的组建

目前，中央空调系统负荷侧水系统多为变流量系统（利用电动两通调节阀调节），而冷源侧是定流量系统（保护冷机）。所以在供、回水系统中设有旁通阀。并利用供、回水干管压差信号，通过ＤＤＣ自动调节旁通阀的开度，维持供、回水干管压差恒定。

常见冷站供、回干管的连接方式及测量组建系统如图２所示，有四种方案。各测量参数都有安装条件，例如流量变送器ＦＴ要求在其安装位置的前、后（按水流方向）有一定长度的直管段要求，一般要求前１０ＤＮ、后５ＤＮＤＮ——安装管直径，这是为了消除管道中流动的涡流，改善流速场的分布，提高测量精度和测量的稳定性。直管段的设计应按照具体流量变送器及管道中阻力件的情况，按说明书要求而定。为了延长流量变送器的使用寿命，要求流量变送器安装在回水管路上，而避免安装在供水管上。

在各种流量变送器中，电磁流量系无阻流元件，阻力损失小、流场影响小、精度高，直管段要求低，是常用的一种流量变送器。例如ＩＦＭ４０８０Ｋ（Ｆ）电磁流量计，当精度为０．３级时，要求前１０ＤＮ，后２ＤＮ；如果要求测量精度低于０．３级，则可放宽到前５ＤＮ，后２ＤＮ的要求。当测量系统不满足测量条件时，轻者测量误差大，重者读数无意义。

2.2.2 各种测量系统优缺点的说明

（１）方案１在分水器与集水器之间连接压差旁通管，由分水器引出一条供水管（到楼上再行分支）由负荷回来一条回水管（在楼上两管汇合）接到集水器上。这种连接方法可以用一个流量变送器测量负荷回水总流量，且较容易满足流量变送器直管段的要求，可从安装条件保证测量精度和稳定性，可测性好。同时由于旁通管连接到集水器与分水器之间，对稳定地调节供、回水压差有利。这是我们推荐的一种方案。

（２）方案２与方案１不同是在集水器安装两个回水管，故需采用两个回水流量变送器和两个回水温度传感器，按下式计算冷负荷。

ＱＣ＝ＣＧ（ｔ２－ｔ１）ｋＷ

式中Ｇ—总回水流量，Ｇ＝Ｇ１＋Ｇ２ｋｇ／ｓ

ｔ２—回水当量温度ｔ２＝ ℃

这种方案虽然增加现场硬件但具有方案１的优点。

（３）方案３的特点是压差旁通管连接在供、回水干管上，按这种连接方法，无论集水器上连接多少个回水管，均可采用一个流量变送器和一个回水温度传感器测量实际冷负荷，减少了硬件投资。但其调节供、回水压差的稳定性不如方案１和方案２的好。这种方案在设计、施工中必须保证安装流量变送器的回水管段足够长，否则也可能失去可测性。

（４）方案４的流量变送器及回水温度传感器设计安装位置是错误的，使系统失去可测性、可控性。方案４这种明显的错误连接，在公开出版的书籍、杂志以及楼控集成商的投标书中不止一次的出现，甚至有些已完工的工程中就是这种连接，造成了浪费，失去了工程测量的实际意义。

除了如方案４这样的错误设计之外，尽管采用方案１～３，但有的设计并没有明确说明测量的安装条件，忽视了对管路长度的要求，也使系统失去可测性。

2.2.3 供、回水干管施工及其存在的问题

冷站供、回水系统施工一般由工程公司水暖工程队实施，按施工程序一般水施在前、弱电施工在后。

由于施工中各工种配合脱节，水施不按仪表安装要求条件布管，仅按水路系统连接，为减少占地面积，使管路安装非常紧凑，无法保证仪表足够长直管段的要求。一旦后期发现要想整改也是非常困难，因为面对的是大口径管路以及冷站面积的限制。

由于设计、施工中存在的问题，未能满足仪表要求的测量条件，使昂贵的仪表闲置不用，造成业主投资上的浪费，又不能起到节能控制作用，无法节省运行费用。这种工程上的失败，是业界的一种悲哀我们呼吁同行能引起重视。

３ 设计、施工及调试中的几点解决方法

３．１ 规划阶段应考虑水路布置

参照实际工程，采用适宜的管路连接方案，保证冷站有足够大的面积，为冷负荷测量准备组建条件。

３．２ 各工种配合至关重要

楼宇控制工程本身就是多工种、多技术的综合工程，参数测量更为重要。需要公用设备工程师、楼控工程师、现场施工工程师紧密配合，相互之间明确要求，才能保证测量系统的正确组建。

３．３ 工程调试最终完成工程的重要环节

（１）系统在软件支持下，应完成制冷系统设备的联动控制，各联动控制之间应有一定的延长时间（以ｍｉｎ计）；

（２）先开环控制，后闭环调整有利于系统投入。在投入闭环控制之前，先行操作指导控制，摸索空调负荷随室外气象条件变化规律及大厦内人员活动的变化因素进行人工操作，记录日启动次数；

（３）启停负荷的边界条件的设定。前面在谈到台数控制时，按实测负荷ＱＣ与冷机单台额定制冷量（满负荷）ＱＨ相比较，决定冷机的运行台数。但是，应考虑到制冷机额定负荷时的ＣＯＰ值，（ＣＯＰ：制冷压缩机的性能系数，ＣＯＰ＝机组的净制冷量／轴功率），并不一定是最高的，而在部分负荷值更高。

当实际负荷值ＱＣ＜ＱＨ时为一台冷机运行及相关联动设备。当ＱＣ≥αＱＨ时启动第二台冷机及相应联动设备。其中系数α可按实际冷机ＣＯＰ值来确定，例如大连三洋制冷有限公司建议启动负荷α值为０．９５，即ＱＣ≥０．９５ＱＨ时启动第二台冷机，停止负荷定在０．５ＱＨ左右，如此前面图１中的△值就可以确定了；

（４）延长时间的设定。程序设定各启停边界条件的延长时间，按大连三洋一般最少为４０ｍｉｎ，其延时长短应根据现场情况酌情调整，对吸收式冷机来说冷机稀释运转时间为５～１５ｍｉｎ；

（５）日启动次数的限定。根据冷机供货厂家的建议冷机日启动次数不宜频繁，以延长冷机寿命，以蒸汽型溴化锂吸收式制冷机为例，连续使用比间歇使用更有利于延期使用寿命。