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基金颁发部门:贵州省科技厅;项目名称:建筑物内热能循环利用装置的研究;编号:黔科
合外 G 字(2007)400113 号 ;基金申请人:唐军
一种中央空调冷却水系统节能控制装置
唐军 肖丽萍
贵州大学 贵州 贵阳 550001
摘要:以中央空调冷却水控制系统的工作机理和工作特点为依据,实时跟踪制冷机的排热需
求和冷却塔排热能力的动态变化,建立系统节能的复合控制方案.通过采集冷却水温度信息,
自动选择开环控制方式、模糊控制方式和 PI 控制方式,实现跟踪制冷机排热需求变化的优
化节能,最大限度地降低冷却水泵的能耗.
关键词:节能 复合控制 中央空调 冷却水
中图分类号:TP273 文献标识码:A
1. 中央空调冷却水系统的工作过程
中央空调冷却水系统节能控制的任务是:实时跟踪制冷机的排热需求和冷却塔排热能力
的动态变化.最大限度地降低冷却水泵的能耗.系统实施节能控制的策略和算法,应以其工
作过程的热力和动力学机理为基本依据.
中央空调冷却水系统的基本物理过程是冷却水泵推动冷却水循环流动,通过冷却塔的喷
淋、气化作用,把制冷机工作时产生的冷凝热排入环境大气.制冷机排出的冷凝热 Q = CPF
t,其中:CP 为冷却水的比定压热容,常数;F 为冷却水的质量流量;t 为冷却水流出与
流进制冷机冷凝器时的温度差,冷却塔的排热能力与其自身结构参数有关,还与不少外界因
素有关,其中的重要因素有:冷却水出水温度与环境空气露点温度之间的差值;布水器获得
的喷淋压力;冷却水流量等.
按设计规范配置和运行的冷却塔通常都能保证制冷机最大冷凝热的排热需求.当制冷机
在部分负荷状态下运行、冷却水泵在 50Hz 下定流量工作时,冷却水的出水与进水间的温度
差经常小于 5℃的额定温差,这时,可以在一定的允许范围内对冷却水泵作定温差的变频调
速节能控制,用小流量、大温差工况代替大流量、小温差工况排出等量的冷凝热.水泵变频
调速运行可大幅度节省运输耗能,同时也减轻了因水泵产生的附加负荷.
因为各种原因,也会发生冷却塔的排热能力不能满足制冷机排热需求的情况.这时,冷
却水的出水与进水间的温度差也会小于 5℃的额定温差,但冷却水流出制冷机时的温度有不
断上升的趋势.出现这种排热能力不足情况时,就不能再采用定温差的控制策略.
冷却水系统运行中的以下特点,也必须与以关注:
冷却水泵不是在全封闭的管路中运行的;冷却水泵除了要克服管路阻力外,还必须提供
从布水器到集水面的高差扬程,提供 50KPa 左右的喷淋压力;对不用风机的喷射式冷却塔,
需要的喷射压力会更高些.
降低冷却水流量后,在一定程度上会造成制冷机工作效率下降.冷却水流出制冷机时的
温度一旦高于额定值,制冷机工作效率将急剧下降,甚至会危及运行安全,冷却水流进制冷
机的温度过低,则是溴化锂吸收式制冷机所不允许的.
2. 中央空调冷却水系统节能控制原理框图
中央空调冷却水系统节能控制原理框图见图 1
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图1中,P 为冷却水水泵,由三相异步电动机驱动;L 为冷却塔;T1、T2 分别为冷却水

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