暖通节能设计要点之冷水机组的节能控制：
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在现代建筑物中，中央空调系统的能耗约占整个建筑物能耗的50%～60%。而在空调系统中，冷水机组的能耗又是最大的。因此，有效降低冷水机组的能耗是十分重要的。 暖通在线
1、冷水机组的部分负荷性能
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中央空调冷水机组的运行能耗与冷水机组的性能有关，而冷水机组的性能包括全负荷性能和部分负荷性能。
由于空调系统的冷负荷总是随室外气象参数扰动和室内状态的改变而变化的，据统计，冷水机组满负荷的运行时间不到总运行时间的3%，其余绝大部分时间都是在部分负荷下运行，因此冷水机组部分负荷性能对其运行能耗的影响是很大的。
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为了评价冷水机组的部分负荷性能，1992年美国空调与制冷学会ARI 550-92《离心式和回转式螺杆式冷水机组》以及ARI 590-92《容积式冷水机组》两个标准中规定了“综合部分负荷性能系数” IPLV（Integrate Partial Load Value）。IPLV 的计算公式为： 暖通-空调-在线
IPLV = 0.17A + 0.39B + 0.33C + 0.1D nuantongkongtiaozaixian
式中 A、B、C、D分别是冷水机组在100%、75%、50%和25%负荷下的COP 或EER， 式中的系数是冷水机组在评价负荷点运行时的权重系数。 ehvacr.com
IPLV是在25%、50%、75%部分负荷及满负荷情况下的COP或EER的加权平均值，它为衡量冷水机组的部分负荷特性提供了很好的依据。
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1998年，美国ARI又推出了新的标准（ARI—550/590 –98），将所有采用蒸气压缩式制冷循环的冷水机组统一为一个相同的部分负荷评价标准，提出了新的IPLV计算公式：
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IPLV = 0.01A + 0.42B + 0.45C + 0.12D
98标准有了较大的变化，提供了更加宽广范围的运行条件，可以用来表述每一种冷水机组应用的平均值。
按照美国ARI标准，冷水机组的能效比COP 或EER最大点均不在额定负荷（即100%负荷）点上。 ehvacr.com
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2、负荷率对冷水机组能效比C0P的影响
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通常， 随着负荷的变化， 冷水机组的制冷量和能耗都会发生变化，则COP也相应变化，并在某一负荷率下具有最大值。 暖通-空调-在线
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当负荷率在90%～40%时，每产生1kw冷量的耗电比额定负荷时少，而负荷率在10%～40%时，每产生1kw冷量的耗电均比额定负荷时多，因此，负荷率不应低于40%。
负荷率在60%时，每产生1Rt冷量的耗电最少，该冷水机组COP最高。 COP最高点的单位冷量耗电量比额定负荷时低20.09%。 暖通-空调-在线
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因此，为了节能，该离心式冷水机组在负荷率60%左右运行最为经济。
对于吸收式冷水机组，其COP最大点同样不在额定负荷点上。如国内某直燃机生产厂家的产品手册上给出了COP与负荷率的关系，如下表所示。
可以看出，在负荷率在50%时，该直燃机COP最高。最高点的COP比额定负荷时的COP高19.05%。
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因此，为了节能，该直燃机在负荷率50%左右运行最为经济。
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3、冷水机组制冷量与负荷需求的匹配
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中央空调系统不可能总在设计负荷下运行，随着室内外负荷和扰动的变化，空调系统的冷负荷是在不断的发生变化的，空调系统实际上就是一个动态的部分负荷率随变系统。
有统计表明，空调夏季设计日部分负荷出现的时间比率，低于70%的部分负荷运行时间占全天运行时间的63%。 nuantongkongtiaozaixian
冷水机组的制冷量应与空调负荷需要的冷量一致，使制冷剂在蒸发器内吸收的热量正好等于空调负荷的热量，此时的冷水机组工作点称为平衡点。
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实际上，冷水机组的制冷能力和空调负荷都随外部条件（室外气温）而变化，但二者的变化趋势正好相反。 暖通在线
当室外气温升高时，冷水机组的制冷量减少，而空调负荷却增加；相反，当室外气温降低时，冷水机组的制冷量增加，而空调负荷却减小。 ehvacr.com
在两条曲线交点A处，制冷量等于空调负荷，A为平衡点。 在A点的左侧，冷水机组的制冷量大于空调所需负荷，阴影部分表示了冷量过剩；在A点的右侧，制冷量小于所需负荷，阴影部分表示了冷量不足。
实际工程上，总是依最大负荷情况选择空调设备，因此空调设备经常处于A点左侧工作区。 Ehvacr
冷水机组制冷量的过剩，将使制冷剂在蒸发器内不能充分蒸发，达不到规定的过热度，将引起热力膨胀阀关小，制冷剂流动阻力增大，流量下降，机组的制冷量下降，直到与负荷达到平衡。 暖通-空调-在线
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4、基于冷水机组部分负荷效率特性的群控技术
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GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》第5.5.4条中指出：“目前许多工程采用的是总回水温度来控制，但由于制冷机组的最高效率点通常位于该机组的某一部分负荷区域，因此采用冷量控制的方式比采用温度控制的方式更有利于制冷机组在高效率区域运行而节能，是目前最合理和节能的控制方式。”
该标准第5.5.5条又指出，“机房群控是冷、热源设备节能运行的一种有效方式”，“具体设计时，应根据负荷特性、设备容量、设备的部分负荷效率、自控系统功能以及投资等多方面进行经济技术分析后确定群控方案。”
由于空调制冷系统（冷水机组）与空调用冷系统（末端设备）等构成了强相关、强耦合的依存关系，因此，根据空调动态负荷预测和空调负荷率对应的时间頻数分析 ，以空调动态逐时负荷总量、最大量、均值和机组部分负荷性能来匹配合适的冷水机组，这就是基于冷水机组部分负荷效率特性的群控技术。 www.ehvacr.com
因此，在多台冷水机组并联运行时，可根据当前负荷情况和历史记录的冷水机组部分负荷效率特性，选择一种最佳的机组运行台数组合，使得冷水机组都能在高COP状态下运行。基于部分负荷效率特性的冷水机组群控的必要条件： nuantongkongtiaozaixian
其一，建立冷水机组运行特性分析模型，记录各台冷水机组的部分负荷性能特性，为机组效率与负荷间的最佳匹配提供依据。 暖通在线
各种类型的冷水机组其部分负荷性能各不相同，同一种类型的冷水机组其部分负荷性能也有差异。
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利用信息采集技术和计算机技术，可以获得各台冷水机组在不同负荷率（ 40%～100%）下的性能系数COP及变化曲线。 暖通空调zaixian
其二，建立空调负荷动态预测模型，对空调系统负荷进行动态预测，为机组效率与负荷间的匹配创造条件。 nuantongkongtiaozaixian
中央空调负荷的动态性为冷水机组的制冷效率与负荷匹配增加了难度，盲目的调控往往难以获得预期的效果。通过空调负荷预测，为机组的群控（开机、增机、减机、停机）提供依据。 暖通-空调-在线
其三，建立冷水机组冷冻水流量的调控能力，当多台负荷效率特性不同的机组并联运行时，可通过各台机组流量的调节，实现负荷的动态分配，以保证每台机组都工作在COP最大的负荷率上。 暖通百科
如果各台机组的冷冻水流量（负荷）不能调节，即按相同负荷率平均分配各台机组的流量，则冷冻水进入机组换热后，各台机组的冷冻水出水温度可能不一致。
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通过负荷（即流量）的动态分配，可使每台机组尽可能工作在COP最高点的负荷率上或接近最高点的负荷区内，使各台机组的冷冻水出水温度尽可能趋于一致。
其四，建立基于机组效率最佳的群控策略，包括开机、增减机和停机策略。根据负荷及其变化趋势预测，推理计算开机台数组合，判断是否应该增机、减机或停机，计算增减机后各台机组的负荷率及可能的COP，并选择适宜的机组。然后对每台机组的COP进行跟踪验证，并依据负荷变化，动态修正各机组的负荷。 暖通在线
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