靳凯
浙江浙大中控信息技术有限公司 浙江省 杭州市 310000
摘要：本文论述了在中央空调冷冻系统中，对于冷冻水出水温度的控制采用变温度控制，达到提高冷冻系统综合能效比的可行性。
关键词：冷冻系统﹑出水温度﹑水系统﹑风系统
随着社会经济的发展,中央空调在轨道交通领域中已得到广泛的应用。在整个建筑物能耗中,空调系统的耗电量约占40%以上,是实现建筑节能降耗的关键。在中央空调系统设计中,制冷主机冷冻出水温度，均固定在某一温度，控制系统通常将冷冻出水温度设定在7℃左右。为了适应末端负荷的变化控制系统通常对冷冻系统和冷却系统采用变流量系统。即对冷冻水泵和冷却水泵加装变频器，调节水泵电机动力电源的频率进而达到改变水系统流量的目的。
但是这种调节流量的方法，也具有一定的局限性。首先制冷主机因为自身的需要对于流量有流量保护需求，冷冻水和冷却水的流量并不能无限制的调节。其次水泵出于本身冷却的需求，对于电机转速也有一定的要求。
冷冻水水温重设的基本概念已被认可了一段时 间了。当负荷降低时，即使冷冻水出水温度设得高于７℃，冷却盘管也可以产生所需的冷量，这是因为除湿 的需求也更低了。通常，提高冷水机组的冷冻水出水 冷冻主机出水温度可以降低压缩机的压头，从而达到节能的目的。
在传统的中央空调系统中，冷冻水出水温度重新设置所产生的节能是针对定冷冻水流量的。然而，如果系统是变冷冻水水量的话，则需要在实施之前作更多的研究。提高冷冻主机出水温度能减少能耗，但它增加了泵的功率，这是因为对同样的负荷需要有更多的冷冻水流量。机组的节能是否超过新增的泵功率，不同的系统有不同的答案。
目前飞虹路中央空调节能改造项目风系统的调试工作已经完成，在调试过程中针对这一课题进行了现场实测。
测试的条件为：在同一天，相似负荷的、相似室外温度的工况下，其中，
a冷冻出回水温差控制目标值为：5℃；
b冷却回水控制目标值为：30℃；冷却出回水温差5℃；
c 出风温度控制目标值为:18℃
d 站厅、站台温度控制目标值：26℃
e 站台、站厅湿度控制目标值：60％
表1： 杭州2#线飞虹路站数据测试表（7℃工况）
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表1为冷冻出水温度设置为“7℃”的工况下测试的结果：在室外温度29.7℃，室外湿度24.25℃,出水温度设定为7℃的情况下，实时制冷量为：486.1KW，机房总能耗为：105.3KW，机房COP为4.6，系统稳定后，冷冻水流量保持在102.7m3/h。
在冷冻机房中，冷冻水泵运行频率为35.2HZ，冷却水泵运行频率为35.3HZ。其中冷冻出回水温差为:4.2℃,冷却回水温度30.2℃，冷却出回水温差为：4℃。可以看到节能控制系统，在达到了控制目标的情况下，辅助设备做到了尽可能的减少能耗，而机房COP为4.6主要是因为，冷冻出水设置7℃的情况下主机负荷率为91％功耗，主机能耗为83.8KW，也就是说冷冻出水在设置较低的情况下增加了主机的能耗，降低了机房COP值。
在空调末端风系统的控制中，A端的出风温度为：10.9℃，冷冻水阀的开度30％.B端的出风温度10.1℃，冷冻水阀的开度29.8℃。站台平均温度22.52℃，站厅平均温度21.68℃。从数据可以看出，出风温度和使用区域温度远远低于目标值，而相关的设备冷冻水阀开度已达开度控制下限，这种现象的出现是因为水温过低造成。
结论：本项目，冷冻出水温度设置为7℃的情况下，提高了制冷主机的负荷率，增加了制冷主机的能耗，而末端使用区域的实测温度远远低于目标值26℃，造成了不必要的浪费。所以，该工况下的机房COP有较大提高的空间。
表2 杭州2#线飞虹路站数据测试表（10℃工况）
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表2：为冷冻出水温度设置为“10℃”的工况下测试的结果：在室外温度25.25℃，室外湿度28.4℃,出水温度设定为10℃的情况下，实时制冷量为：498.7KW，机房总能耗为：85.6KW，机房COP为5.6，系统稳定后，冷冻水流量保持在102.7m3/h。
在冷冻机房中，冷冻水泵运行频率为35.3HZ，冷却水泵运行频率为35.2HZ。其中冷冻出回水温差为:4.3℃,冷却回水温度26.7℃冷却出回水温差为：4℃。节能控制系统，在达到了控制目标的情况下，辅助设备做到了尽可能的减少能耗，机房COP为5.6，可以看出，在冷冻出水设置10℃为的情况下与7℃、8℃工况相比，机房COP有了较大的提高。主机负荷率降到74％功耗，主机能耗为67.4KW，也就是说冷冻出水在设置10℃的情况下，减少了制冷主机的能耗。
在空调末端风系统的控制中，A端的出风温度为：13.9℃，冷冻水阀的开度30％.B端的出风温度10.9℃，冷冻水阀的开度29.8℃。站台平均温度22.1℃，站厅平均温度12.9℃。从数据可以看出，出风温度和使用区域温度仍低于目标值，而相关的设备冷冻水阀开度已达开度控制下限，这种现象表明系统仍有节能空间。
结论：本项目，冷冻出水温度设置为10℃的工况下，制冷主机的负荷率与7℃和8℃工况相比，制冷主机的能耗降低的幅度明显，机房COP提高显著。而末端使用区域的实测温度仍低于目标值26℃，所以，该工况下的机房COP有提高的可能性。系统节能仍然有进一步挖掘的空间。