中央空調(diào)水系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜且集成度高的系統(tǒng)，它由空調(diào)主機(jī)、空調(diào)末端、輸送管路、控制閥門(mén)及控制系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)各個(gè)組成部分之間通過(guò)緊密聯(lián)系相互協(xié)作，最終達(dá)到控制室內(nèi)溫濕度，為人們工作和生活提供舒適環(huán)境或?yàn)閿?shù)據(jù)中心、工業(yè)建筑等提供工藝?yán)錈嵩吹哪康摹?br> 合理的空調(diào)水系統(tǒng)控制策略，既能滿足用戶冷熱需求，又可以使系統(tǒng)高效節(jié)能，降低運(yùn)行費(fèi)用。本文介紹幾種常見(jiàn)的水系統(tǒng)控制策略，為從業(yè)者提供些許參考。

空調(diào)水系統(tǒng)干管壓差控制方式

  通過(guò)機(jī)房?jī)?nèi)供回水干管上壓力傳感器維持某固定的差值△P，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷減少時(shí)，水管路由于支路閥門(mén)關(guān)小，實(shí)測(cè)壓差增大，對(duì)比設(shè)定的△P就相應(yīng)降低水泵變頻器頻率，以維持設(shè)定壓差;反之，則提高水泵變頻器的頻率。

利用邏輯控制器對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以在保證供水管路壓力恒定的情況下，使系統(tǒng)的水流量隨著末端負(fù)荷的變化而變化。

在供水管路上設(shè)置壓力傳感器，檢測(cè)管路的供水壓力ｐ，同時(shí)設(shè)定供水壓力的目標(biāo)值P₀，當(dāng)末端負(fù)荷變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)比例式控制閥的開(kāi)度或電動(dòng)二通閥的通斷來(lái)改變流經(jīng)末端設(shè)備的水力特性，引起管道綜合阻力系數(shù)的變化，進(jìn)而影響供水壓力P的變化。
比較壓力傳感器檢測(cè)的壓力P和P₀之間的大小關(guān)系，當(dāng)ｐ＞P₀時(shí)，通過(guò)變頻器減小水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而減?。鹬抵敝僚c設(shè)定值P₀相等。    
反之，當(dāng)ｐ＜P₀時(shí)，通過(guò)變頻器增大水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而增大ｐ值直至與設(shè)定值P₀相等。

.系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)，水泵的運(yùn)行曲線（h-q）為曲線2，管路的特征曲線（r-q）為曲線1，兩曲線相交于點(diǎn)K₁，即為系統(tǒng)的初始運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)。
此時(shí)，系統(tǒng)的流量為q₁，系統(tǒng)的總阻力水頭，也就是水泵的揚(yáng)程為h₁，供水壓力P=P0。
當(dāng)末端負(fù)荷變小時(shí)，減小控制閥的開(kāi)度，流經(jīng)末端設(shè)備的水流量減小，供水壓力P增大，變頻器減小水泵的轉(zhuǎn)速，使供水壓力P繼續(xù)等于P₀，由于水泵轉(zhuǎn)速減小，運(yùn)行曲線（h-q）由曲線２變成曲線５。
隨著控制閥開(kāi)度減小，管道阻抗增大，管路的特征曲線（h-q）由曲線1變?yōu)榍€4。曲線４和曲線５相交于K3點(diǎn)，此點(diǎn)即為系統(tǒng)新的運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)。
此時(shí)，系統(tǒng)的總阻力水頭，也就是水泵的揚(yáng)程仍為h1，水泵的流量也相應(yīng)由q1減小到q2，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量的目的。          冷水系統(tǒng)是態(tài)變化的復(fù)雜系統(tǒng)，如何快速、簡(jiǎn)單、低成本地量化末端用戶需求，并將其體現(xiàn)在水系統(tǒng)層面，是實(shí)現(xiàn)水泵變壓差控制的前提。而如何確定壓差設(shè)定值調(diào)整的時(shí)機(jī)與幅度是變壓差控制的核心。          但是干管壓差控制缺點(diǎn)是不一定能滿足遠(yuǎn)點(diǎn)用戶需求。

空調(diào)水系統(tǒng)管路最小阻力控制方式

此種控制方式要求系統(tǒng)所有控制閥具備閥位信號(hào)反饋功能 ，通過(guò)BA統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的平均開(kāi)度與閥位設(shè)計(jì)值(≈85%)的偏差，改變泵組調(diào)頻來(lái)調(diào)節(jié)供水水管的壓差。    

最小阻力控制主要是根據(jù)空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)中各空調(diào)設(shè)備的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，控制冷熱水循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，使這些調(diào)節(jié)閥中至少有一個(gè)是處于全開(kāi)狀態(tài)。
為了較精確的檢測(cè)出系統(tǒng)的流量和調(diào)節(jié)精度，而且最小阻力控制法是根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)的各調(diào)節(jié)閥閥位來(lái)設(shè)定壓差設(shè)定值的，因此一般要求系統(tǒng)使用的閥門(mén)都是比例調(diào)節(jié)閥。
最小阻力控制的特點(diǎn)：
1）空調(diào)用戶根據(jù)感測(cè)到空調(diào)房間的溫度偏低（夏天），為了滿足空調(diào)舒適性要求,使得空調(diào)房間的溫度升高，調(diào)節(jié)閥根據(jù)溫控器的指示開(kāi)小，閥門(mén)關(guān)小使得通過(guò)空調(diào)末端盤(pán)管的流量變小，閥門(mén)監(jiān)測(cè)器檢測(cè)到閥門(mén)開(kāi)度變小。
通過(guò)系統(tǒng)重新設(shè)定閥門(mén)值使得其開(kāi)度達(dá)到最大，再通過(guò)變頻控制器，調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)到相應(yīng)的流量，如此使其滿足空調(diào)用戶的負(fù)荷要求的同時(shí)閥門(mén)開(kāi)度最大，降低了揚(yáng)程阻力的損耗，節(jié)省了水泵的輸送能耗。
這個(gè)過(guò)程需要控制冷熱水循環(huán)泵轉(zhuǎn)速的控制器與控制各個(gè)空調(diào)設(shè)備的控制器組成了控制通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。              2）控制冷熱水循環(huán)泵轉(zhuǎn)速的控制器可以通過(guò)控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)獲得空調(diào)水系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的信息，從而具備了實(shí)施最小阻力控制的物理?xiàng)l件。而當(dāng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管單元的控制也并入樓宇自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，該控制方案實(shí)施最小阻力控制的條件就幾乎完全具備了。          3）最小阻力控制不需要測(cè)量空調(diào)水系統(tǒng)的供回水壓差。但是,考慮到分散控制的特性，為了使在控制網(wǎng)絡(luò)的通訊發(fā)生故障或中斷時(shí)對(duì)冷熱水循環(huán)泵的控制依然有效，最小阻力控制系統(tǒng)一般要求留冷熱水循環(huán)泵的壓差控制。          4）與定末端壓差控制和定揚(yáng)程控制不同的是，最小阻力控制法實(shí)施的是變壓差控制。由于在這里壓差控制僅僅是分散控制系統(tǒng)的需要而不是最小阻力控制原理本身的需要，相當(dāng)多的最小阻力控制采用了控制冷熱水循環(huán)泵集水器和分水器壓差的方式，由此而繼承了定水泵揚(yáng)程控制的優(yōu)點(diǎn)。
5）最小阻力控制是空調(diào)水系統(tǒng)冷熱水循環(huán)泵控制技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。          此控制策略是管阻最小化作為控制目標(biāo)，節(jié)能效果最好，但投人資金大，調(diào)試難度也大，適合在管理水平較高的工程中使用。

末端壓差控制

本控制策略的要點(diǎn)是 將控制△P點(diǎn)設(shè)在較遠(yuǎn)的常開(kāi)用戶滿足了遠(yuǎn)端用戶，那么近端含全系統(tǒng)用戶的△P都能滿足。          在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，末端設(shè)備盤(pán)管的進(jìn)出水壓差是驅(qū)動(dòng)流經(jīng)末端設(shè)備水流量的決定因素，保證末端的供回水壓差，即可保證空調(diào)末端在額定工況下運(yùn)行。因此，在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，可以以末端供回水壓差作為控制對(duì)象，采取一定的控制邏輯，確?？照{(diào)末端供回水壓差的恒定。

如上圖所示，采用壓差傳感器檢測(cè)末端設(shè)備兩端b、c兩點(diǎn)間的壓差△p，并且設(shè)定△p控制目標(biāo)值為△p0。當(dāng)末端負(fù)荷變化時(shí)（可通過(guò)末端出風(fēng)口溫度傳感器測(cè)定出風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的偏差），通過(guò)調(diào)節(jié)比例控制閥的開(kāi)度，來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)空調(diào)末端設(shè)備的水流量。
由于比例控制閥開(kāi)度的變化，進(jìn)而引起△p值的變化。比較P0△p與控制目標(biāo)值△p0的大小關(guān)系，當(dāng)△p＞△p0時(shí)，通過(guò)空調(diào)冷水泵組變頻器控制減小水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而減小△p值直至等于△p0。反之，當(dāng)△p＜△p0時(shí)，通過(guò)變頻器增大水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而增大△p值至△p0。
結(jié)合上圖可知，系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)，水泵的運(yùn)行揚(yáng)程—流量曲線（h-q）為曲線２，管路的阻力—流量曲線（r-q）為曲線１，兩曲線相交于點(diǎn)K1，即為系統(tǒng)的初始運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)。   

此時(shí)，系統(tǒng)的流量為q1，水泵的揚(yáng)程為h1。h1包含b、c兩點(diǎn)間的阻力，也就是壓差傳感器測(cè)得的壓差△p，其值等于△p₀。另一部分為a、ｂ兩點(diǎn)間阻力和ｃ→ｄ兩點(diǎn)間阻力之和。
當(dāng)末端負(fù)荷變小時(shí)，減小控制閥的開(kāi)度，b→c兩點(diǎn)間的阻力系數(shù)增大，△p增大，變頻器減小水泵的轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)流量降低，使△p繼續(xù)等于△p₀。
由于水泵轉(zhuǎn)速減小，運(yùn)行曲線（h-q）由曲線２變成曲線７。隨著控制閥開(kāi)度減小，a→b→c→d管道阻抗增大，管路的特征曲線（r-q）由曲線１變?yōu)榍€６。曲線６和曲線７相交于k4點(diǎn)，此點(diǎn)即為系統(tǒng)新的運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)。
此時(shí)，水泵的流量由q1減小到q2，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量的目的。
系統(tǒng)的總阻力水頭，也就是水泵的揚(yáng)程由h1變?yōu)閔3。同樣h3包含兩部分：一部分為末端設(shè)備兩端ｂ→ｃ兩點(diǎn)間的阻力水頭h0，也就是壓差傳感器測(cè)得的壓差△p，其值仍等于△p₀；   另一部分為ａ→ｂ兩點(diǎn)間阻力水頭和ｃ→ｄ兩點(diǎn)間阻力水頭的和，由于這兩部分的管道阻抗沒(méi)有變化，而流量變小，所以其值由h1減小到h2。          這種控制模式與恒壓供水壓力控制模式一樣，需要邏輯控制器、變頻器、比例控制閥、傳感器等控制設(shè)備，雖然增加了初投資,但節(jié)能效果更加明顯。
這種控制模式適用于冷熱源主機(jī)房與末端負(fù)荷距離較遠(yuǎn)，且末端負(fù)荷集中在同一個(gè)區(qū)域時(shí)的場(chǎng)景。此時(shí)，將進(jìn)入該區(qū)域時(shí)的供回水壓差作為△p₀進(jìn)行控制。
當(dāng)末端負(fù)荷不集中、分為幾個(gè)不同的區(qū)域時(shí)，可以選擇進(jìn)入最遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)的供回水壓差作為末端壓差進(jìn)行控制。采用這種方法時(shí)，需要同時(shí)兼顧其他區(qū)域的最小保證壓差。因此這種控制模式相對(duì)于恒壓控制模式，控制邏輯更加復(fù)雜。
末端壓差控制策略缺點(diǎn)是一般測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)，安裝實(shí)施難度大。

供回水溫差控制方式

由總供回水管上測(cè)出溫差△t和流量G，計(jì)算出瞬時(shí)負(fù)荷。當(dāng)△t為設(shè)定值時(shí)，改變G就適應(yīng)了瞬時(shí)負(fù)荷Q，根據(jù)實(shí)測(cè)的△t與設(shè)定的的偏差，改變循環(huán)水泵組變頻器的頻率，調(diào)節(jié)流量。

與壓差控制法相比，溫差控制法是一種基于溫度差異來(lái)控制流量的方式。通常，這種方式的應(yīng)用更為廣泛。在溫差控制法下，系統(tǒng)使用溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)回水與供水溫度差異，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整水閥和水泵的開(kāi)度，以達(dá)到穩(wěn)定溫度的控制。

具體來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)供冷工況，供水溫度恒定（供水溫度應(yīng)滿足空調(diào)末端除濕能力，因此對(duì)供水溫度加以限制），當(dāng)回水溫度高于設(shè)定的設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)逐漸增加水泵轉(zhuǎn)速或閥門(mén)開(kāi)度，增加水流量，以此來(lái)降低回水溫度。反之，當(dāng)回水溫度低于設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)逐漸減小水泵轉(zhuǎn)速或閥門(mén)開(kāi)度，降低水流量，以此來(lái)提高回水溫度。
當(dāng)采用定供回水總管溫差控制水泵變速運(yùn)行時(shí)，不管末端負(fù)荷是否均勻變化，無(wú)論系統(tǒng)處于何種工況，所有末端溫差的流量加權(quán)平均值等于設(shè)計(jì)溫差，即管網(wǎng)系統(tǒng)供回水總管溫差總是等于設(shè)計(jì)工況溫差。
水泵采用定溫差控制變速調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，部分負(fù)荷工況下承擔(dān)負(fù)荷的各空調(diào)末端的流量之和等于設(shè)計(jì)工況下這些盤(pán)管的流量和，但每一個(gè)空調(diào)末端的流量并不一定等于設(shè)計(jì)工況下該盤(pán)管的流量，其流量分配的不均勻程度與管網(wǎng)水力平衡狀況和負(fù)荷分布情況有關(guān)。
水泵采用定溫差控制變速運(yùn)行時(shí)，管網(wǎng)系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)存在著一個(gè)壓差控制點(diǎn)，以該點(diǎn)壓差值控制水泵變速運(yùn)行時(shí)能夠使壓差控制法與溫差控制法的調(diào)節(jié)效果一致。
不過(guò)，該點(diǎn)是動(dòng)態(tài)移動(dòng)的且壓差控制值是動(dòng)態(tài)變化的，這個(gè)點(diǎn)在管網(wǎng)系統(tǒng)中的具體位置和大小主要與末端負(fù)荷變化的不均勻程度有關(guān)。
供回水溫差控制方式，如果系統(tǒng)水力平衡較好（不存在阻力差異大的分支情況），能達(dá)到較好的效果。
總結(jié)

水系統(tǒng)控制方法各具優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)選擇符合實(shí)際的方法，科學(xué)調(diào)試，精準(zhǔn)設(shè)置，在運(yùn)營(yíng)中不斷摸索改進(jìn)，進(jìn)而改變行業(yè)內(nèi)很多項(xiàng)目中央空調(diào)水系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單粗暴的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。