這篇文章的契機來源于幾天看到的問題，在該問題下我也簡單的回答了一下。顯然這是一個非常好的問題，對于搞暖通控制的人來說，運行策略的優(yōu)劣直接決定了整個系統(tǒng)的運行能效，即便是相同的設備，控制策略不同，其終的運行費用也會有很大差異。好的運行策略必然來源于對系統(tǒng)內(nèi)所有設備工作特性的準確了解和建模。
建模也相對比較簡單，對于冷水機組可以讓廠商提供不同水溫、不同負荷下的運行數(shù)據(jù)，通常稱為loadline。使用這些loadline即可通過數(shù)據(jù)回歸建立模型；冷卻塔的也可以讓廠商提供響應的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)回歸，隨后將冷卻塔模型、冷水機組模型以及水泵模型聯(lián)動即可動態(tài)實現(xiàn)控制。
下面我使用excel嘗試簡單的實現(xiàn)了一下，冷水機組部分采用小二乘法將來自廠商的50組負荷點數(shù)據(jù)回歸為容積流量和壓縮效率的某型式的數(shù)學模型。這樣就可以根據(jù)蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和制冷量計算出冷水機組的COP和運行功率等參數(shù)。下圖為回歸后的效率島，橫坐標為容積流量，縱坐標為運行壓比。
冷卻塔這邊我沒有拿到足夠多的數(shù)據(jù)，簡單的采用定流量、變頻調(diào)節(jié)風速的冷卻塔，其中功耗 P=P0n2" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;"> ;冷卻塔接近溫度 Δt=2+2/n" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;"> ，其中 P0" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;">為99%轉(zhuǎn)速時的冷卻塔的額定功率， n" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;"> 為轉(zhuǎn)速比。當n=99%時，冷卻塔的接近溫度為4℃（注意，這里的模型只是為了演示建模過程，并不代表實際的數(shù)學物理模型）。
假設項目采用了1臺250RT的離心機，配套1臺額定功率為 P0" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;"> =7.5kW的冷卻塔，通過在excel中分別建立壓縮機模型和冷卻塔模型，我分別考察了以下幾種情況：
①99%負荷需求，濕球溫度為30℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速為91%左右時。
②99%負荷需求，濕球溫度為26℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速為87%左右時。
③60%負荷需求，濕球溫度為26℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速為83%左右時。
我們大概可以看出一個趨勢，環(huán)境溫度越惡劣，負荷越高時，其冷卻塔的轉(zhuǎn)速也越高。
下面我們改變一下冷卻塔的功率模型，如果功率和轉(zhuǎn)速只是1次方關系，即 P=P0n" role="presentation" style="display: inline-block; line-height: normal; font-size: 16px; word-spacing: normal; overflow-wrap: normal; text-wrap: nowrap; float: ; direction: ltr; max-width: ; max-height: ; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; padding: 0px; margin: 0px; position: relative;"> ,此時同樣選擇上面三種工況：
①99%負荷需求，濕球溫度為30℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速為99%時。
②99%負荷需求，濕球溫度為26℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速為99%時。
③60%負荷需求，濕球溫度為26℃時，此時整個系統(tǒng)功耗出現(xiàn)在冷卻塔轉(zhuǎn)速仍然為99%時。
在這種情況下，冷卻塔基本全開才是的，下面我們繼續(xù)降低負荷和環(huán)境濕球溫度，看看在小負荷時轉(zhuǎn)速是否有變化：
④40%負荷需求，濕球溫度為20℃時，此時整個系統(tǒng)冷卻塔轉(zhuǎn)速出現(xiàn)在了82.9%附近。
從上面的分析可以簡單的看出
①不管冷卻塔的具體數(shù)學模型是怎樣的，冷卻塔的轉(zhuǎn)速比大約都集中在80%~99%；
②冷卻塔的轉(zhuǎn)速比同冷卻塔本身的特性有很大的關系，如果隨著轉(zhuǎn)速的降低，其功率有顯著的降低，那么部分負荷時可以通過降低冷卻塔的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)；如果功率和轉(zhuǎn)速是線性的，則僅在小負荷及低環(huán)溫時，冷卻塔轉(zhuǎn)速會向低轉(zhuǎn)速傾斜。
③對機組和冷卻塔如何準確建模很重要；
當然，在本文中沒有考慮流量的變化，如果考慮流量的變化，還涉及水泵功耗的影響，以及流量對冷卻塔換熱性能和進出水溫差的影響，其系統(tǒng)會稍微復雜一些。
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