双制冷系统控制与节能研究

摘要： 文章首先分析工业企业工艺对制冷机的需求，其次以节能减排及绿色生产为主，分析双制冷联动模式的可靠性，通过把握实际施工关键节点，建立合理布局，以期推进我国制冷机系统优化，助力工业企业社会效益和经济效益的同步提升。

关键词：双制冷机控制联动；节能

引言：工业企业作为能源消耗和碳排放的重点领域，肩负着推动绿色转型和可持续发展的重要责任。加快构建绿色制造体系、全面提升节能减排能力，已成为行业提升竞争力和实现高质量发展的关键路径。工业企业面对日益严峻的节能减排压力，提出了“践行新发展理念，构建绿色发展格局”的发展目标，并将“创新、协调、绿色、开放、共享”作为指导行业改革发展的重要方向标。正因如此，本文针对工业企业双制冷控制联动进行专项研究，对于工业企业可持续发展和我国资源节约型社会构建有突出作用。

1 工业企业制冷系统控制问题主要问题

在当前生产指挥中心（办公楼）和辅楼的制冷系统运行模式中，两者的制冷机系统是完全独立运行的，无法实现能量和资源的共享。这种模式虽然在一定程度上满足了各自区域的制冷需求，但也带来了资源利用效率低下、运行成本较高的问题。尤其是在夏季高温期间，各区域的制冷需求存在不均衡性，当办公楼的制冷需求达到高峰时，辅楼的制冷机可能处于低负载运行状态，反之亦然。这种独立运行模式难以灵活调配资源，导致能源的浪费。

此外，在制冷负载较低的情况下，独立运行的制冷系统无法实现设备的优化配置，长期低效运行可能导致设备寿命缩短、维护成本增加。同时，由于办公楼和辅楼制冷系统相互独立，难以在突发情况或设备故障时提供备用支持，存在一定的系统安全隐患。因此，如何打破独立运行的局限性，通过管道连接实现联动运行，既能够在制冷需求不均时灵活调度资源，又可以显著提升整体运行效率，是本课题需要解决的核心问题。

2工业企业制冷系统控制目标

本课题的总体目标是通过对生产指挥中心（办公楼）和辅楼制冷机系统的改造与联动控制的研究，实现制冷系统资源整合、运行效率提升和能耗优化，满足厂区冷量需求的同时，达到节能减排、降本增效的目标。通过合理规划和技术实施，打造一套高效、稳定、灵活的双向联动制冷模式，为厂区的绿色低碳发展提供有力支撑。具体目标如下：

2.1.建立双向供冷的联动运行模式

目前办公楼和辅楼的制冷机系统是独立运行的，导致冷量资源难以共享，系统灵活性不足。本课题通过连接两套制冷系统的供回水管道，结合联动控制阀和自动化控制系统，构建起能够双向输送冷量的联动运行模式。在这种模式下，办公楼和辅楼的制冷机可根据实时冷量需求进行调配，实现区域间冷量共享。无论是办公楼负载较高还是辅楼需求突增，系统均能通过联动机制灵活切换供冷来源，避免单一系统过载或空载运行的情况。

2.2 提高制冷系统运行效率

通过资源整合和联动控制逻辑的优化，最大化发挥制冷机设备的性能，减少设备空载率和低负载运行的时间。例如，当办公楼制冷机的运行负荷较高，而辅楼制冷需求较低时，系统可以将辅楼的多余冷量输送至办公楼，平衡整体负载分布。这种运行方式能够有效降低每台制冷机的运行压力，同时减少因频繁启动或长时间高负载运行造成的设备损耗。

2.3.实现节能减排目标

本课题的实施旨在通过联动控制和智能调配，优化制冷机的能源使用效率，减少不必要的能源消耗。改造完成后，整个制冷系统的总能耗预计将显著降低，从而减少厂区的碳排放量。这不仅符合国家“双碳”战略的要求，也能为厂区的可持续发展提供坚实基础。

2.4 降低运营成本

通过提高制冷设备的利用率和延长设备使用寿命，本课题可以显著降低设备的维护和更换成本。同时，减少能源浪费将直接降低厂区的运营费用。通过合理的投资改造，预计在短时间内即可收回改造成本，实现经济效益的快速增长。

2.5探索智能化制冷系统控制模式

课题研究不仅是针对当前厂区的改造需求，同时也是对智能化制冷系统控制模式的一次探索。通过实施联动控制方案并记录运行数据，能够为后续厂区内其他制冷系统的智能化改造积累经验。这些成果将具有广泛的推广价值，为实现全面的智能化管理提供技术参考。

2.6 提升系统可靠性和应急能力

通过改造后的双向联动模式，制冷系统的可靠性将大幅提升。当某一区域的制冷设备发生故障或无法满足需求时，另一套系统能够迅速切换为备用供冷，确保厂区生产和办公的制冷需求不受影响，从而增强系统的抗风险能力。

综上所述，本课题的总体目标不仅在于实现办公楼和辅楼制冷机的联动运行，还希望通过节能增效、降本减排的措施，打造厂区绿色低碳循环发展的标杆示范。通过科学合理的实施方案，将传统的独立制冷模式升级为更具灵活性、智能化和可持续性的联动运行模式，助力厂区全面提升综合竞争力。

3. 联动控制方案设计

联动控制方案的设计是本课题的核心环节，其目的是通过对办公楼与辅楼制冷机供回水系统进行改造，建立一套高效、灵活的双向联动供冷模式。具体包括供回水管道连接位置的优化设计和联动控制逻辑的开发，以实现不同区域制冷资源的动态调配和系统运行效率的全面提升。

3.1 制冷机供回水管道连接位置设计

供回水管道的连接设计是制冷系统实现联动运行的基础，其设计需要综合考虑以下几方面因素：

3.1.1 连接位置的合理性

在办公楼与辅楼的制冷系统中，供回水管道的连接位置应靠近制冷机房或总管道，以确保管道的流量稳定性和压力平衡。经过实地调研，办公楼与辅楼的制冷机房相距较近，供回水主管路能够通过短距离连接实现联通，有利于减少改造成本和压力损耗。

3.1.2 管道口径的匹配性

为确保冷量输送的高效性和稳定性，连接管道的口径需要与现有供回水管道的流量匹配。设计过程中采用动态流量模拟技术，分析不同管径对冷量输送效率的影响，并最终选择合适的口径规格，以兼顾初期投资和长期运行效果。

3.1.3. 连接管道的布置

连接管道的布置需结合厂区的实际情况，尽量减少对现有设施和功能的干扰。管道的走向经过优化设计，避免复杂的弯道和交叉，确保施工便捷性和后期维护的便利性。此外，管道布置应符合安全规范，尤其是在管道经过办公楼和辅楼之间的公共区域时，需要采取保温、防漏等措施，避免因温差或泄漏对环境产生不良影响。

3.1.4. 联动控制阀的设置

联动控制阀是管道连接设计的重要组成部分，其主要作用是实现供冷路径的灵活切换。控制阀的安装位置需要确保在两套制冷系统间实现快速、高效的切换，同时便于后期维护与调试。控制阀选用具有高灵敏度和稳定性能的自动化设备，通过控制系统实现远程操作和实时监测。

3.2 控制逻辑：双向供冷模式的切换条件与实现方法

制冷系统的联动控制逻辑是整个课题实施的核心技术，其作用在于通过实时监测两套制冷系统的运行状态和冷量需求，自动判断并切换供冷模式，确保系统运行效率和稳定性。具体实现方法如下：

3.2.1. 实时监测系统运行状态

在办公楼和辅楼的制冷机房安装温度、压力、流量等传感器，通过数据采集模块将运行参数实时上传至控制系统。传感器采集的数据包括供回水温差、当前流量、设备负载率等，为供冷模式的切换提供依据。

3.2.2 制定供冷模式切换条件

联动控制逻辑的关键在于明确不同运行模式的切换条件。根据调研与分析，定义以下主要切换条件：

当办公楼制冷需求较高，辅楼制冷需求较低时，由辅楼向办公楼输送多余冷量。

当辅楼制冷需求较高，办公楼制冷机处于低负载状态时，由办公楼向辅楼输送冷量。

当两区域制冷需求均较高时，两套系统独立运行，以保障各自区域的制冷需求。

3.2.3. 控制逻辑的实现方法

智能调控系统：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为联动控制系统的核心设备，结合数据采集模块和控制算法，实现对联动控制阀和制冷机组的实时调控。

优先级调度：在联动控制逻辑中设置优先级调度规则，根据供冷需求和设备负载情况动态调整冷量分配。例如，当某一区域需求远超另一区域时，优先保障需求高的区域供冷。

反馈调节：通过闭环控制系统实时调整供回水流量，确保切换后的系统能够快速达到稳定运行状态，避免频繁切换对设备和管道系统造成损耗。

3.2.4. 双向供冷路径的切换过程

切换供冷路径时，联动控制阀会根据控制逻辑的指令逐步调整开度，同时调整制冷机组的供水温度和流量，确保切换过程平稳过渡。切换完成后，通过传感器对系统运行状态进行实时监控，验证切换效果并调整运行参数。

3.2.5. 异常情况处理

制冷系统的联动运行中可能出现设备故障或流量不足等异常情况，控制逻辑需具备应急处理能力。例如，当某一区域的制冷设备发生故障时，系统能够自动切换至备用模式，由另一区域的制冷机提供冷量支持，保障供冷需求不受影响。

3.3 联动控制逻辑的优化与测试

在控制逻辑设计完成后，需通过模拟测试和实际运行调试对其进行优化，以确保其在多种工况下均能稳定高效运行。优化和测试的主要内容包括：

不同负载条件下的响应速度：分析系统切换供冷路径的时间及其对冷量输出的影响。

能耗对比：对比不同运行模式下的能耗，验证联动控制是否实现了节能目标。

控制逻辑的鲁棒性：测试控制逻辑在异常情况下的处理能力，包括传感器失效、控制阀卡滞等情况。

通过多次测试和优化，最终形成一套高效稳定的控制逻辑，为制冷系统的联动运行提供技术支撑。  。

总结：通过技术改造，本课题实现了制冷机联动运行的目标，为厂区的绿色低碳发展提供了重要支撑。在节能、经济性和制冷效果方面均取得了显著成果，不仅为企业创造了经济价值，还对行业内的节能技术推广产生了积极影响。展望未来，随着人工智能、数字化和能源管理技术的不断发展，本课题具备更广阔的优化和推广空间。通过持续的技术创新和经验积累，课题成果将为实现更高水平的节能增效和绿色发展目标作出更大贡献，为行业的转型升级树立标杆。

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