在大型商業(yè)建筑或工業(yè)設施中，制冷系統(tǒng)是能源消耗的主要部分，其中冷水機組作為核心產(chǎn)冷設備，其運行能效至關(guān)重要。然而，制冷系統(tǒng)的整體性能并非僅由冷水機組本身決定，與之緊密配合的冷卻塔系統(tǒng)的運行狀態(tài)同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。將冷水機系統(tǒng)與冷卻塔系統(tǒng)進行協(xié)同控制，是提升整個制冷系統(tǒng)能效、實現(xiàn)節(jié)能運行的有效策略。

要理解這種協(xié)同的重要性，首先需要了解冷水機組與冷卻塔在制冷循環(huán)中的基本關(guān)系。冷水機組內(nèi)部完成制冷循環(huán)，吸收建筑內(nèi)的熱量，產(chǎn)生冷凍水供空調(diào)末端使用。而機組運行過程中產(chǎn)生的廢熱，則需要通過冷凝器側(cè)的冷卻水帶走。冷卻塔的作用，就是將這些攜帶廢熱的冷卻水進行降溫處理。它通過水與空氣的直接或間接接觸，利用部分水的蒸發(fā)吸熱原理，將熱量釋放到大氣中，使冷卻水溫度降低，然后再次泵回冷水機組的冷凝器，完成熱量的轉(zhuǎn)移。由此可見，冷卻水溫度直接影響了冷水機組的冷凝溫度。在熱力學原理上，冷凝溫度越低，冷水機組的壓縮機能耗就越低，運行效率就越高。

傳統(tǒng)的控制方式往往將冷水機組和冷卻塔視為相對獨立的系統(tǒng)，分別設定控制參數(shù)。例如，冷卻塔可能僅根據(jù)固定溫度設定值啟停風扇，未能與冷水機組的實時負荷和效率變化聯(lián)動。這種孤立控制模式，可能導致系統(tǒng)整體運行在非優(yōu)秀狀態(tài)，造成能源浪費。協(xié)同控制的核心思想，就是將冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔風扇等設備視為一個完整的系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的控制策略，尋找系統(tǒng)總能耗最低的受歡迎運行點。

實現(xiàn)冷水機系統(tǒng)與冷卻塔協(xié)同控制，通常涉及以下幾個關(guān)鍵方面：

1.冷卻水溫度優(yōu)化設定：這是協(xié)同控制中最核心的環(huán)節(jié)。并非冷卻水溫度越低越好。雖然降低冷卻水溫度可以提升冷水機組的效率，但與此同時，冷卻塔需要通過增加風扇轉(zhuǎn)速或開啟更多風扇來強化散熱，這本身會消耗更多電能。因此，存在一個系統(tǒng)總能耗（冷水機組能耗+冷卻塔風扇能耗+冷卻水泵能耗）最低的受歡迎冷卻水溫度設定值。這個受歡迎值并非固定不變，它會隨著室外空氣的濕球溫度（這是一個關(guān)鍵氣象參數(shù)，反映了空氣通過蒸發(fā)冷卻所能達到的最低溫度）和建筑冷負荷的變化而動態(tài)變化。先進的樓宇自控系統(tǒng)會實時采集室外濕球溫度、冷水機組功率、冷卻塔風扇功率等數(shù)據(jù)，通過內(nèi)置的算法模型或?qū)?yōu)程序，動態(tài)計算并調(diào)整冷卻水溫度的設定值，引導系統(tǒng)始終在高效區(qū)間運行。

2.冷卻塔風扇的精細化控制：協(xié)同控制策略會精細地控制冷卻塔風扇的運行。常見的控制方式包括：

*變頻控制：為冷卻塔風扇加裝變頻驅(qū)動器是實現(xiàn)精細化控制的有效手段。通過調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，可以平滑地控制冷卻塔的散熱能力，使其精確匹配系統(tǒng)所需的散熱量，避免風機頻繁啟?；蚴冀K高速運行帶來的能量損失。

*臺數(shù)控制與順序啟停：對于多臺并聯(lián)的冷卻塔，控制系統(tǒng)會根據(jù)散熱需求，智能決定投入運行的冷卻塔數(shù)量以及啟停順序，確保運行的冷卻塔處于高效工作區(qū)，同時避免不必要的設備運行。

*與冷水機組運行狀態(tài)聯(lián)動：確保冷卻塔的運行與冷水機組的啟停嚴格同步。當冷水機組停止運行時，相應的冷卻塔及配套水泵也應及時停止，杜絕“空轉(zhuǎn)”耗能。

3.冷水機組本身的效率優(yōu)化：協(xié)同控制也關(guān)注冷水機組本體的高效運行。這包括：

*合理設置冷水出水溫度：在滿足建筑舒適度或工藝要求的前提下，適當提高冷水出水溫度設定值（例如，從7攝氏度提高到9攝氏度），可以顯著降低冷水機組的運行負荷，減少能耗。但這需要與末端空調(diào)系統(tǒng)的運行狀態(tài)協(xié)同考慮。

*機組臺數(shù)控制與負載均衡：在多臺冷水機組并聯(lián)的系統(tǒng)中，根據(jù)建筑總冷負荷，優(yōu)化決定運行機組的臺數(shù)，并合理分配各機組的負載，使每臺機組都能在高效負荷率下運行，避免“大馬拉小車”的低效現(xiàn)象。

4.系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)驅(qū)動：要實現(xiàn)上述協(xié)同控制，依賴于完善的樓宇自控系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要集成冷水機組、水泵、冷卻塔、傳感器（溫度、壓力、流量等）和執(zhí)行機構(gòu)等所有設備。通過遍布各處的傳感器網(wǎng)絡，系統(tǒng)實時收集運行數(shù)據(jù)，并基于這些數(shù)據(jù)進行智能分析和決策，下發(fā)控制指令。數(shù)據(jù)驅(qū)動的控制策略能夠不斷學習和適應建筑的實際運行特性，使系統(tǒng)能效持續(xù)優(yōu)化。

實施有效的冷水機系統(tǒng)與冷卻塔協(xié)同控制，能夠帶來多方面的益處。最直接的是降低系統(tǒng)總能耗，減少電費支出，節(jié)約rmb。由于設備運行在更優(yōu)化的工況下，減少了不必要的磨損和頻繁啟停，有助于延長冷水機組、冷卻塔、水泵等相關(guān)設備的使用壽命。系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)，減少了因參數(shù)波動對設備造成的應力。通過優(yōu)化控制，系統(tǒng)能更快響應負荷變化，維持更穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，提升舒適度。在追求可持續(xù)發(fā)展的背景下，降低能耗直接意味著減少溫室氣體排放，符合綠色建筑的理念。

當然，在實施協(xié)同控制策略時，也需要考慮一些因素。初期可能需要對現(xiàn)有控制系統(tǒng)進行升級或改造，涉及硬件（如傳感器、變頻器、控制器）和軟件（控制算法）的投入。控制策略的復雜程度需要與運維團隊的技術(shù)能力相匹配，確保系統(tǒng)能夠被正確理解和有效維護?？刂葡到y(tǒng)需要具備良好的可靠性和穩(wěn)定性，避免因單一傳感器故障或控制邏輯問題導致整個系統(tǒng)運行異常。