＊徐希愛 宋明剛 張晶

（山東神舟制冷設(shè)備有限公司 山東 250200）

隨著制冷行業(yè)的不斷發(fā)展，追求整個制冷系統(tǒng)能效比達(dá)到最佳狀態(tài)是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，因為傳統(tǒng)控制模式的精準(zhǔn)性并不高，不僅無法實現(xiàn)制冷設(shè)備的集中管理，也無法實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。對此，需要對現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增加自動化控制設(shè)計，借助自動化控制技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)部設(shè)備的集中、有序的控制，可保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

1.某制冷控制系統(tǒng)的簡紹

(1)系統(tǒng)概況

某大型超市制冷系統(tǒng)中裝設(shè)有EMS集中控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有較復(fù)雜的控制邏輯，可實現(xiàn)多級并聯(lián)控制，也可有序控制設(shè)備的啟停。除此之外，在現(xiàn)場冷庫管控中，可通過通訊方式讀取冷柜等設(shè)備的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的修改和管理，因此將該控制系統(tǒng)應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中，可真正實現(xiàn)集中控制。

(2)系統(tǒng)構(gòu)成

EMS集中控制系統(tǒng)主要由主控制器、壓縮機控制器、電表等設(shè)備構(gòu)成，具體可見圖1，將這些設(shè)備放在大小相當(dāng)?shù)碾娍叵渲校⒃陔娍叵溟T板上安裝人機界面，可將相關(guān)參數(shù)、報警信息傳輸至服務(wù)器中，實現(xiàn)自動化在線監(jiān)測，且方便技術(shù)人員調(diào)試維護(hù)。

圖1 EMS集中控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

①主控制器。在EMS集中控制系統(tǒng)中，主控器是作為系統(tǒng)的核心設(shè)備存在，其功能主要體現(xiàn)在對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、設(shè)定、修改及與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器連接。②壓縮機控制器。壓縮機控制器作為系統(tǒng)重要的組成部分，主要由電源、DI、AI、DO、RS485等接口構(gòu)成，各自發(fā)揮的作用不同，其中DI主要作用是對單臺壓縮機存在的低液位、機組缺相等問題進(jìn)行信息警報；AI主要發(fā)揮監(jiān)測作用，對整個機組的運行溫度進(jìn)行監(jiān)測；DO主要負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)備的輸出；RS485則負(fù)責(zé)通訊連接、參數(shù)信息上傳等。③數(shù)字式電度表。對于超市中制冷設(shè)備用電設(shè)備的電量統(tǒng)計，主要是通過數(shù)字式電度表進(jìn)行采集，并通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸傳至主服務(wù)器中。④溫濕度計。溫濕度計以串聯(lián)的方式在冷庫、冷柜控制器通訊組中安裝，能對超市賣場中的溫濕度進(jìn)行實時采集，然后將采集的數(shù)據(jù)反饋至主控器中，進(jìn)而對冷庫、冷控制器進(jìn)行防露功能開啟的控制。

2.制冷系統(tǒng)自動控制及節(jié)能改造

（1）電氣控制回路改造。為保證制冷系統(tǒng)的節(jié)能運行，需要對電氣控制回路進(jìn)行改造。通常每臺壓縮機都會配備自己的保護(hù)裝置，主要有機頭溫度過高保護(hù)、電機過熱過載保護(hù)及油壓差保護(hù)等，運行原理是通過設(shè)定壓力來實現(xiàn)壓縮機的閉合和斷開，具體通過對壓縮機的壓力開關(guān)進(jìn)行控制，一旦壓力出現(xiàn)異常升高情況時，壓力開關(guān)閉合，啟動壓縮機，直到壓力值降至設(shè)定值為止。雖然這樣的控制方式可保障系統(tǒng)的運行，但因為需要頻繁啟停壓縮機，長時間會使得設(shè)備使用壽命縮短，也不利于降低能耗，無法實現(xiàn)節(jié)能的目的。針對這一情況，現(xiàn)通過中間繼電器通斷方式將EMS計重控制其切換至控制系統(tǒng)中，以此實現(xiàn)壓縮機手/自動控制切換，且有較高的邏輯數(shù)據(jù)控制的精確性，進(jìn)而使得整個系統(tǒng)能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（2）節(jié)能改造。在制冷系統(tǒng)節(jié)能改造上，通過增加一個簡單的切換回路來降低能耗。這一設(shè)置的邏輯為：在原系統(tǒng)中增設(shè)節(jié)能控制切換系統(tǒng)，一旦切換回路空開閉合后，繼電器接收信號產(chǎn)生對應(yīng)的觸發(fā)動作，同時跳到控制器回路上，如此可避開高低壓力開關(guān)控制壓縮機和冷凝器回路。之后接著進(jìn)行節(jié)能控制的調(diào)整，具體為以下：

①冷凍機低壓控制。所謂冷凍機低壓控制，主要指的是對各冷卻設(shè)備的運轉(zhuǎn)及冷卻能力進(jìn)行控制，包括冷柜、冷凍箱等，通過冷凍機低壓設(shè)定值的合理化，能保證這些冷卻設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和冷卻能力更加平衡，進(jìn)而減少電量的消耗。假若低壓值設(shè)定過高，壓縮機啟動時間就會越晚，運轉(zhuǎn)頻率就會少，雖然能夠在一定時間內(nèi)降低冷凍機的耗電量，但是也會降低其冷卻能力，進(jìn)而容易導(dǎo)致冷柜等冷卻設(shè)備的運轉(zhuǎn)癱瘓。針對這樣的情況，應(yīng)在冷柜等機器正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，將低壓設(shè)定值設(shè)定至當(dāng)時最合理的設(shè)定值，以此減少耗電量，同時考慮外部環(huán)境條件等因素的影響，也應(yīng)對不同環(huán)境條件下設(shè)定相應(yīng)的低壓值，當(dāng)外部環(huán)境條件有變化時，可迅速將低壓設(shè)定值切換至最合理的值。

②溫度智能控制。實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的節(jié)能改造，也需要實現(xiàn)對溫度的職能控制，應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定范圍時間的溫度變化情況，實現(xiàn)對柜溫的有效控制，確保其在允許的范圍內(nèi)變動，如若不在允許范圍內(nèi)，則通過控制系統(tǒng)對其溫度調(diào)整，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。

③夜間降低控制。所謂夜間低溫控制，就是要在超市閉店時通過設(shè)定一個高于開店時的溫度來實現(xiàn)節(jié)能。

（3）節(jié)能效果分析。在運用EMS集中控制系統(tǒng)后，可實現(xiàn)冷卻設(shè)備的手動和自動切換控制，且根據(jù)采集的電量情況顯示，該控制系統(tǒng)可降低制冷系統(tǒng)的能耗，且效果較明顯，可大幅降低企業(yè)耗電費用，也能保障壓縮機、冷凝風(fēng)扇等設(shè)備的穩(wěn)定運行，進(jìn)而延長設(shè)備的使用壽命。

3.大型制冷系統(tǒng)自動控制與節(jié)能的措施

上述只是針對大型超市制冷系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行針對性的改造和優(yōu)化，通過運用集中控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對各設(shè)備集中控制的同時，降低能耗。但目前我國許多大型商場等公共建筑中的制冷系統(tǒng)仍然存在電耗較大的問題，尤其是中央空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，商場等大型公共建筑中的中央空調(diào)系統(tǒng)能耗占年度總能耗的34%，因此對于商場而言，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造尤其必要?；谶@些情況，以下針對大型制冷系統(tǒng)存在的能耗問題，具體提出幾點節(jié)能優(yōu)化的措施。

(1)選用低碳節(jié)能的輔助材料

隨著綠色可持續(xù)發(fā)展理念的提出，在對大型制冷系統(tǒng)進(jìn)行改造時，應(yīng)重視對氯氟烴類的制冷劑、發(fā)泡劑等污染材料的有效控制，盡量選用一些低碳節(jié)能的輔助材料，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

(2)充分利用變頻技術(shù)

隨著自動化控制技術(shù)更新迭代，目前變頻技術(shù)也在制冷系統(tǒng)中得以有效運用。變頻技術(shù)的利用，可提升中央系統(tǒng)集中控制與數(shù)據(jù)的可獲取性，有利于后臺管理人員制定良好的節(jié)能方案，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。為此，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品設(shè)備的實際情況及結(jié)構(gòu)模式，對變頻技術(shù)進(jìn)行利用并予以調(diào)整，充分發(fā)揮出變頻技術(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)行調(diào)速控制、頻度調(diào)整等控制的同時，降低系統(tǒng)中各設(shè)備的損耗。

(3)充分利用建筑通風(fēng)結(jié)構(gòu)

在對制冷系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時，也應(yīng)充分利用建筑通風(fēng)結(jié)構(gòu)來降低能耗。如針對大型購物商場，其中央空調(diào)系統(tǒng)幾乎全年運行，尤其是在夏季，在營業(yè)時間段基本不停歇。為了達(dá)到節(jié)能的目的，應(yīng)在對空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)室外氣溫、客流量變化等進(jìn)行溫度的實時調(diào)整。另外，建議搭建智能云服務(wù)平臺，并借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，之后再根據(jù)商場商業(yè)布局及空調(diào)系統(tǒng)的特點，選擇使用一些高性能且節(jié)能的產(chǎn)品設(shè)備，以此進(jìn)行綠色建筑改造，進(jìn)而降低電能的消耗。

(4)制冷系統(tǒng)自動參數(shù)調(diào)節(jié)

制冷系統(tǒng)的自動控制屬于封閉系統(tǒng)，其運行情況主要取決于系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。為了能更好地發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用，也需要對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建議采用先進(jìn)的計算機算法設(shè)計，保證控制系統(tǒng)反應(yīng)出的溫度變化、冷卻溫度變化、冷卻容量等數(shù)據(jù)能夠真實地反映出制冷系統(tǒng)運行的情況，然后合理進(jìn)行整個系統(tǒng)制冷效果及能耗的控制，保證制冷系統(tǒng)的安全有效運行。

(5)加強制冷系統(tǒng)的維護(hù)管理

實現(xiàn)對大型制冷系統(tǒng)自動化控制的同時，也要加強系統(tǒng)的維護(hù)管理。首先，應(yīng)定期清除冷凝器管壁上的水垢，冷凝器在運行一段時間后可能會形成水垢，所形成的水垢會增加管壁的厚度，使得冷凝器壁管熱阻增加，進(jìn)而使得冷凝效果惡化，嚴(yán)重時還會堵塞冷凝器管道。因此為了避免水垢對冷凝器產(chǎn)生負(fù)面影響，需要定期進(jìn)行水垢的清除，與此同時也要對冷卻水的水質(zhì)進(jìn)行離子交換、磁化、靜電等處理。其次，定期放油，由于壓縮機排放出的潤滑油一部分可能會進(jìn)入到冷凝器及其他裝置的管道中，使得設(shè)備底部有油漬沉淀，這樣會對整個制冷裝置運行產(chǎn)生不利影響，所以不僅需要選擇良好的油分離器，還需要對潤滑油的滲出量進(jìn)行監(jiān)測分析，避免油漬堆積而使得電耗增加。最后，及時將不凝氣體排放，由于操作不規(guī)范或系統(tǒng)負(fù)壓運行等，使得大型制冷系統(tǒng)運行時，有空氣進(jìn)入到冷凝器中，空氣屬于不凝氣體，其會降低系統(tǒng)的制冷能力，并增加能耗，因此不僅需要規(guī)范進(jìn)行制冷系統(tǒng)的操作，避免不凝氣體進(jìn)入到制冷系統(tǒng)中，也要及時排放不凝性氣體，從而保證制冷系統(tǒng)正常節(jié)能的運行。

4.結(jié)語

綜上，本文結(jié)合某大型超市制冷系統(tǒng)，對其應(yīng)用的EMS集中控制系統(tǒng)進(jìn)行具體的分析，在滿足智能控制的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，從而實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的自動控制及節(jié)能降耗。另外，還就目前國內(nèi)大型制冷系統(tǒng)運行的情況，提出了幾點自動化控制及節(jié)能的建議，希望能為相關(guān)人員提供有效的參考。