一、確定研究對(duì)象在制藥企業(yè)的各項(xiàng)能耗中，電能的消耗最高。國(guó)外某項(xiàng)相關(guān)研究分析了制藥企業(yè)的能源使用情況，如圖1所示。從圖1可以看出，環(huán)境控制系統(tǒng)與冷水系統(tǒng)的能耗約占總能耗的65%，該能耗結(jié)構(gòu)說(shuō)明，制藥企業(yè)如想實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，環(huán)境控制系統(tǒng)與冷水系統(tǒng)是優(yōu)化控制策略的主要實(shí)施目標(biāo)。圖1制藥企業(yè)的能耗分布再對(duì)環(huán)境控制系統(tǒng)與冷水系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析，可以發(fā)現(xiàn)：環(huán)境控制需要冷源與熱源的供給。而在制藥行業(yè)，熱源往往直接采用市政蒸汽或由市政蒸汽制備的熱水，總體用量低，且不同地域消耗量不同，熱能制備與使用較為平緩，若想從此處著手節(jié)能，應(yīng)主要通過(guò)設(shè)計(jì)前期的二次回風(fēng)與熱回收系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)此本文便不再贅述，下文將主要對(duì)冷源系統(tǒng)進(jìn)行分析。二、系統(tǒng)組成分析在評(píng)價(jià)機(jī)房能效時(shí)一般使用各個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的綜合能耗與效率進(jìn)行計(jì)算，在自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的功率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，并計(jì)算整個(gè)冷源系統(tǒng)的能耗值，最終計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的制冷系數(shù)（COP）。機(jī)房能效計(jì)算公式如下：圖2環(huán)境控制系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)的組成從系統(tǒng)組成概圖（如圖2所示）與公式可以看出，系統(tǒng)能耗主要來(lái)自末端空調(diào)機(jī)組、冷凍水循環(huán)、制冷機(jī)組、冷卻水循環(huán)以及冷卻塔這5個(gè)方面。圖3系統(tǒng)各能耗單元的功率圖3展示了某實(shí)際應(yīng)用案例中，設(shè)計(jì)院在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為各個(gè)能耗單元設(shè)定的功率，從中可以清晰地看到，在制冷機(jī)房中主機(jī)功率占比可高達(dá)70%以上，而兩類循環(huán)泵分別占有10%，冷卻塔占據(jù)5%。當(dāng)考慮整體節(jié)能，再加入末端設(shè)備空調(diào)機(jī)組功耗，可以得出總體能耗分布如圖4所示。圖4環(huán)境控制系統(tǒng)的總體能耗分布從圖4可以看出，組合式空調(diào)與冷水機(jī)組是整個(gè)環(huán)境控制系統(tǒng)中能耗最大的兩類核心設(shè)備。需要注意，圖4中表示的各個(gè)元件是相互依存、相互影響的，如冷水量的供給與冷水溫差的大小會(huì)直接影響終端空調(diào)的運(yùn)行效率，冷卻水循環(huán)的流量與溫差也會(huì)直接影響冷水機(jī)組冷凝端的運(yùn)行效率。因此，我們?cè)诜治稣麄€(gè)空調(diào)能耗時(shí)，應(yīng)根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的相互關(guān)系進(jìn)行細(xì)致分析并制定相關(guān)控制策略。三、控制策略優(yōu)化（1）冷卻水環(huán)路分析冷卻水環(huán)路的組成包括冷機(jī)的冷凝器側(cè)，冷卻塔，冷卻水泵等（如圖5所示）。圖5冷卻水環(huán)路與冷凍水環(huán)路示意圖在冷卻水環(huán)路中，冷卻水溫度的設(shè)定非常重要，其影響主要有以下幾點(diǎn)：?冷卻水溫度升高會(huì)導(dǎo)致冷機(jī)壓縮機(jī)功率增加，進(jìn)而影響到冷機(jī)的能耗。?由于冷卻塔的轉(zhuǎn)速/頻率和臺(tái)數(shù)通常會(huì)根據(jù)冷卻水溫度進(jìn)行調(diào)整，因此冷卻水溫度設(shè)定值的優(yōu)化和重置，將決定冷卻塔風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。而冷卻塔風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與其能耗之間有著近似成三次方的關(guān)系。所以冷卻水溫度的調(diào)整勢(shì)必也將對(duì)冷卻塔風(fēng)扇的能耗產(chǎn)生顯著影響。?冷卻水溫度的設(shè)定對(duì)于冷卻水泵的運(yùn)行控制也有著較大的影響。根據(jù)能量守恒可以得知，冷卻水流量與溫度之間存在耦合關(guān)系，因此當(dāng)冷卻水供回水溫度一定時(shí)，冷卻水流量的調(diào)節(jié)也會(huì)影響到冷卻塔風(fēng)扇的運(yùn)行效率。此外，室外環(huán)境濕球溫度以及冷卻塔的臺(tái)數(shù)都會(huì)對(duì)整個(gè)環(huán)路的最佳運(yùn)行效率產(chǎn)生一定的影響。在自控策略中，通常應(yīng)首先保證冷卻水環(huán)路的水力平衡，再使用變頻水泵對(duì)水泵進(jìn)行恒壓或恒壓差控制，進(jìn)而對(duì)冷卻塔風(fēng)扇進(jìn)行供回水恒溫差控制。同時(shí)，根據(jù)外界濕球溫度，不斷對(duì)冷卻水溫度進(jìn)行重設(shè)，避免外界氣候的變化對(duì)冷凝端與冷塔造成效率影響。（2）冷凍水環(huán)路分析冷凍水系統(tǒng)的組成包括冷水機(jī)組，冷凍水循環(huán)泵及末端表冷器。由于冷凍水出水溫度與冷機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)及水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)相互耦合，因此冷機(jī)的出水溫度設(shè)定值需要根據(jù)外界氣候與設(shè)計(jì)余量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定，同時(shí)冷機(jī)的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)冷負(fù)荷的變化進(jìn)行加減載。冷凍水環(huán)路的優(yōu)化主要依賴于冷凍水系統(tǒng)的冷負(fù)荷監(jiān)測(cè)。對(duì)冷凍水溫度進(jìn)行調(diào)整，冷機(jī)的負(fù)載便會(huì)隨之改變。應(yīng)根據(jù)冷機(jī)的加減策略確定冷機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。而冷凍水循環(huán)泵通常需要根據(jù)冷水循環(huán)系統(tǒng)的水力平衡要求進(jìn)行恒壓差控制，以保障末端用戶的冷量需求。（3）末端空調(diào)系統(tǒng)分析在組合式空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)首先保證潔凈環(huán)境符合GMP要求，在符合要求的基礎(chǔ)上，尋找除濕、加熱、加濕的最佳運(yùn)行點(diǎn)。由于空調(diào)系統(tǒng)在自動(dòng)化應(yīng)用中反饋的滯后時(shí)間較長(zhǎng)，因此通常會(huì)使用送回風(fēng)串級(jí)與分程控制等手段來(lái)穩(wěn)定溫濕度曲線，以減少環(huán)境溫度振蕩過(guò)程中對(duì)能源的浪費(fèi)。四結(jié)語(yǔ)設(shè)計(jì)冷站控制策略時(shí)應(yīng)從整體效率出發(fā)，