在现代工业和商业建筑中，中央空调系统的能耗占据整个建筑能耗的较大比重。为了降低运行成本、提高能源利用效率，并响应国家节能减排政策，水蓄冷技术作为一项有效的节能手段被广泛应用于大型中央空调系统中。通过PLC（可编程逻辑控制器）实现对水蓄冷系统的智能调度控制，成为当前行业发展的重点方向之一。

水蓄冷系统的基本原理

水蓄冷系统是一种利用夜间低谷电价时段制备冷水并储存在蓄冷罐中，在白天用电高峰时段释放冷水以满足空调负荷需求的技术。这种方式不仅可以削峰填谷，缓解电网压力，还能显著降低用户的电费支出。

典型的水蓄冷系统包括制冷机组、蓄冷罐、水泵、冷却塔以及相应的控制系统。其核心在于如何根据实际负荷需求和电价策略，合理安排充冷与放冷的时间及强度。

PLC在水蓄冷系统中的作用

PLC作为一种高可靠性、强抗干扰能力的工业控制设备，在中央空调水蓄冷系统中扮演着“大脑”的角色。它能够实时采集系统运行参数，如温度、压力、流量、电耗等，并依据预设的控制策略进行逻辑判断和动作输出，从而实现对整个水蓄冷系统的自动化控制。

PLC的优势主要体现在以下几个方面：

• 高稳定性：适用于复杂工业环境，保障系统长时间稳定运行。
• 模块化结构：便于扩展和维护，适应不同规模的系统需求。
• 灵活编程：支持多种编程语言，可根据实际需求定制控制逻辑。
• 数据通信能力强：可与上位机、楼宇自控系统（BAS）或能源管理系统（EMS）实现无缝对接。

充放冷调度策略的设计

基于PLC的水蓄冷系统调度策略应综合考虑电力价格、室外气象条件、建筑负荷预测等多个因素，制定科学合理的运行方案。常见的调度策略主要包括以下几种：

1. 固定时间调度策略

该策略设定固定的充冷时间段（通常为深夜低谷电价时段）和放冷时间段（工作日白天高峰电价时段），操作简单，适合负荷变化较小的场所。但由于缺乏动态调整机制，可能导致能量浪费或供冷不足。

2. 负荷预测调度策略

结合历史数据与当前运行状态，通过算法预测未来一段时间内的空调负荷需求，动态调整充冷与放冷计划。例如，若预测次日为高温天气，则提前增加蓄冷量；若为阴雨天气，则适当减少蓄冷量，从而实现精细化管理。

3. 实时电价响应调度策略

随着电力市场的改革，越来越多地区实行分时电价制度。PLC可通过接入电力信息网络，实时获取电价信号，并据此优化运行策略。例如，在电价较低时优先启动制冷机组蓄冷，在电价较高时尽可能使用蓄冷水供冷，减少主机运行时间。

4. 综合优化调度策略

将上述策略有机结合，构建多目标优化模型。例如，以最小化运行成本为目标函数，约束条件包括蓄冷容量、供冷稳定性、设备启停次数等。通过PLC内置算法或与上位机联动计算，得出最优调度方案。

系统运行中的关键控制环节

在实际运行过程中，水蓄冷系统的PLC控制需关注以下几个关键环节：

• 充冷阶段：控制制冷机组启停、水泵频率、冷却塔风机转速等，确保高效制取低温水并储存在蓄冷罐中。
• 放冷阶段：调节冷水泵与用户侧换热设备之间的匹配关系，保证供冷质量的同时最大化利用蓄冷量。
• 温度分层管理：蓄冷罐内冷水分布存在温度分层现象，PLC需控制水流方向与速度，避免冷热水混合，提高蓄冷效率。
• 故障报警与保护：监测系统异常状况，如水泵过载、水温过高、液位异常等，及时发出警报并执行保护性停机操作。

应用案例与效果分析

某大型商业综合体项目采用基于PLC的水蓄冷控制系统后，实现了每日夜间蓄冷、白天放冷的运行模式。据统计，该项目年节电率达到25%以上，电费支出下降近30%，同时降低了制冷主机的运行负荷，延长了设备使用寿命。

此外，该系统还具备良好的可扩展性，后续可接入能源管理平台，实现远程监控与数据分析，进一步提升运维效率和节能水平。

结语

随着工业自动化水平的不断提升，PLC在中央空调水蓄冷系统中的应用日益成熟。通过科学合理的充放冷调度策略，不仅能够有效降低运行成本，还能助力企业实现绿色低碳发展目标。未来，随着人工智能、大数据等技术的融合，水蓄冷系统的智能化程度将进一步提升，为智慧建筑和智慧城市的发展提供有力支撑。