中央空調智能模糊控制技術

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　摘要：中央空調智能模糊控制系統(tǒng)采用先進的計算機技術、模糊控制技術、系統(tǒng)集成技術和變頻調速技術，實現(xiàn)了中央空調冷媒流量系統(tǒng)運行的智能模糊控制，科學地解決了中央空調能量供應按末端負荷需要提供，在保障空調效果舒適性的前提下，最大限度地減少了空調系統(tǒng)的能源浪費，達到了最佳節(jié)能的目的。

　　關鍵字：智能模糊控制；節(jié)能

　　中央空調智能模糊控制系統(tǒng)采用先進的計算機技術、模糊控制技術、系統(tǒng)集成技術和變頻調速技術，實現(xiàn)了中央空調冷媒流量系統(tǒng)運行的智能模糊控制，科學地解決了中央空調能量供應按末端負荷需要提供，在保障空調效果舒適性的前提下，最大限度地減少了空調系統(tǒng)的能源浪費，達到了最佳節(jié)能的目的。

　　1、智能模糊控制技術節(jié)能原理

　　智能模糊控制系統(tǒng)不僅對中央空調冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風機等各個環(huán)節(jié)進行全面控制，而且采用系統(tǒng)集成技術將各個控制系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上互連在一起，實現(xiàn)它們之間的信息綜合、資源共享，在一個計算機平臺（模糊控制器）上進行集中控制和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)中央空調全系統(tǒng)的整體協(xié)調運行和綜合性能優(yōu)化。

　?。?）冷凍水系統(tǒng)采用最佳輸出能量控制

　　冷凍水系統(tǒng)采用最佳輸出能量控制。當環(huán)境溫度、空調末端負荷發(fā)生變化時，各路冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測到的這些參數(shù)送至模糊控制器，模糊控制器依據(jù)所采集的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)，實時計算出末端空調負荷所需的制冷量，以及各路冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量的最佳值，并以此調節(jié)各變頻器輸出頻率，控制冷凍水泵的轉速，改變其流量使冷凍水系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓差和流量運行在模糊控制器給出的最優(yōu)值。

　　由于冷凍水系統(tǒng)采用了輸出能量的動態(tài)控制，實現(xiàn)空調主機冷媒流量跟隨末端負荷的需求供應，使空調系統(tǒng)在各種負荷情況下，都能既保證末端用戶的舒適性，又最大限度地節(jié)省了系統(tǒng)的能量消耗。

　?。?）冷卻水系統(tǒng)采用最佳熱轉換效率控制

　　冷卻水及冷卻塔風機系統(tǒng)采用最佳轉換效率控制。當環(huán)境溫度、空調末端負荷發(fā)生變化時，中央空調主機的負荷率將隨之變化，主機冷凝器的最佳熱轉換溫度也隨之變化。模糊控制器依據(jù)所采集的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史運行數(shù)據(jù)，計算出主機冷凝器的最佳熱轉換溫度（拐點溫度）及冷卻水最佳出、入口溫度，并以此調節(jié)冷卻水泵和冷卻塔風機變頻器的輸出頻率，控制冷卻水泵和冷卻塔風機轉速，動態(tài)調節(jié)冷卻水的流量和冷卻塔風機的風量，使冷卻水的進、出口溫度逼近模糊控制器給出的最優(yōu)值，從而保證中央空調主機隨時處于最佳轉換效率狀態(tài)下運行。

　　由于冷卻水系統(tǒng)采用最佳轉換效率控制，保證了中央空調主機在滿負荷和部份負荷的情況下，均處于最佳工作狀態(tài)，始終保持最佳的能源利用率（即COP 值），從而降低了空調主機的能量消耗，同時因冷卻水泵和冷卻塔風機經(jīng)常在低于額定負荷下運行，也最大限度地節(jié)約了冷卻水泵和冷卻塔風機的能量消耗。

　　2、系統(tǒng)特點

　?。?）具有可靠的安全保護

　　通過全面的運行參數(shù)采集，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作狀態(tài)的全面監(jiān)控，并設置了冷凍水、冷卻水的低限流量保護和低溫保護，有效地保障了冷凍水和冷卻水系統(tǒng)在變流量工況下空調主機蒸發(fā)器和冷凝器的安全穩(wěn)定運行。

　?。?）實現(xiàn)動態(tài)負荷跟隨，保障了末端的服務質量

　　系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)中央空調冷媒系統(tǒng)的運行方式（定流量模式或冷源側定流量而負荷側變流量模式），實現(xiàn)最佳輸出能量控制，即空調主機冷媒流量自動跟隨末端負荷需求而同步變化（即變流量），因此，在空調系統(tǒng)的任何負荷狀況（滿負荷或部分負荷）下，都能既保障中央空調系統(tǒng)末端的服務質量（舒適性），又實現(xiàn)最大的節(jié)能。

　?。?）具有自尋優(yōu)、自適應的智能模糊控制

　　對于中央空調這樣多參量相互影響的復雜系統(tǒng)，要實現(xiàn)冷凍水和冷卻水系統(tǒng)全部變流量運行，只有充分利用當代最新科技成果，采用具有智能控制功能、能進行類似人腦的知識處理和推理的先進的控制技術，才有可能成功。因此系統(tǒng)采用了模糊控制技術，使系統(tǒng)具有自學習、自尋優(yōu)和自適應的優(yōu)化控制功能，實現(xiàn)了中央空調系統(tǒng)各種負荷條件下的最大節(jié)能，使空調水系統(tǒng)節(jié)能達到16%～20%.

　　（4）優(yōu)化了空調主機運行環(huán)境

　　系統(tǒng)全面采集中央空調的各種運行參量，再利用先進的模糊控制技術對這些相互關聯(lián)、相互影響的運行參量進行動態(tài)優(yōu)化控制，以滿足中央空調系統(tǒng)非線性和時變性的要求，使空調主機始終運行在最佳工況，以保持最高的熱轉換效率，從而減少主機的能耗 5%-10%。