基于模糊控制技術(shù)的中央空調(diào)主機群控和泵組優(yōu)選應(yīng)用

姜博，騫志彥

（匯通華城樓宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

基于模糊控制技術(shù)的中央空調(diào)主機群控和泵組優(yōu)選應(yīng)用

姜博，騫志彥

（匯通華城樓宇科技（上海）有限公司，上海 200000）

本文分析了工廠中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，冷水機組的COP曲線，水泵泵組的效率曲線，以模糊控制技術(shù)為核心，結(jié)合計算機技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)整個這樣空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)。

模糊控制；主機群控；泵組優(yōu)選；節(jié)能

1 中央空調(diào)負(fù)荷分析及工作原理

中央空調(diào)系統(tǒng)是工廠必備的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，約占總能耗40%～50%，中央空調(diào)系統(tǒng)是根據(jù)最大用冷負(fù)荷，并保留一定余量來設(shè)計的，但在實際使用的過程中，負(fù)荷都是動態(tài)變化的，因此具有很大的節(jié)能空間。

中央空調(diào)系統(tǒng)主要工作原理如下：主機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍泵將冷凍水送到各風(fēng)機風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機吹送達到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量成氣態(tài)，冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上由塔風(fēng)機噴淋冷卻，將熱量散發(fā)到大氣中去。

2 基于主機效率負(fù)荷的群控技術(shù)

COP（COP=制冷量/耗電量）是用來衡量空調(diào)主機工作效率的一個重要參數(shù)，注意表征輸入電量能夠輸出冷量的能力，在不同負(fù)荷情況下COP的值并不相同，如圖1所示。在使用過程中，主機的實際COP曲線都會與出廠時有所偏差，要精準(zhǔn)繪制每臺主機的COP曲線，需要在管路上設(shè)置大量的傳感器，如水溫傳感器、流量傳感器等，并為每臺主機安裝電能表。

當(dāng)空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時，空調(diào)系統(tǒng)供回水溫度、流量等參數(shù)亦隨之變化，各傳感器將這些參數(shù)送至模糊控制器，繪制實際COP曲線，選擇最優(yōu)開機組合，實現(xiàn)基于主機效率負(fù)荷的群控，如圖2所示。

圖1 冷水機組COP典型曲線

3 基于輸送能耗最低的泵組優(yōu)選技術(shù)

針對多臺并聯(lián)方式的泵組，以輸送能耗最低為目標(biāo)，根據(jù)所輸送流量的變化，以及泵組構(gòu)成及每個水泵效率特性，利用模糊控制技術(shù)所建立的泵組優(yōu)選控制模型，可以得到滿足揚程要求的運行水泵臺數(shù)及其運行頻率方案，從而實現(xiàn)整個泵組的最佳節(jié)能。

圖2 機組最佳效率群控原理圖

圖3 并聯(lián)泵組的能耗曲線分析圖

泵組優(yōu)選控制的基本原則：第一，保證末端流量和揚程的需求；第二，多臺變頻水泵運行時，必須同頻率運行，即同頻率升高，同頻率降低；第三，避免水泵頻繁啟停，但也要避免水泵長時間在大流量、高頻率的低效率的狀態(tài)下運行；第四，根據(jù)并聯(lián)水泵的效率特性，選擇適當(dāng)?shù)牧髁孔兓秶?，即水泵的工作頻率范圍，確保水泵的實際工作點處于水泵的高效區(qū)間；第五，增減水泵的控制策略，當(dāng)流量增大到運行泵上限頻率時，經(jīng)計算若再增開一臺泵后的經(jīng)濟性更好，則增開一臺泵，否則保持現(xiàn)狀不變，當(dāng)流量減小至運行泵達到的下限頻率時，經(jīng)計算若減開一臺泵后的經(jīng)濟性更好，則停止一臺水泵，否則保持現(xiàn)狀不變，如圖3所示。

4 結(jié)束語

利用模糊控制技術(shù)，通過傳感器和電能表采集的數(shù)據(jù)，分析冷水機組的實際COP曲線和組合，尋找效率最高的主機開機組合，實現(xiàn)冷量最大能耗最低總效率最高的主機群控；分析各并聯(lián)泵組的效率曲線，尋找總輸送能耗最低的水泵開機組合，實現(xiàn)總輸送能耗最低總效率最高的泵組優(yōu)選，并實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

［1］ 李玉街，蔡小兵，郭林. 中央空調(diào)系統(tǒng)模糊控制節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用［M］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：6～9.

［2］ 曹祁，杜樹旺. IEEE1451.4在中央空調(diào)節(jié)能裝置中的應(yīng)用［J］. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，35（5）：520～542.

［3］ 王興貴，王利娜，房偉. 模糊控制技術(shù)在中央變頻空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］. 機械與電子2006（4）：32～34.

（P-05）

Central air-conditioning host group control and pump group preferred application based on fuzzy control technology

TU831

1009-797X（2015）22-0137-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.054

姜博（1982-），女，碩士學(xué)歷，研究方向為中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用。

2015-09-26