基于模糊控制的中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)在醫(yī)院中的應用

贠濤++張會++楊濤

摘 要：近年來，我國醫(yī)院發(fā)展速度逐漸加快，醫(yī)院良好形象樹立離不開模糊控制中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)的有效應用，該系統(tǒng)不僅會節(jié)約能源，而且還會優(yōu)化醫(yī)院治療效果，提高患者接受治療滿意度。本文首先對模糊控制進行了理論介紹，然后分析了中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)，最后探究了這一系統(tǒng)在醫(yī)院中的應用。

關鍵詞：模糊控制 中央空調 節(jié)能管理系統(tǒng) 醫(yī)院

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（b）-0079-02

現如今，我國在結合社會發(fā)展實際以及能源應用現狀的基礎上提出了能源節(jié)約戰(zhàn)略，為了提高能源利用率，避免能源過度浪費，醫(yī)院工作過程中應用模糊控制中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)，有利于降低醫(yī)院運行成本，有利于提高醫(yī)院競爭實力。本文展開此方面的分析具有迫切性和重要性。

1 模糊控制基本介紹

模糊控制技術出現的時間較晚，它主要借助智能優(yōu)勢完成自動控制工作，適用于非線性系統(tǒng)、繁瑣系統(tǒng)以及控制變性系統(tǒng)，該技術應用的理論基礎為模糊語言變量、非清晰邏輯和集合論，目前，具有良好的應用效果，并且節(jié)能優(yōu)勢顯著。模糊控制未應用之前，中央空調系統(tǒng)常由定流量掌控法構成和應用，根據實際需要有效調節(jié)水溫即可，這種方法在應用的過程中具有操作便捷這一方面的優(yōu)勢，但應用不足也同樣存在，具體問題表現如下：（1）運行期間會出現負荷多次變動這一現象，這在一定程度上會使系統(tǒng)出現運行故障，空調整體工作效果在參量變動的影響下逐漸弱化，進而熱轉化功能作用會隨之下降，系統(tǒng)會消耗大量能源。（2）負荷頻繁變化過程中，系統(tǒng)仍在規(guī)劃狀態(tài)下開啟工作模式，不會適時調節(jié)冷媒流量，此時能耗量較多，能源浪費嚴重。（3）大功率水泵的無限制應用，在限定狀態(tài)下快速運行，這不僅會破壞機械設備的完整性，而且還會增加設備運行故障，進而導致設備使用周期縮短[1]。

中央空調系統(tǒng)運行期間涉及的裝置較多，主要有制冷機組冷凝器、冷卻劑、末端裝置、冷凍水、冷卻裝置、制冷劑、制冷機組蒸發(fā)器，并且系統(tǒng)運行過程較繁瑣，影響系統(tǒng)有序運行的因素較多。除了上述涉及的裝置因素之外，還包括大惰性、長時性、多變性，并且系統(tǒng)結構受多參量影響較大，系統(tǒng)結構較多變、參量間作用明顯，并且參量影響顯著。正常來講，冷卻水循環(huán)時間在13～26min，冷凍空間中安裝多種傳感器，一旦有負荷變動現象發(fā)生，系統(tǒng)信號并不能及時顯示變化情況，應用以往系統(tǒng)對其進行跟蹤式控制，所得達到的控制誤差也會相應增大。之所以會出現這種現象，主要是因為該系統(tǒng)基于單參量、簡便化的邏輯運算來運行，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，控制效果在短時間內達不到預期。

模糊控制在空調系統(tǒng)中的適用性較強，并且能夠實現良好的控制效果，其中模糊規(guī)則主要以實踐經驗為依據展開分析和判斷，對于復雜問題，常以專家決策的方式予以處理。空調系統(tǒng)在模糊控制的作用下，需要全面監(jiān)測控制特征，根據系統(tǒng)運行需要針對參數有效調節(jié)，以此實現參數合理協(xié)調、高效控制這一目標，同時，有利于空調系統(tǒng)優(yōu)化。

2 中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)概況

針對系統(tǒng)進行能耗分析，機房能耗遠遠高于水系統(tǒng)能耗，系統(tǒng)內部設備在同一時間共同應用后，能耗使用情況為2972kWh/h，從中能夠看出，采取有效的能耗控制、營造良好的治療環(huán)境是極為必要的，在提高能源利用率的過程中，需要合理調整水泵頻率，并對水泵流量有效掌控，以此提高空調系統(tǒng)的應用效果[2]。這一系統(tǒng)應用過程中具有復雜性特點，因此，這在一定程度上提高了技術水平，具體控制內容主要有：運行狀態(tài)、冷機設備、主機、聯(lián)動控制、冷卻塔、系統(tǒng)協(xié)調控制、水泵、系統(tǒng)環(huán)節(jié)，在遵循相應控制要求的基礎上，對其展開有序控制，有利于充分發(fā)揮節(jié)能綜合效果，并且還會減少空調系統(tǒng)運行故障，能夠為醫(yī)院提供安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境，增加患者對醫(yī)院的治療信心，同時，有利于緩解醫(yī)患矛盾。其中，水泵能源消耗量占總能耗的25%～30%，針對這一裝置進行節(jié)能掌控，能夠起到良好的能源節(jié)約效果。由于空調內部系統(tǒng)間各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，其中某一裝置發(fā)生流量變化，那么相關裝置也會發(fā)生溫度改變，進而影響整體系統(tǒng)的能源消耗情況。最佳節(jié)能效果是針對空調系統(tǒng)整體性來說的，提高模糊控制應用率，完成整體控制效果，能夠創(chuàng)造較多的能源收益。

2.2 系統(tǒng)構成

醫(yī)院所應用的空調節(jié)能管理系統(tǒng)主要包括兩方面，第一方面即集中管理系統(tǒng)，第二方面即節(jié)能控制系統(tǒng)，控制對象具體由五部分構成，分別為切換閥門、冷凍水泵、冷卻塔風機、電制冷主機和冷卻水泵。

醫(yī)院針對中央空調進行設計時，需要全方面了解當地氣象資料，掌握周圍建筑物和醫(yī)院建筑物的特點，同時，綜合考慮能量的需求量，設計余量多留15%左右。其中，冷凍泵主要為水循環(huán)提供充足動力支持，輸入功率在12～131kW，輸出功率保持固定值；水冷風柜這一設備主要針對醫(yī)院空氣溫度進行合理調節(jié)，以便提供充足動力為空氣循環(huán)，限額功率為0.6～14kW，風機數量相對較多；冷卻塔風機所提供的風力動力主要用來進行冷卻水溫度降低，輸入功率為4～16kW，輸出功率保持固定值不變；正常來講，回風機限定功率值在3～54kW；動力能源設備的輸入功率在102～998kW。

3 具體應用

醫(yī)院空調系統(tǒng)年平均消耗電能為199.45萬kWh，支出電費為218.5萬元，應用模糊控制空調系統(tǒng)對其升級和改造，以此實現節(jié)能效果的全面分析。改造后的系統(tǒng)具有顯著的自動化優(yōu)勢，并且能夠對負荷運行情況具體掌握、準確計算，節(jié)能效果顯著，節(jié)電率>34%。醫(yī)院應用改造后的系統(tǒng)，每年電能消耗量為57.5萬kWh，節(jié)約電費為62.31萬元。

性價比分析：應用原有設計方案，根據系統(tǒng)配置說明，應用空調控制系統(tǒng)，與此同時，對其進行相應的變頻掌控以及閥門控制，其中變頻系統(tǒng)基礎投資量為30萬元，控制柜基礎投資量為10萬元，總計投資數量為40萬元，應用模糊控制空調系統(tǒng)造價為110萬元，其中不包括上述變頻系統(tǒng)和控制柜投資。醫(yī)院應用這一系統(tǒng)后，每年節(jié)能收益為55萬元，因此，投資回收期為2.3年左右。

4 結語

綜上所述，隨著社會經濟科技的不斷進步，醫(yī)院中央空調節(jié)能管理系統(tǒng)也在不斷完善，這一系統(tǒng)在模糊控制技術的基礎上進行應用實踐，這不僅能夠降低治療失誤，而且還能節(jié)約醫(yī)院能源，充分發(fā)揮能源利用價值，這既符合社會發(fā)展需要，又能促進醫(yī)院持續(xù)發(fā)展。此外，相關工作人員還應不斷提高技術水平，提高先進技術在空調節(jié)能系統(tǒng)中的應用率，以此優(yōu)化醫(yī)院治療質量，提升醫(yī)院的治療效果和社會影響力。

參考文獻

[1] 余劍，胡興兵.模糊控制在福州北站中央空調節(jié)能系統(tǒng)中的應用[J].黑龍江科技信息，2015（14）：120.

[2] 張剛，劉志堅，李德路，等.模糊控制在中央空調節(jié)能系統(tǒng)中的應用研究[J].智能建筑與城市信息，2014（12）：70-72.endprint