智能控制下中央空調(diào)的節(jié)能研究

王琮澤 杜立劍 張會娟 禹天鳳

【摘要】傳統(tǒng)模式下空調(diào)控制方式不利于環(huán)保節(jié)能的發(fā)展，并在一定程度上造成資源的浪費。隨著科技的發(fā)展，空調(diào)的智能控制模式逐漸全面形成，根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度的變化，以及人體的需求對空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行智能控制以達(dá)到節(jié)能的效果。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)智能控制節(jié)能

引言

中央空調(diào)系統(tǒng)的總耗電量為建筑能耗的40%以上，節(jié)能上有很大的進(jìn)步空間，為了建設(shè)成為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，對中央空調(diào)的節(jié)能研究必不可少。在我國中央空調(diào)的運行效率，相比于先進(jìn)的西方工業(yè)國家低40%以上，深究其因，無外乎傳統(tǒng)空調(diào)控制方式效率低下，傳統(tǒng)的恒溫定頻空調(diào)系統(tǒng)無法根據(jù)室內(nèi)的溫度，濕度變化以及人體的需要做出調(diào)整，變頻空調(diào)在其本身條件下，運用模糊控制技術(shù)，根據(jù)溫度以及濕度的變化，進(jìn)行模糊算法得到的數(shù)據(jù)作為變頻壓縮機(jī)的供電頻率，以實現(xiàn)變頻。

1中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能總方案

為了提高空調(diào)的效率，達(dá)到節(jié)能的效果，對中央空調(diào)系統(tǒng)增加控制環(huán)節(jié)。在冷凍機(jī)房周圍及現(xiàn)場設(shè)置智能控制工作站，并對各個區(qū)域的溫度、濕度、壓力等進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)模糊控制技術(shù)調(diào)節(jié)各個區(qū)域的供水量以及制冷程度；在冷凍機(jī)房現(xiàn)場設(shè)置冷凍泵智能工作站，利用控制裝置以及能耗檢測裝置對冷凍泵的流量進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，各個區(qū)域冷熱量平衡的條件下，根據(jù)兩者之間的壓力差來控制冷凍泵的頻率和臺數(shù)，以達(dá)到節(jié)能效果；在冷凍機(jī)房現(xiàn)場設(shè)置主機(jī)智能控制工作站，根據(jù)主機(jī)的負(fù)荷率與cop及功率的性能曲線關(guān)系，進(jìn)行合理化控制，根據(jù)冷凍水流量，溫度以及濕度的變化情況，冷水主機(jī)優(yōu)先運行，并且是滿載運行，以達(dá)到節(jié)能目的；中央空調(diào)值班室設(shè)置信息監(jiān)控，通過主機(jī)連接器與其他主機(jī)實現(xiàn)通訊，通過網(wǎng)絡(luò)連接與現(xiàn)場的智能控制工作站進(jìn)行信息傳遞，以實現(xiàn)對整個中央空調(diào)系統(tǒng)的智能控制。

2變頻空調(diào)以及模糊控制技術(shù)的介紹

2.1變頻空調(diào)

變頻空調(diào)系統(tǒng)中壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動速率，可以根據(jù)環(huán)境中溫度的變化進(jìn)行調(diào)整來控制空調(diào)制冷量，交流變頻空調(diào)是把50Hz的交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，加載到功率驅(qū)動模塊上，模塊在微處理器的控制作用下，輸出頻率可以變化的交流電，輸出的可變頻交流電作為壓縮機(jī)的供電電源。而直流變頻空調(diào)的壓縮機(jī)采用直流電機(jī)，不需要微處理器控制，不需直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。因此，直流變頻空調(diào)相對于交流變頻空調(diào)更節(jié)能。

2.2模糊控制技術(shù)

人體對周圍環(huán)境的溫度、濕度感到舒適，沒有具體的區(qū)間范圍，人體的感覺不是精確量而是模糊的。智能控制恰恰不需要建立精確的數(shù)據(jù)關(guān)系，對于這種復(fù)雜性的系統(tǒng)非常適合。

變頻空調(diào)機(jī)在模糊控制下，將溫度采集裝置采集到的數(shù)據(jù)信息，與人體感到舒適的溫度信息進(jìn)行比較，通過模糊控制技術(shù)，控制調(diào)節(jié)變頻空調(diào)器，保證空調(diào)器在最合理的狀態(tài)下運行。

3模糊控制器設(shè)計

模糊控制器即把具體的輸入信號轉(zhuǎn)化為模糊值，然后在知識庫所含的數(shù)據(jù)庫和模糊規(guī)則庫作用下下進(jìn)行模糊推理，最后解模糊，即通過模糊推理得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以實用的精確量。

3.1輸入信號的模糊化

傳感器測量的實際溫度與設(shè)定的初始溫度的偏差E即（溫差），以及溫度的變化率輸入信號。

3.2輸出信號的模糊化

將壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)頻率的變化量作為輸出量。

3.3模糊控制的規(guī)則

模糊控制規(guī)則是建立在人的生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)之上的，例如當(dāng)室內(nèi)溫度很高，與設(shè)定值的偏差很大，且溫度變化率很小，所以壓縮機(jī)應(yīng)該高速運轉(zhuǎn)，這是控制規(guī)則可以用條件作用的形式表達(dá)。

3.4解模糊

將通過模糊控制得到的模糊量再次轉(zhuǎn)化為精確量控制壓縮機(jī)的頻率

結(jié)束語

根據(jù)室內(nèi)溫度的變化以及溫度變化率來改變壓縮機(jī)的頻率，實現(xiàn)節(jié)能的效果。就像是汽車在不同的路況下采用不同速度轉(zhuǎn)化為不同的檔位。智能控制下中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個不斷、發(fā)展不斷改善，同時不能中斷的研究方向。

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