一种模糊控制的节能技术在中央空调上的应用

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1、一种模糊控制的节能技术在中央空调上的应用段朝霞1，雷兵山2（1.武汉大学采购与招投标中心湖北武汉430072；2.武汉大学后勤保障部湖北武汉430072）【摘要】模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。本文以工程实例详细地介绍了模糊控制节能技术系统的构成，功能和特点，为中央空调的控制提供了全新的理念。.jyqkentandBiddingCenterofericalcontroltechnologybasedonfuzzysettheory,fuzzylanguagevariablea

2、ndfuzzylogicreasoning。Inthisarticle，,functionandcharacteristicsofEnergysavingtechnologiesoffuzzycontrol,andprovidesane1.引言（1）公共和民用建筑空调系统的负荷主要来自于围护结构传热(包括太阳辐射)、新风负荷和室内热源。围护结构和新风负荷是随室外气象条件而变化，室内热源则是随人员散热量、设备散热量逐时变化，因此，空调负荷是逐时变化的。由于空调系统一般是按照设计最大负荷来选择冷水机组及水泵，且水系统的设计又考虑

3、了10%～20%的富裕量，因此，空调系统绝大部分时间都在部分负荷下运行。现阶段大多数大型建筑空调水系统均为定流量系统，在运行过程中水流量不能跟随负荷变化，水泵始终按照设计负荷全速运行。因而冷水机组和水泵容量远远大于实际需要，空调系统的运行费用居高不下。因此，构建一种自动分析和控制的系统，确保系统始终在最佳工况下运行，是降低系统运行能耗最有效的方式。（2）本文以我校某医院内科（移植医学）病房综合楼（7.2万m2)中央空调所安装的节能控制系统为例，全面阐述该套节能控制系统组成和控制方式。该系统中央空调由3台直燃机、4台冷冻水泵、

4、4台冷却水泵以及6组冷却塔风机共24台风机组成。系统机房运行最大负荷输入功率627KW/h，冷冻水泵及冷却水泵实行3用1备的原则，冷却塔风机根据冷却出水温度变化变频自动开启。末端最大输入功率340KW/h，按正常的运行工况看，该系统的在夏天开机状态下的运行能耗为967KW/h，即每小时耗电量967度电左右，夏季全天的耗电量超过1.8万度电。2.模糊控制节能技术的系统组成2.1模糊控制的概念及组成。（1）模糊逻辑控制(FuzzyLogicControl)简称模糊控制(FuzzyControl)，是以模糊集合论、模糊语言变量和模

5、糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。通过系统的运行状态参数采集，被控过程的信息归纳以及数据总结，利用库存数据，把历史数据与过程状态参数结合起来，经过模糊计算推理，构成一组自适性完善的控制参数，适时自动优化群控策略，确保系统在不同负荷条件下始终以最佳工况运行，从而最大限度地降低系统运行能耗。（2）系统节能控制组件包括：模糊控制器（数据库、逻辑推理机、信号输入输出接口、处理器等）、变频器、信号输入反馈连接、动力连接、CRT触摸屏界面等。基于模糊控制的中央空调变流量系统框架如图1。2.2主控模糊控制器。主控模糊控制器由模糊化

6、接口、数据库、规则库（知识库）、推理机、解模糊接口等构成。它的输入变量都选用受控变量，能够比较准确的反映受控过程中输出变量的动态特性。其中相关参数的采集是通过现场模糊控制箱中的PTIU模块和SIU模块对系统参数进行采集，主机工况通过DIU模块采集，系统扫描周期为0.5秒，用半双工的方式将所有模块连接，并实时的将数据传给上位机数据库，数据库中的数据不断的以历史数据及规则库中的数据进行交换，模糊控制器不断的对数据进行优化，并根据模糊控制预期算法模型和系统特性及循环周期，通过推理预测未来时刻系统的运行参数，达到对系统参数的优化，主

7、控模糊控制柜置于空调机房中，通过通讯线缆与冷冻水泵智能控制柜、冷却水泵智能控制柜、冷却塔风机智能控制箱、现场模糊控制箱等设备连接。通过协议解析，与各控制柜进行通信，通过对空调系统全面的参数采集，实现对空调系统运行的集中监测、控制和管理。2.3冷冻水（冷却水）模糊控制系统。（1）冷冻水模糊控制系统设置水泵智能控制柜4套（冷却水模糊控制柜4套），实现对空调系统的4台冷冻水泵变频节能控制。每台水泵智能控制柜经通讯导线与主机模糊控制柜连接，并接受、反馈和执行由控制系统发出命令。根据模糊预测算法模型、系统特性及循环周期，通过统计的方法

8、计算出空调主机的输出负荷，推理预测未来时刻系统的运行参数，达到冷冻水回水温度的精确控制，在保证服务质量的前提下，最大限度的利用温差空间，降低水泵运行能耗（冷冻水温度运行区间见图2）。（2）水泵智能控制柜设置就地/远程转换开关，转换开关置“就地”位可在柜上进行水泵起、停、调速，当处“远程”位