對于中央空調(diào)節(jié)能控制策略和控制模型的研究

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1、第22卷第2期機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新Vol．22,No．22009年3月Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts·測試與控制Mar．,2009·中央空調(diào)節(jié)能控制策略和控制模型的研究12葉高文，劉墩東（1．廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，福建廈門361012；2．廈門大學(xué)自動化系，福建廈門361005）摘要：應(yīng)用Matlab仿真技術(shù)對中央空調(diào)節(jié)能的控制策略和模型建立進(jìn)行研究，提出了將傳統(tǒng)的PID控制與模糊控制技術(shù)相結(jié)合的策略，借助變頻技術(shù)，從而控制冷凍水和冷卻水流量，達(dá)到綜合節(jié)能的目的。關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；Matlab；P

2、ID控制；模糊控制中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002－6673（2009）02－159－03氣，與熱交換設(shè)備進(jìn)行能量交換。熱交換設(shè)備把熱空氣0引言變冷，同時把冷凍水（一般熱交換前的溫度是7℃）變中央空調(diào)是現(xiàn)代建筑中必不可少的能耗運(yùn)行系統(tǒng)。熱，由于建筑中溫度的不同，水的流速不同，熱交換后在有中央空調(diào)的建筑中，中央空調(diào)的能耗約占總能耗的的水溫也會有所不同。70%，而且呈逐年增長的趨勢。由此可見，對中央空調(diào)從上述的工作過程可以看出，中央空調(diào)系統(tǒng)傳輸?shù)牡哪芎南到y(tǒng)進(jìn)行控制，可以減少無效能耗、減少熱量排冷量是與水的流量和溫差有關(guān)的，流量一定時，溫差越放，對于提高能源利用

3、率具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效大，傳輸?shù)睦淞烤驮蕉?，而冷凍水和冷卻水系統(tǒng)消耗的益。使用變頻器對電動機(jī)驅(qū)動進(jìn)行技術(shù)改造成為電力企能量主要表現(xiàn)在水泵上，對于水泵來講，流量越小消耗業(yè)節(jié)能降耗、提高效率的重要手段。變頻調(diào)速技術(shù)用于的能量就越少，因此對于冷凍水和冷卻水系統(tǒng)來講，減可變轉(zhuǎn)速的電機(jī)上，具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、少流量是一重要的節(jié)能措施。運(yùn)行工藝安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。對于提高勞動生產(chǎn)率、降低按照設(shè)計要求，中央空調(diào)設(shè)備既可以通過調(diào)節(jié)冷凍能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。水的流量保證冷凍水的供回水溫差維持在5℃，即7~變頻器的一次投資雖然很大，但它的應(yīng)用回報率很12℃，如果達(dá)不到這一設(shè)計要求，溫

4、差小于5℃，帶走高。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變流量后提高了電機(jī)的功率因相同的熱量需要更多的水，加大流量就會造成浪費(fèi)。一數(shù)，減少了無功功率的消耗，節(jié)電在30～60%，直接經(jīng)般要求冷卻水的供回水溫差也是5℃，即32~37℃，如果濟(jì)效益非常明顯。而且由于電機(jī)轉(zhuǎn)速普遍下降，電機(jī)運(yùn)達(dá)不到這一設(shè)計要求，溫差小于5℃，同樣會產(chǎn)生能量行狀況明顯改善，延長了設(shè)備的使用壽命降低了設(shè)備的浪費(fèi)。因此當(dāng)室外溫度較低，冷卻水的回水溫度低于維修費(fèi)用。變頻器啟動和調(diào)速平穩(wěn)，減少了對電網(wǎng)的沖32℃時，就可以適當(dāng)減少冷卻水的流量，使冷卻泵的功擊。變頻調(diào)速器還具有十分靈敏的故障檢測診斷、保護(hù)耗降低。因中央空調(diào)系統(tǒng)傳遞的熱

5、量是冷凍水系統(tǒng)從建以及數(shù)字顯示功能，大大提高了電機(jī)運(yùn)行的安全性和可筑物中帶來的，冷卻水系統(tǒng)散失到空氣中的熱量是冷凍靠性。水系統(tǒng)傳遞過來的熱量再加上制冷機(jī)自身消耗的能量而產(chǎn)生的熱量，這些熱量都是通過水來傳遞的，而水量和1節(jié)能控制問題概述溫差的變化就反應(yīng)了能耗的變化，因此消耗最少的能量將建筑物內(nèi)的熱量散失到空氣中是最為節(jié)能的運(yùn)行方中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機(jī)，冷卻水系統(tǒng)、冷凍水式。通過變頻可以改變流量從而達(dá)到節(jié)能目的。系統(tǒng)和末端能量交換設(shè)備（比如風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組）此外當(dāng)中央空調(diào)的負(fù)荷較低的時候，可以考慮關(guān)閉組成。在夏季，末端能量交換設(shè)備吸入建筑中的熱空其中一兩臺制冷機(jī)組、冷卻水泵、冷

6、凍水泵，也能達(dá)到收稿日期：2009－01－20節(jié)能目的。因此中央空調(diào)進(jìn)行節(jié)能改造控制的對象有：作者簡介：葉高文（1970-），男，講師。主要從事自動控制①控制冷凍水泵的流量；②控制冷卻水泵的流量；③選教學(xué)研究；劉暾東（1970-），男，博士；副教授，碩士生擇關(guān)閉一定量的冷卻水泵，冷凍水泵和制冷機(jī)組。導(dǎo)師。主要從事節(jié)能等自動控制方向研究。159·測試與控制·性影響了面向冷凍水供回水溫差PID節(jié)能控制的節(jié)能效2冷凍水供回水溫差的PID節(jié)能控制模型果。面向冷凍水供回水溫差PID控制的不足，影響了面如圖1所示，為冷凍水供回水溫差的PID節(jié)能控制向冷凍水供回水溫差PID節(jié)能控制的節(jié)能效果

7、。因此，模型simulink框圖。由上節(jié)可知，中央空調(diào)設(shè)備既可以考慮在加入模糊控制方法進(jìn)行控制。通過調(diào)節(jié)冷凍水的流量保證冷凍水的供回水溫差維持在3面向人流量和室外溫度的模糊節(jié)能控制模型5℃是最佳的控制方式。從實(shí)際生產(chǎn)調(diào)查的空調(diào)數(shù)據(jù)觀察，供回水溫差并沒有達(dá)到5℃，基本都在3~4℃之間，說由上述可知人流量和室外溫度是影響冷量需求的主明泵的流量還是過快，熱量未能充分吸收，節(jié)能空間巨大。要因素，實(shí)現(xiàn)冷量的供求平衡就實(shí)現(xiàn)了最佳的能耗效能。因此針對人流量和室外溫度產(chǎn)生的冷量需求，利用模糊控制[3]的思想