試論暖通空調控制系統設計

朱旭東

（哈爾濱空調股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

1 暖通空調系統

1.1 暖通空調工作原理

暖通空調的工作原理是在制冷設備里面的制冷劑和冰凍水進行熱量的調換產生汽化，這樣冰凍水的溫度會更低，之后，已經汽化的制冷劑通過壓縮機的運作下，形成高壓高溫的氣體，在經過制冷劑的冷凝器時被來自冷卻塔的冷卻水冷卻，再從氣體遇低氣溫變成抵壓低溫的液體，同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中，與混風進行冷熱交換形成冷風源，通過送風管道送入被調房間。如此反復操作，在燥熱的天氣，房間里的熱量都會被冷卻水帶走，熱量在經過冷卻塔時再被放出到空氣中。本文主要研習暖通空調體系控制空氣處理的單元，主要講供水系統和空氣處理部分。

1.2 暖通空調供水系統

經常使用的冷凍水體系的冷凍水管道都是循環的，依據客戶的要求狀況不一樣，依水壓力的特點分類，可以分為關閉式體系和開放式體系兩類；依熱、冷水通管的布置方法分類，可以分為四管制體系、兩管制體系以及三管制體系；依每個末端裝備的水量程度分類，額可以分為同程式體系和異程式體系；依水大小分類，可以分為定水量體系和變水量體系。變水量體系的規則中出、進的水溫度保持不變，建筑物負荷變化時，通過改變供、回水的流量來適應，該水系統輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。

現代化控制發展的日益進步和網絡的前進，電子控制機器的成本越來越低，一年度的體系在變流量操作下能用非變溫差、非定流量的形式作業，這樣可以更多的節省能源的消耗，可以更多的被廣大人民群眾所接受。現在，變流量操作方式就是空調尾梢在水路體系操作里面兩個通閥的操作相對于在尾梢三個通閥不一樣來說的，這里的定、變流量不是經過水系統尾梢的，而是水體系輸送冷凍水的流量，定流量的流量也是變化的，不是一直不變的。變流量操作的主要任務就是流量從冷源出來本身帶的冷量要達到在尾梢非定流量需求的量，這樣可以節省能源的消耗減少冷源的操作成本。因為現在很多需求要冷水箱的水流量保持不變，因而變流量操縱中提供與需求的冷水量是一致的。就是提供冷水的量是因為操作機器的數量不同才發生變化的。因為空調體系的運行操作處在設定的百分之六十負荷下，負荷也是一直跟著時間在改變的，這樣可以改變冷水所帶動的冷量滿足也在變化的負荷所需，因此節省了能源的消耗減少了冷源的操作成本，利用變水量操作體系也是必然的。

1.3 暖通空凋空氣處理單元

在暖通空調空氣處置部分里，首要的是產生的新風和之前剩余的返回的回風集合，組成混風，混風利用冰凍水和熱交換設備進而形成熱交換完成送風，在嚴寒天氣，混風吸取熱能提升溫度，在炎熱天氣，混風降低溫度，通過送風機的功能利用送風管送進房間，送出的風和室內的空氣相互換，以此來達到室內調節溫度所設定的點。室內的空氣通過排風機的作業下排出室內，組成回風。一些回風被排出房間，一些回風再與新風集合循環上面的過程。

在空調的熱交換設備中混風結合冷凍水完成熱交換，暖通空調操作體系中重要的組成設備是熱交換設備，當其工作狀況處在部分負荷下的時候和原來設計的工作狀況是不同的，所以在實施運用經過中，熱交換設備很多時候都與原設計工作狀況不同。

2 暖通空調控制系統設計

首先根據實際所需合理的安排室內氣溫的度數，之后制造可行的空調遙控設備，這樣空調的操作體系根據遙控設備所設定的合理的溫度進行操作使房間抵達所設置的溫度，且能有效控制室內外對室內氣溫的打擾，并節省了空調操作運行所需要的能量。因為空調本身的滯后以及習慣性，所設定的溫度不能及時的在空調操作體系中有所反應，但是廣義推測的遙控設備可以追蹤未來時間所期望的溫度準確的輸出。并且空調的暖通設備在工作背景的變化下會受到擾亂，但是神經電子網絡可以有效的利用其高效的學習功能遏制工作背景的變化所帶來的擾亂。這篇文章就是講廣義推測設備結合神經電子網絡對空調的控制。

2.1 暖通空調廣義預測控制結構

如前面所描述暖通空調系統具有非線性，時變性、大滯后和大慣性等特點，還受到許多的干擾。干擾一：熱冷水干擾，因為在盤管中熱／冷水流量、重力的改變，這些干擾折合成熱／冷水溫度改變導致系統發生變化。干擾二：外界的擾亂，主要有太陽光、房間外溫度、室外氣體侵入和新風溫度的改變以及風機運轉速度的改變，這些因素都干擾著空調送風風量的改變。干擾三：室內內部擾亂，主要是進出的太頻繁、室內耗能發熱機器的使用。

空調廣義推測操作掌控在RBF模糊神經電子網絡系統下分為三部分。想要完成空調廣義推測操作掌控，必須要有精確的推測輸出功能，在此概念的根本上，要先建設精確速度的在線改良政策和可行的反饋更對。就是將得到的想要的室內氣溫傳遞和改進后，對完成轉動改良掌控操作的RBF模糊神經電子網絡經過梯度下降來更正的，以此可獲得最好的控制特征。室內真實的氣溫和室內所設定的理想氣溫差的改變情況是RBF模糊神經電子網絡，調節空調閥電壓是RBF模糊神經電子網絡。

2.2 暖通空調控制器在線滾動優化

通過仿真物體鑒別供給的部分推測傳遞的消息完成空調廣義推測操作的在線滾動改良，在線的轉動改良是依靠改良的數據和選用的改良做法實施的，從中獲得恰當的操縱規則，在線改良的算計量要思索，暖通空調廣義推測操作通過RBF模糊電子網絡神經來實現。依據功能標準，通過改良辦法取得的將來操作長度調節閥內冷凍水電壓，同時當下時段的調節閥電壓是用第一分量來表示。改良算法選取了經常用的梯度下降辦法這樣就降低了在線算計的繁瑣性。改良經過里面最主要的是算計功能標準對RBF模糊神經電子網絡操縱設備數據的系數。經過RBF模糊神經電子網絡和訂正辦法，通過空調廣義推測仿真物體得到的數據來實現已給目的數據的改良，以此調節閥電壓能夠精確的供給，進而完成暖通空調推測操縱的在線轉動改良得到恰當的操縱準則。

2.3 暖通空調廣義預測控制反饋校正

當推掌控的算法在轉動改良時，改良的根本點要和現實體系相一致。因為暖通空調體系被很多因素影響打擾，可能會造成識別真相的配置失敗。既根據不改變RBF模糊神經網真相的推測大概不能和現實空氣處理部分一樣。這就需要利用附帶的推測方法填補真相推測的不足，或者對基本真相在線修改。何況轉動改良唯有在反饋更正的根本上才可以顯現出它的優越。對RBF模糊神經網絡各隱單元的“是心”和“寬度”和隱層到輸出層的權值采用梯度下降法進行調整，在控制的每一步，都實時檢測被控對象的實際輸出與RBF模糊神經網絡預測器輸出之間的誤差，若此誤差大于預先設定的允許誤差，則利用上述修正方法修正暖通空調預測模型的RBF模糊神經網絡參數：否則，維持原有的RBF模糊神經網絡預測模型。

[1]趙舒暢.基于LON總線技術的暖通空調控制系統[D].北京：北京工業大學，2001.