基于DSP的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)及節(jié)能性研究

頓玉環(huán)

摘 要：文章介紹了建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能源浪費的現(xiàn)狀及節(jié)能措施，著重論述了一種基于DSP的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制，并對該智能控制系統(tǒng)的節(jié)能性進行了分析。通過對比分析得出，基于DSP的暖通空調(diào)系統(tǒng)控制具有高集成性、高精度、在節(jié)能的同時不會降低使用人群的舒適性，還會給用戶帶來更大的便利。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；DSP；節(jié)能；控制系統(tǒng)

前言

隨著技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)已成為建筑必不可少的組成部分，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)代大型公共建筑多數(shù)起重空調(diào)、制冷與供熱設(shè)備占40%，約占社會總能耗的20%。[1]因此，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能需加以重視，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中以舒適節(jié)能為設(shè)計目標，降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，同時減少建筑系統(tǒng)的總能耗，對緩解用電緊張局面，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能源利用具有十分重要的意義。目前節(jié)能主要采取的措施包括：（1）改善建筑熱工性能，降低冷熱負荷；（2）利用新能源作為暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源；（3）暖通空調(diào)系統(tǒng)自身節(jié)能設(shè)計；（4）智能控制實現(xiàn)能源的高效利用。[2]本文從智能控制的角度出發(fā)，基于DSP設(shè)計了暖通空調(diào)系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)，并對其應(yīng)用及經(jīng)濟性能進行了分析。

1 空調(diào)系統(tǒng)控制原理

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)，主要包括風系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，其控制基本類似。由于房間內(nèi)冷熱負荷隨時間不斷的變化，采用定流量控制會浪費很多能源，因此在暖通空調(diào)系統(tǒng)中通過水泵、風機、冷水機組等行變流量控制。通過采集溫度、濕度、流量、風速等參數(shù)，通過PID模糊運算得到與之對應(yīng)的控制參數(shù)。各空調(diào)末端機組、風機及風口根據(jù)控制指令改變系統(tǒng)的流量、風速等，從而改變室內(nèi)環(huán)境，保證室內(nèi)人員舒適的前提下合理配置能源。

2 基于DSP的暖通空調(diào)智能控制系統(tǒng)

傳統(tǒng)控制大多是簡單的室內(nèi)溫濕度的反饋來改變獨立的水流量或新風機風速，以此改變室內(nèi)環(huán)境，雖然控制簡單，但是實際效果卻不理想，節(jié)能效果不顯著。此外，傳統(tǒng)的控制集成性差，精度不高。而目前先進的控制系統(tǒng)大多采用以DSP為芯片的智能化控制器，因為DSP具有集成度高、運算速度快、準確度高等優(yōu)點，可以處理較復(fù)雜的控制模型較大的數(shù)據(jù)量。

基于以上考慮，研究開發(fā)基于DSP控制的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，具有一定的實際應(yīng)用價值。

整個控制系統(tǒng)的核心是DSP控制板，DSP控制板包括：壓縮機控制（包括電流、電壓、壓力、壓縮機排氣溫度、蒸發(fā)器進出口溫度）電流、電壓、壓力、壓縮機排氣溫度、蒸發(fā)器進出口溫度控制。與其他DSP控制系統(tǒng)不同之處，在于本控制系統(tǒng)不僅考慮了壓縮機的影響因素，同時兼顧了室內(nèi)環(huán)境及設(shè)備參數(shù)的控制，使得整個控制更加的符合人性化，同時具有很好的節(jié)能性。其控制結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 基于DSP的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

整個控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)對冷熱源、末端機組及新風機組的監(jiān)測及控制，整個控制系統(tǒng)由新型控制器來實現(xiàn)，該控制器不僅實現(xiàn)對暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)功能，還可以對暖通空調(diào)系統(tǒng)中采用的分布式冷熱源進行監(jiān)控調(diào)節(jié)，分布式能源與電網(wǎng)的并網(wǎng)功能。

3 控制系統(tǒng)優(yōu)勢分析

基于圖1所示控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，分別對控制系統(tǒng)的各參數(shù)檢測所需電路進行逐一設(shè)計并檢測，檢測電路主要對這些參數(shù)進行實時檢測，顯示電路則是顯示系統(tǒng)運行的狀態(tài)。各個電路相互銜接構(gòu)成了整個控制系統(tǒng)。

該暖通空調(diào)系統(tǒng)控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）全面掌握系統(tǒng)信息；測量建筑內(nèi)空氣溫度，空氣濕度，水流量，空調(diào)送風風速等參數(shù)；（2）動態(tài)能耗計量分析：實現(xiàn)建筑水、電、熱量、燃氣等能耗的自動統(tǒng)計計量控制調(diào)節(jié)和節(jié)能分析：（3）當氣象條件等因素發(fā)生變化時，對系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化；（4）改善設(shè)備管理：監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備的運行狀況，及時進行故障診斷和事故報警。

4 建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢

建筑暖通空調(diào)的控制需要與建筑中窗墻等元素的功能結(jié)合起來，形成一個有機的整體，通過控制器處理反饋回來的各個參數(shù)值然后再對暖通空調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)進行整定，從而實現(xiàn)對室內(nèi)空氣條件的調(diào)節(jié)，達到舒適的室內(nèi)環(huán)境。

未來的智能建筑中建筑單體本身的節(jié)能應(yīng)該得到更多的重視，將蓄能、熱轉(zhuǎn)化、節(jié)能等措施進行合理的整合，暖通空調(diào)根據(jù)建筑單體的動作來做出相應(yīng)的調(diào)整，建筑設(shè)備與建筑融合成一體，綠色智能建筑必將給我們的生活帶來更大的便利。

5 結(jié)束語

5.1 DSP芯片的PID控制算法控制器，可以實現(xiàn)提前對室內(nèi)環(huán)境條件的編程設(shè)定，運算更加的準確。

5.2 本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，控制精度高，完全實現(xiàn)數(shù)字化，現(xiàn)場智能化、小型化、響應(yīng)速度快。

5.3 本控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)節(jié)能，使能源得到充分的利用。

參考文獻

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